铣削因其较高通用性及高材料去除率被广泛应用于机械加工的各个领域,而实时有效的铣刀状态监测则是改善工件质量、实现机械加工生产的自动化、提高生产率、提高产品竞争力的重要保证。本文即以平底立铣刀铣削过程中的力信号为研究对象，通过研究力信号的特性确定了标定铣刀偏心和磨损的状态监测参数，并基于该理论进行了铣刀偏心和磨损状态监测系统的设计开发，对于及时发现机械加工过程中的异常状态具有非常重要的实践意义。本文主要着手研究以下内容：首先，依据刀具参数、工件材料、铣床参数、铣削力采集系统、传感器对信号特征的影响程度，制定几组不同的铣削参数；利用铣削力信号的采集系统在这几种不同的工况下进行铣削试验，采集铣削力数据，并在停机状态下测量铣刀的静态偏心量。然后，通过对采集到的铣削力数字信号进行软件滤波处理及时域、频域分析，分析铣削力信号的具体特性；对比各次实验的铣削力大小、偏心值、磨损量对各个铣削参数的敏感度，确定对切削参数敏感度低而对铣刀偏心和磨损量敏感度高的特征量，在此基础上提取能有效标定铣刀偏心值和磨损量的特征参数。再次，在Matlab中完成大部分数据处理过程，将其打包成COM组件，嵌入到VC++6.0中，完成铣刀状态监测的系统开发。最后，进行铣削试验，验证监测系统的有效性和可靠性。结果表明：以铣削力信号为研究对象的铣刀状态监测系统的应用研究，易于操作，该方法受切削参数的影响较小且对铣刀状态的灵敏度较高，完善了铣刀状态监测的理论知识和实践应用，提高了机械加工的安全性和效率，对实际生产中铣刀的偏心和磨损状态识别有一定的指导意义和准确性。