大型螺纹硬态旋风铣削加工技术具有工件多点变浮动支撑约束、随动抱紧装置动态夹持、铣刀盘超长距离移动、多刀具周期性断续渐进成型切削等特点,使得螺纹工件系统动态响应、切削特性以及螺纹滚道表面粗糙度等,都与普通切削方式有着明显区别。为实现对大型螺纹硬旋铣过程的优化控制和进一步提高大型螺纹全长的加工质量,本课题以大型螺纹数控旋风铣床为研究对象,分别从工件系统动态响应以及螺纹滚道表面粗糙度方面进行研究。首先开展了大型螺纹硬旋铣工艺参数试验,对切削力、振动和螺纹滚道表面轮廓形貌进行了分析,然后提取了其相应的特征值,研究了各主要切削工艺参数和多点变支撑装夹约束对铣削工件系统的动态响应和螺纹滚道表面粗糙度的影响规律以及影响程度,提出了优化的切削工艺参数组合。其次依据瑞利梁理论和模态形函数法建立了硬旋铣大型螺纹工件系统动力学模型,并考虑到螺纹工件自转、卡盘-顶尖边界条件和切削力沿轴向移动的特点,研究了浮动支撑个数、间隔距离以及随动抱紧装置抱紧刚度对切削点处动态响应的影响和多点变约束下螺纹全长的动态响应,进而优化多点变浮动支撑装夹约束条件,进一步提高硬旋铣大型螺纹全长的加工质量。最后采用回归方法和BP神经网络方法建立了基于工艺参数的表面粗糙度和振动预测模型,从而实现对大型螺纹硬旋铣过程中的表面粗糙度和振动的优化控制,有助于指导实际生产,减少废品的出现,提高经济效益。