叶片作为关键的能源转换装置,是航天、汽车和船舶等领域发动机和能源装置的心脏。由于在实际工作中需要实现特殊要求的能量传递任务,叶片往往由特定的复杂自由曲面构成,目前主要采用多轴球头铣或立铣铣削加工,该类零件的生产加工非常复杂被称为现代工业“皇冠上的明珠”,其生产能力反映了一个国家的工业制造水平。另一方面,叶片作为一种复杂的薄壁类工件,在加工过程中往往伴随着极高的材料去除率,目前生产效率较低成本较高是制约叶片工件生产的关键问题。旋风铣削是一种广泛应用于涡轮蜗杆等复杂螺旋曲面工件生产的高效加工方式,具有出色的加工效率。旋风铣削从加工形式上可以分为外旋风铣削和内旋风铣削两种方式,其关键装置为特殊安装的旋风铣头,可以在三轴或三轴半机床进行复杂曲面工件的加工。旋风铣削加工过程中,根据加工工件的特点可以选择成型铣刀刀片或者普通铣削机夹刀片安装在刀盘上进行材料去除,由于铣)刀刀盘尺寸较大所以能够保证在加工过程中实现较高的切削速度且材料去除率较高。针对上述叶片加工效率低下的问题,本文研究了叶片旋风铣削这一加工方法。考虑内旋风铣削铣刀环对于工件尺寸的限制,采用了外旋风铣削加工的叶片加工方式。另外,因为叶片作为典型的薄壁类工件,具有明显的弱刚度特性,加工过程中极易发生颤振影响加工质量,针对这一具体问题,本文对叶片旋风铣削稳定性进行了分析研究。首先针对旋风铣削刀具和叶片工件的特点给出了其铣削力预测模型,并进行了铣削加工实验验证模型的有效性,为后文的稳定性分析提供了必要的铣削力系数;通过理论和实验分析了叶片旋风铣削加工过程中的主要振动方向,建立了不同形式的旋风铣削动力学模型,根据半离散时域稳定性预测的思想分别建立了稳定性预测规划方案;对于叶片工件的动力学参数,分别采用了经典的比例阻尼假设模型和考虑频响矩阵不对称模型的参数识别方法,利用实测频响函数曲线拟合的方法获得了相应的动力学参数,结合建立的稳定性预测规划进行了稳定性预测。实验结果表明考虑频响函数矩阵不对称性获得的拟合曲线更为精确,其相应的稳定性预测结果同样更加准确;最后,针对叶片旋风铣削加工过程中大材料去除率的特点,分析了材料去除对于加工过程的影响,结果表明,受到叶片振型特点的影响,不同阶段材料去除对于加工稳定性的影响存在差异,单一加工参数规划会引起部分工件区域的加工颤振,而采用考虑材料去除影响的稳定性预测指导的加工参数规划不仅能够有效地规避加工颤振而且能够提高加工效率。