核能发电为各个国家提供高效清洁的能源输出,水室封头作为核电蒸发器主要部件之一,世界上只有少部分国家可以生产,而且在制造技术方面对我国严格封锁。所以,以水室封头为工件材料的切削研究对我国核电重大项目的进展有着重大意义。水室封头工件材料A508-3钢具有韧性大、强度高、易粘结等特性,工件形状复杂难加工,而且需要刀具悬伸量较大,长径比在六比一以上,极易引起刀具振动。插铣作为一种新型加工技术具有快速去除大量金属的优点,本文针对以上因素进行了插铣刀及抑振刀柄的设计进行了以下研究:本文首先阐述了插铣刀基本原理及优点,并对插铣的加工方式和特点进行理论探讨,为了防止刀尖处发生崩刃,对刀尖前角的设定进行了分析;同时为了减小由于刀具长径比大引起的切削振动问题,利用刀柄动力学模型进行了理论探讨,存在某刀柄内孔尺寸值既满足刚性要求,同时振幅达到理想数值,从而达到抑振的目的。针对插铣刀进行参数化设计,利用UG NX二次开发平台,通过C++接口API函数,结合UG/OPEN UIStyler达到很好的人机交互,实现对不同刀尖前角的插铣刀的快速建模并提高了效率,为之后的DEFORM切削仿真和ANSYS仿真分析提供了很好的基础。通过DEFORM的切削仿真,分析了同等情况下刀尖前角对切削力的影响规律和铣削力的大小;对UG二次开发设计出的不同刀尖前角的插铣刀进行ANSYS静力分析,得出不同刀尖前角对刀具变形的影响规律,同时对不同内孔插铣刀刀柄进行频响应分析,得出在满足刀具变形量小的基础上,刀尖处振幅最小的插铣刀刀柄内孔值;完成了插铣刀和刀柄的优选并对其进行了加工制造,为之后铣削试验提供便利。最后研究了切削三要素切削速度、每齿进给量和径向切削宽度对铣削力的影响,通过正交试验方法完成了插铣刀的铣削试验,并对切削仿真的结果进行了验证,针对所设计的直径为32mm的插铣刀和A508-3钢,建立了铣削力经验模型公式,完成对铣削力和抑振刀柄内孔的最优理论值论证。