随着高新技术产品的日益精密化、微型化和集成化，微孔得到广泛的应用。微孔的加工方法很多，但机械钻孔是最经济实用的方法。不过，微孔钻削存在致命的弱点：微钻头强度低，磨损或切屑堵塞后极易折断；且钻头寿命分散性大而难以估计。钻头一旦折断，则很难从工件中取出，常以工件的报废而告终。实验表明，磨损后切削力（包括轴向力和扭矩）增大是钻头折断的根本原因。为防止钻头的折断，本文对基于虚拟仪器技术的微孔钻削力在线监测系统及其相关技术进行了研究。首先分析了微孔钻削在线监测的硬件系统。微孔钻削测力仪安装在钻床的工作台上，工件装夹在测力仪上。该微孔钻削在线监测系统是以微机为核心，使用了电阻应变仪的两路通道，分别用于测量轴向力和扭矩。A/D采集卡采集电阻应变仪转化来的电压值，计算机对其进行分析与处理，并与单片机进行串行通信，实现对单片机的控制。通过功率放大器，单片机控制单元提高了驱动步进电机的能力，实现了对主轴进给运动的控制。对数控微小孔精密钻床进行了软、硬件的接口补充。首次开发了基于虚拟仪器技术的微孔钻削在线监测系统。用图形化虚拟仪器编程软件LabVIEW7.0开发了机床监控与数据处理软件。该系统具有数据采集、数据存储、数据实时显示、历史数据再现、数字滤波、频谱分析及与单片机控制单元进行串行通讯等功能，用软件编程改造了监测系统，实现了部分硬件设备所具有的功能。该微孔钻削在线监测系统软件可打包生成扩展名为.EXE的可执行文件，脱离LabVIEW环境也能正常工作。采用最小二乘法求解了轴向力和扭矩的静态特性参数，完成了对轴向力和扭矩信号的标定。对钻削前系统信号的频域进行了分析，认为通过采用合理的滤波方法可以消除无效信号的干扰。同时，对钻削过程的频域、时域进行了分析，认为可以采用监测稳态信号方法，来<WP=65>预防钻头折断。对微钻头钻削力极限值的分布规律进行了研究，对微钻头折断时轴向力、扭矩都做出了可能服从正态分布、对数正态分布或威布尔分布的三种假设，最后经K-S检验得出轴向力、扭矩都服从威布尔分布的结论。最后根据可靠性理论，由轴向力、扭矩极限值分布函数推出各自的可靠度函数建立了微孔钻削在线监测的数学模型。依据微孔钻削力的可靠度函数，修改、完善了微孔钻削在线系统用于在线监测的软件部分，实现了微孔钻削的在线实时监测。在该微孔钻削在线监测系统下，利用这两个模型分别在一定可靠水平下的监测阈值进行实验的检验，认为模型得到的监测阈值可以很好地避免钻头在加工过程中的折断，为提高微孔钻削过程的自动化程度提供了一定的理论依据和实践参考。