制造业是我们国家经济增长的支柱产业,作为一个比较传统的领域,它目前已经建立了比较系统的理论体系,积累了丰富的实践经验,但随着科学技术水平的提高,机械制造业面临着新的挑战,迫使机械制造技术正在朝自动化、柔性化、精密化、信息化和智能化方向发展。铣削加工是应用比较广泛的加工方式,随着先进制造技术的发展,对铣削加工的稳定性、可靠性提出更高的要求。在实际铣削加工中,加工系统颤振和刀具失效是影响铣削加工效率、精度、质量以及稳定性和可靠性的重要因素。因此,本课题从加工系统稳定性及刀具可靠性两个方面,以加工工艺参数优化和提高刀具可靠性为主线,通过铣削加工系统颤振的分析、铣削加工成形过程的有限元分析、铣削刀具的状态监测以及刀具可靠性回归分析,对铣削加工系统稳定性和刀具可靠性问题进行了研究。首先,通过建立铣削过程动力学方程,基于ZOA法,利用模态试验与切削力系数辨识试验,求解获得了铣削加工系统的稳定性叶瓣图；并在此基础上为了更深刻地研究金属铣削原理以及刀具磨损,采用有限元分析方法,按多步建模的思想,对铣削加工过程进行仿真模拟,获得了铣削加工切屑形貌特征、切削力、切削温度等切削特征参数,并利用磨损子程序计算获得刀具磨损量,按正交试验的方法分析讨论了切削参数对刀具磨损的影响,分析发现进给速度和切削厚度对刀具磨损影响较显著,为实际加工中切削参数优化与提高刀具寿命提供了理论帮助。其次,通过对声发射能量、金属切削参数、刀具磨损三者之间定量关系的讨论,确定采用声发射信号对金属切削加工中刀具的状态进行监测。在声发射信号处理中,采用了小波包分析方法,通过对声发射信号小波包分解、包络分析、以及小波能量谱的分析,得出了刀具磨损的故障频率特征,基于此特征开发了铣刀状态在线监测系统。并在此基础上,结合刀具寿命试验,通过切削过程声发射信号的小波包分解,提取小波能量特征向量,并结合切削力,采用Logistic回归模型对刀具可靠性进行了评估。通过以上研究,系统地分析了铣削加工系统稳定性与刀具可靠性的问题,提出了提高铣削加工系统稳定性与刀具可靠性的方法,并通过实验验证了研究成果的可行性。