为了满足发展的需要，具有复杂曲面的产品越来越多，广泛应用于模具、工程机械、汽车、航空航天等领域，这对制造技术提出了更高的要求。近些年来，随着机床和刀具技术的不断发展，许多先进的加工技术开始应用到生产车间，提高了产品的质量和生产效率，降低了加工成本，为国民经济地增长做出了巨大的贡献。某异形型腔零件基体材料是合金结构钢20Cr2Ni4A，其内孔型腔形状复杂、截面变化大、精度要求高，其加工非常困难，某生产车间采用线切割技术来实现其粗加工，但加工效率较低，无法满足生产进度要求。本文采用高速铣削的方法替代原有的加工方法来实现内孔型腔的粗加工。本论文采用一系列的切削试验研究了工件材料的铣削性能，并根据零件的技术要求规划出新的加工工艺，并在加工中心上验证新工艺的可行性，为生产车间提供指导性的建议。本论文的主要研究内容如下：（1）基于切削加工试验，研究工件材料20Cr2Ni4A在高效铣削条件下的铣削性能、刀具与工件材料20Cr2Ni4A的匹配性能，得出切削参数对铣削力的影响关系和插铣铣削力经验公式，并优化出合理的切削参数用于指导生产。（2）基于UG的CAD/CAM功能，建立异形型腔零件的三维模型，根据零件技术要求规划加工路线并优化装夹方式，创建了SIEMENS802D系统四轴三联动立式加工中心KVC800/1的后置处理器，并根据新工艺方案编制数控加工程序。（3）基于切削加工试验，在四轴三联动加工中心上加工某异形型腔零件，验证了优化后的高效铣削加工工艺，检测产品几何尺寸、表面质量等，并对新的工艺方案进行了评价。