大型丝杠硬旋铣具有时变断续冲击、多点变约束、抱紧装置动态夹持等特点,使得丝杠加工过程中“机床-刀具-工件”系统产生复杂的动态响应,从而影响丝杠工件表面完整性、寿命、可靠性等综合性能。为实现对丝杠铣过程中的优化控制,提高螺纹工件加工质量及综合性能,本课题以八米丝杠旋风铣床及加工后丝杠副为研究对象,分别从螺纹硬旋铣圆弧型切削及二次切削仿真、丝杠加工全长系统动态特性,以及加工后丝杠副工件综合性能的评估与优化等方面进行了研究。针对螺纹硬旋铣几何成型机理,基于ABAQUS软件建立圆弧型切削模型,仿真了切削过程中的切削力,并通过硬旋铣试验进行了验证；基于最大瞬时厚度建立了二维正交切削模型,研究了切削速度、切削厚度、刀具前角等切削工艺参数下切削力、温度场及残余应力的变化规律；建立了二次切削有限元模型,分析了二次切削对切削力、温度场及残余应力的影响。针对时变断续冲击和多点动态约束等特性,建立了基于瑞利梁理论的三向移动力作用下的动力学模型,分析了丝杠加工全长的振动响应情况,并通过硬旋铣试验进行了验证；研究了均匀布局条件下浮动支撑及抱紧装置刚度、浮动支撑个数及间距对全长动态响应的影响；以最小的系统振动响应为目标,基于遗传算法研究了非均匀布局条件下浮动支撑最优布局位置。针对丝杠副高可靠性长寿命及试验台数量有限等局限性,提出了基于全周期分段步加策略的小子样加速寿命试验方法,开展了丝杠副小子样加速寿命试验；为更加全面地评估及提高丝杠副综合性能,构建了基于熵权和专家知识综合权重的丝杠副综合性能多目标评估及优化模型。本文在物理行为仿真、系统动力学及丝杠副综合性能方面的研究成果将进一步完善金属高速硬旋铣加工的基础理论,为高品质大型丝杠高效旋铣加工提供理论指导,小子样加速寿命试验的研究可用于同类型的细长轴类零件的可靠性评估及寿命预测,在丝杠副综合性能评估及优化方面的研究将为丝杠副性能的提升提供理论支撑,具有显著的社会经济效益。