随着生产自动化和现代加工制造技术的迅速发展,以数控机床、加工中心为代表的数字化加工设备已经成为现代制造技术的主流。为了保障这些高精自动化加工设备的加工质量和运行安全,迫切需要发展新型、实用、可靠的加工过程监控系统。铣削是生产中最常用的加工方式之一,铣削时铣削力的变化规律直接影响到铣削用量的制定及加工表面的质量,因此在机械加工日益自动化、智能化的环境下,刀具的磨损检测和刀具的断裂识别是不可或缺的。刀具加工状态监测将成为数控加工技术的核心内容与研究的热点。目前在刀具状态监测方面,主要以加工中切削力的测量为主,它能直接反映加工过程中的刀具状态,能够探测刀具的磨损和断裂情况。光纤光栅传感器是一种性能独特的新型光测传感器,其主要优点有：一是防爆、抗电磁干扰且是优良的绝缘体；二是耐腐蚀,可在酸碱等复杂的化学环境中使用；三是体积小、重量轻,可安装在狭小的空间或者埋入结构的内部；四是灵敏度和可靠性高并且易于实现数字化传感；五是单根光纤上能够布置多个光栅,以实现针对不同或相同参数的分布式传感等优点。光纤光栅传感器的以上优点满足切削力多个分量同时在线检测要求并适用于铣削加工环境,能够实现铣削力的准确测量。本文主要研究将光纤光栅传感器应用于刀具铣削力的测量系统中,论文具体研究工作如下：(1)转换弹性体是铣削力测量中的敏感元件,决定了铣削力的可测性。通过对数控机床铣削过程的研究,理论分析和有限元仿真分析相结合的方式揭示铣削力导致的转换弹性体的应变分布规律,建立铣削力与弹性体应变之间的映射关系,提出转换弹性体的结构优化设计方法。(2)研究基于电阻应变片和光纤光栅传感的测力系统结构及传感器布置方案,对八角环进行单独的静态标定实验。对比电阻应变片和光栅传感器测量数据,分析两种传感器测量的优缺点,验证了光纤光栅在铣削力测量方面的可测性和准确性。