大型精密螺纹是大型重载机床中将旋转运动变为直线运动的关键功能部件。传统的精密螺纹加工主要采用高速或超高速磨削,生产效率低,加工精度不稳定。旋风铣削是近年来出现的一种新型切削加工方式,因具有高效、精密、清洁等特点而成为切削加工的主流方式,并被广泛地运用到大型精密螺纹及丝杠的切削加工中。本文以实现旋风铣削刀具磨损在线监测为目的,通过理论和试验相结合的方法研究加工过程中刀具的磨损和破损,并对加工工艺参数进行优化。首先,通过试验研究、金相分析和SEM电镜观察技术,对PCBN刀具的失效形式与机理进行了分析,运用统计学的分析方法,对旋风铣削PCBN刀具的磨损和破损机理进行研究。通过单因素试验,研究PCBN刀具寿命与切削线速度、切削深度、冷却方式的关系,为进一步分析刀具磨损及加工工艺参数优化奠定基础。其次,对大型丝杠的旋风铣削加工工艺参数优化方法进行了研究。由于粒子群算法具有收敛速度快的优点,因此,重点对该算法进行了研究。针对算法存在的缺点,提出了增加种群多样性的粒子群算法,并通过对比MATLAB遗传算法优化工具箱、正交试验分析得到的结果,证明改进的粒子群算法可被用于多种加工条件约束下的切削工艺参数优化问题。同时,工艺参数优化的结果对于提高生产效率、降低刀具磨损速率、延长刀具寿命具有重要意义。最后,通过不同磨损状况下振动信号的时域、频域分析,得到不同频率段信号随着刀具磨损的变化趋势,对振动信号进行小波包分析,可以得到不同频域区间小波能量的变化趋势,结合对现场加工过程中产生的切屑的颜色、形貌的分析,为旋风铣削加工中刀具磨损的在线监测提供理论指导和技术支撑。