随着航空航天科技的发展，出现了超高强度300M钢、钛合金及镍基高温合金等难加工材料。在这些难加工材料的数控加工中，切削颤振与刀具磨损已成为制约加工质量和加工效率提高的瓶颈。本文针对超高强度300M钢等难加工材料的切削颤振和刀具磨损问题，进行了300M钢铣削实验，从状态监测的角度深入研究了颤振与刀具磨损敏感特征量的提取问题，提出了切削颤振及刀具磨损识别的新方法，在课题组研制的车铣复合加工中心上搭建了车铣复合机床在线监控系统。　　对现有的颤振监测与刀具磨损监测方法进行了综述，提炼出典型的颤振与刀具磨损识别特征量。分析了难加工材料300M钢等难加工材料的机械性能，设计了300M钢铣削实验。通过对正交铣削实验数据的分析，建立了300M钢三向铣削力经验模型。运用建立的经验模型进行铣削力预测，预测结果与实验结果具有较高的一致性。该模型为300M钢铣削加工和切削参数优化提供了重要参考。　　进行了300M钢铣削颤振实验，采用三向测力仪和加速度传感器的多传感器监测方法，构建了切削力分量均方根比、主切削力标准差与均值比和不同方向加速度均方根比的新的颤振特征向量。该特征向量采用比值的形式，可以最小化切削条件变化对颤振识别带来的影响。将提取的特征量结合最小二乘支持向量机进行颤振识别，具有较高的正确识别率。基于Hilbert-Huang变换从时频分析的角度研究了颤振的早期识别，构建了敏感本征模函数的方差与能量的新的颤振特征向量。该特征向量相比方差和能量指标，提高了颤振早期识别的敏感度，而且比时域幅值的变化提前了0.1秒。联合时域特征标准差和频域特征一步自相关函数提出了一个包含时域和频域信息的颤振综合特征，并给出了该特征的快速计算方法。该特征采用比值的形式，门限值的设定不易受切削条件变化的影响，可以实现对颤振的早期识别，相比标准差或一步自相关函数提高了颤振识别的可靠性，为颤振的早期识别提供了新思路。　　进行了300M钢铣削加工的刀具磨损监测实验，采用三向测力仪监测刀具磨损，基于切削力信号构建了切削力分量均方根比和小波包相对能量两组刀具磨损特征向量。这两组特征向量采用比值的形式，可以最小化切削条件变化对刀具磨损识别带来的影响，将提取的特征结合最小二乘支持向量机进行刀具磨损识别具有较好的识别效果。切削力比作为刀具磨损与颤振识别共用的特征量，建立了刀具磨损与颤振之间的联系。通过设定不同阈值可以将两者区分开。　　针对飞机起落架主要结构件加工中的颤振、刀具磨损及表面烧蚀问题，搭建了车铣复合机床在线监控系统，对该系统进行了总体设计、硬件设计和软件设计。该系统依托自行研制的飞机起落架加工设备和国产的华中8型数控系统，包含多种传感器，既可以实现数据采集、数据分析和状态识别，又可以实现实时控制。