机械制造作为我国基础产业,正朝向高精度、高效率的智能制造方向发展,铣削加工作为机械制造中的重要部分,要想实现铣削加工的智能化,能否精确地测量切削力是其中关键的问题,这对优化切削过程、提升切削质量具有重大意义。本文以制备于数控刀柄表面的薄膜应变传感器为研究课题,重点对薄膜应变传感器的布局及结构进行设计,在此基础上围绕材料与制备方法探索了薄膜应变传感器的制备工艺,并将薄膜应变计结合信号采集系统对微弱应变信号进行了测量,最后对薄膜应变计性能进行了对比与评估,论文主要研究内容如下:（1）薄膜应变计的布局、选材及结构设计研究。根据数控刀柄在铣削加工中的受力情况,仿真分析了刀柄受力时表面的应变状态。基于刀柄表面的受力应变,确定了应变计在刀柄上的合理布局,以实现各向切削力测量解耦。基于材料力学与应变传递理论,选择制备薄膜的合适材料,设计了薄膜应变传感器的结构尺寸以减少应变传递过程中的损失量,并采用有限元仿真软件对设计方案进行验证。（2）刀柄表面制备薄膜应变计的工艺研究。根据设计的薄膜应变计结构尺寸,对薄膜应变传感器的制备工艺进行了探索与总结。基于磁控溅射技术,对刀柄表面处理工艺以及薄膜应变计的绝缘层、应变层及防护层的制备工艺进行了探索。经过对薄膜质量的筛选,总结了制备薄膜应变计各个环节的完备工艺参数。（3）薄膜应变计综合性能测试与评估。根据薄膜制备工艺的探索,选取合适工艺参数在应变试件上实现了薄膜应变传感器的制备,设计并搭建了信号采集系统,对薄膜应变计的测量性能展开了测试。基于电桥原理和锁相放大原理,设计了一款集成了半桥电路的柔性电路板,该电路板可灵活组配电阻以调节电桥初始的平衡,与应变试件上的薄膜应变计相连后输出电压信号,经过锁相放大处理后输出至上位机进行数据处理,将测试实验研数据进行总结与分析后,对薄膜应变计的综合性能进行了对比评估。