切削过程中产生的切削力直接影响着切削热与工件表面加工质量。随着MEMS技术的蓬勃发展,将薄膜应变传感器嵌入刀具体中来实现切削力的实时测量是一个很重要的科学问题。在研制薄膜应变传感器过程中,其结构设计、制备工艺及参数优化是最重要的三大环节,并影响了薄膜应变传感器的测力性能。本文以材料力学应变与挠度理论设计了薄膜应变传感器结构,研究了过渡层、绝缘层和敏感层的制备工艺,以最小二乘支持向量机（LSSVM）和遗传算法（GA）优化了敏感层的工艺参数。首先阐述了薄膜应变传感器结构设计与仿真分析的基本原理,提出了弹性基底尺寸设计及电阻栅尺寸设计是传感器结构设计的两大重点。对于弹性基底尺寸设计,设计了八种弹性基底结构,根据材料力学中应变理论及挠度理论建立了理论模型,并运用ABAQUS软件分析了八种弹性基底的应变、挠度分布情况。为选择其中较优的弹性基底结构,建立了弹性基底评价模型,得出工字形基底及对称圆弧形弹性基底为较优的结构。然后分析了电阻栅的应变传递效率,并研究了不同厚度下、不同宽度下的电阻栅结构对应变分布及传感器灵敏度的影响规律。以一个电阻栅800Ω的阻值,通过电阻公式设计了电阻栅结构。然后,研究薄膜应变传感器制备工艺原理,系统地阐释了薄膜应变传感器的制备工艺,并确定了过渡层与绝缘层组成的复合绝缘层的制备工艺参数,分析了复合绝缘层的表征性能,并对敏感层的电学性能进行了分析,为探究敏感层制备工艺对其表征性能的影响奠定了基础。最后,重点研究了薄膜应变传感器敏感层薄膜的制备工艺优化。提出了以LSSVM建立镍铬合金薄敏感层制备工艺参数与其表征性能间的非线性回归函数,并通过GA寻找各表征性能的非线性回归函数中的最优值。通过正交试验法设计了溅射功率、溅射压强、氩气流量、基底偏压与薄膜沉积速率和粗糙度间的试验,获得了样本数据,分析了工艺参数对沉积速率、粗糙度的影响规律,利用建立的优化模型得到了薄膜沉积速率最佳工艺参数下的值为76.92 nm/min;得到了表面粗糙度最佳工艺参数下的值为10 nm。通过正交试验法设计薄膜电阻率间的试验,并获得了样本数据,分析了溅射功率、溅射压强、基底偏压、基底温度对其影响规律,通过LSSVM建立了电阻率的预测模型,通过GA得到最佳工艺参数下的电阻率为1.34Ω·μm。