飞轮是发动机的常用零件，其内嵌磁钢圆弧缺口处需要加工。传统铣削飞轮圆弧段采用安装带有专用夹具的回转台，通过蜗轮蜗杆带动工件回转来加工圆弧，其精度和效率很低，难以满足大批量生产的需要。为解决这一问题，文中提出了一种双主轴双工位四转台结构的专用数控铣床，能高效铣削飞轮外圆弧段。本文介绍了数控技术的发展概况和圆弧数控铣床的发展现状，阐述了课题的选题背景和选题意义，并围绕以下几个方面展开研究工作：首先，介绍了铣床的运动原理和机械结构。铣床提出的双主轴双工位四转台新结构，采用滑台的纵向进给和工件转台的周向进给两个运动形成极坐标下的切削轨迹，利用工位转台的回转运动构成加工与装卸两个工位，每个工位可同时铣削两个飞轮的外圆弧段，加工效率提高了一倍。其次，分析了双主轴系统的动态特性。针对双主轴的对称式布局和两相互干涉的切削力对主轴箱同时作用，易引起振动，影响加工精度和表面质量，在ANSYSWorkbench14.0上建立了双主轴的铣削模型，分析了双主轴系统的模态和谐响应动力学特性，研究了主轴箱的振动薄弱环节，优化了双主轴结构参数。然后，阐述了铣床的控制系统和极坐标直线插补算法。铣床基于ARM9微处理器，以光电编码器作为反馈，采用变频器实现主轴三相异步电机的速度控制和L298N驱动器实现直流电机的正反转动，通过PID策略实现交流伺服电机的位置控制。进、退刀由飞轮径向进给和周向进给两个运动协同完成，其控制程序采用了一种新的极坐标直线插补算法。最后，分析了工艺实验数据。为探索铣床的工艺性能和验证其抗振性，在装配和调试了实验样机的基础上，设计了三因素四水平正交实验，对铣削速度v、每齿进给量f、铣削深度a p进行了选取和配制，得出了最佳切削用量参数。