旋风切削技术是一种新型的丝杠类零件的切削加工方法,其具有高效率、低能耗、无污染等优点而受到广泛的关注,其被成功地应用于大型丝杠的加工过程中。因为旋风切削是一种渐进式的断续切削技术,切削运动参数的改变和切削力的周期性变化所引起机床和丝杠工件的振动,都将影响工件最终的加工精度。本文以安阳鑫盛机床股份有限公司预研的9米大型数控丝杠旋风铣床为对象,在其设计阶段对机床的旋风切削运动过程、关键零部件和机床切削过程中的动态性能进行研究,为旋风铣床的机械结构设计提供理论依据,为保证良好的加工精度打下坚实的基础。通过分析旋风切削原理,建立了旋风铣削过程的运动学模型,计算旋风切削运动过程中各个参数之间的关系,分析了螺旋轨迹的拟合过程,并计算出刀具在一次切削中的最大切削厚度。根据厂家提供的实验数据及最大切削厚度,计算出旋风硬铣过程中的最大切削力数值,为动力学分析提供基础。对旋风铣床的关键零部件进行动力学研究。建立铣削主轴的等效动力学模型,并计算了角接触轴承的等效刚度。通过有限元分析软件ANSYS对铣削主轴的动态性能进行分析,确定主轴的薄弱环节并对其结构进行了优化。对优化后的主轴的动态性能进行分析,结果表明铣削主轴能够满足旋风铣床的动态要求。横梁、滑动托板、传动丝杠是驱动铣削头做轴向运动的结构部件,床身是所有部件的载体,其对丝杠的精度有着重要影响。通过有限元分析软件ANSYS及Workbench分别对其进行了动静态性能分析,证明其动静态性能满足旋风铣床设计要求。针对整机,建立了旋风铣床切削过程的简化模型,利用拉格朗日方程建立丝杠切削过程的动力学方程。通过有限元分析方法对无浮动支撑下和添加两种浮动支撑分布方案下的性能进行对比分析,得到了最优的分布方案。对三种不同工况的旋风切削过程进行分析,得到添加抱紧装置后丝杠切削过程的动态响应,其满足旋风铣床的精度需求,并为旋风铣床的抑振措施设计提供了理论依据。