航空业是公认的国家总体综合国力的一大标杆,在如今科技高速发展的背景下,保质保量的制造和加工出高精密的符合当前科技水平要求的航空业零件是个不小的挑战。在航空结构件加工过程中,刀具作为重要的终端部件,刀具磨损状态影响着加工的精度、效率及经济效益。因此,实现航空结构件加工过程中刀具磨损状态的实时在线监测具有重大意义,能够大大提高切削加工的生产效率和质量、降低生产成本。尽管关于刀具状态监测开展了大量研究工作并积累了丰富的成果,但是过往所提方法基本都是依赖于公开数据集,加工零件方式为直线顺铣,与实际加工过程中的航空结构件表面特征复杂多变、包含有大量的曲面特征的事实并不一致。然而曲率大小及凹凸性等的变化,会直接影响到走刀过程中的切削体积、铣削力等,从而导致刀具磨损趋势将不同于直铣工况。本文针对上述加工过程中曲面特征对刀具状态监测带来的挑战,进行了理论研究与实验验证。具体研究内容如下:1)基于刀具磨损机理,分析了刀具磨损的原因等,对刀具加工过程进行受力建模并推断出走刀过程中加工面的曲面特征与受力的关系,仿真结果表明了曲面特征对刀具受力的影响,而刀具的受力必然会反应到刀具磨损上,初步探究出刀具磨损与加工路径关系的联系。2)开展铣削实验,并对工件曲面特征对刀具加工过程的影响进行定性分析。设计出包含有凹凸面的工件,配置好实验硬件系统与采集系统,开展了多组实验,采集了多种传感器信息。通过对力信号的分析,进一步分析和论证了铣削力与曲面特征的关系,最后通过对比实验的结果对曲面的凹凸性以及曲率特征对刀具磨损的变化做了对比研究,得到了定性推论。3)针对实际加工中数据的时序性,采用了时域卷积网络对传感器特征进行无需人工干预的自适应特征提取,实现因果联系,同时针对加工条件等的差异性利用自注意力机制合理分配感知,引入曲面特征,实现先验机理知识与模型的融合。4)实现了刀具在线监测的可视化,根据当前任务以及设备环境,进行系统设计,以及后端和前端的开发与部署,开发出一套刀具状态监测可视化系统,实现了刀具状态监控的可视化。