近些年来，随着制造装备自动化与制造模式集成化的发展，使得刀具磨损成为制造系统中薄弱的一环。如何提高刀具的使用寿命，并且获得优良的加工质量，是目前需要迫切解决的问题。这样既可以节约成本，又能提高生产效率。因此，研究和开发加工过程刀具状态监控技术对实现加工过程自动化、提升制造业水平具有重要意义。现代制造业正向更高的生产效率、更高的制造精度发展，在零件加工中如果能够掌握刀具的切削参数以及最大寿命，在刀具进入急剧磨损阶段前，且达到工件最大加工数量时，更换刀具或刀片，既可以保证加工质量，又可以使刀具使用率达到最大限度，减少更换刀具的频率，提高生产效率。本论文以铣削过程为研究对象，建立了以铣削力及振动加速度测量值作为监测信号的铣刀磨损监测实验系统，对铣削力信号和振动加速度测量值的特征提取以及基于HMM的铣刀磨损监测技术进行了系统的理论与实验研究。铣刀的磨损状态严重影响着工件的表面加工质量和生产率。因此，国标中已经规定了铣刀磨损量的许用范围。但是由于铣削过程的复杂性，很难通过铣削时间去判断铣刀的磨损状态。因此实现铣刀磨损的在线实时监测具有良好的经济效益和科研价值。在铣刀磨损监测中，铣削力信号被认为是最合适的，因为对于刀具磨损和破损的监测，铣削力信号能提供一个清晰的特征。通过对实验监测中的振动加速度测量值及铣削力信号进行时域和频域的分析，分别从时域和频域的角度出发，研究了铣削过程中铣削力信号及其特征值与铣刀磨损之间的关系，发现时域统计特征与铣刀磨损之间相关性较差。而在频域，铣削力信号功率谱密度与铣刀磨损之间则表现出较强的相关性，频域统计特征呈现出与铣刀磨损规律基本一致的变化趋势。