当前,人类社会可持续发展的需要以及先进制造技术的迅速发展,给制造业带来新的变革和重大影响。绿色制造(Green Manufacturing,GM)是一种具有显著社会效益和经济效益的现代制造业可持续发展模式,将成为 21 世纪制造业的主要发展趋势之一。绿色工艺规划是绿色制造中的重要研究内容,对于减少加工过程中的资源消耗和废弃物的排放具有重要的现实意义。论文针对国内绿色工艺规划方面的研究现状及存在的不足,论文以面向绿色制造的工艺规划中工艺要素和工艺过程优化方法研究为主线,对面向绿色制造的工艺规划技术中工艺资源环境特性、决策模型、工艺要素(刀具、切削液、切削液系统)优化选择方法、工艺参数优化方法、工艺方案评价及工艺路线优化等关键内容进行了研究,为机械零件加工的绿色工艺规划和实施提供共性技术或方法。 根据面向绿色制造的工艺规划的决策目标体系、内容体系和决策模型,对面向绿色制造的工艺规划中的工艺要素的选择进行了研究,主要包括刀具选择、切削液选择、切削液系统优化等,并且结合实例对上述工艺要素内容进行了综合应用;在对面向绿色制造的工艺规划中工艺过程优化的研究中,首先分析了工艺规划过程中工艺参数对工艺过程绿色特性的影响,基于面向绿色制造的工艺规划的目标体系和其资源环境特性的分析,提出了基于实例的面向绿色制造的工艺参数优化方法,并开发了相应软件模块,结合案例进行了应用研究;其次,针对在零件加工过程中,在满足质量加工要求的条件下,采用不同的加工顺序而产生不同的绿色特性的综合影响的情况,寻求具有较好的环境意识的零件加工的最佳加工工艺顺序,将能够综合描述绿色制造过程中工艺路线决策的 4 种工艺约束知识表达为 4 种适应度函数,提出了基于遗传模拟退火算法的面向绿色制造的工艺路线优化的决策模型,旨在优化产品制造工艺过程,节约制造过程中的物料和能源的消耗、减少废弃物的排放和污染,并对面向绿色制造的工艺路线的实用性进行了探讨;最后,综合上述面向绿色制造的工艺规划中工艺要素、基于实例的面向绿色制造的加工工艺参数优化方法确定、工艺方案的评价以及具有较好绿色特性的零件加工的最佳加工工艺顺序确定的基础上,借鉴比较成熟的基于实例的变异式工艺决策的思想,提出基于实例的面向绿色制造的工艺路线优化方法,为如何有效地确定一个新零件的具有较好绿色特性的加工工艺路线优化决策应用技术进行了探讨。在以上研究结论的基础上,并综合课题组的前期研究成果,基于 Internet的网络环境进行开发,采用了 B/S 的三层结构,开发了一种面向绿色制造的工艺规划应 I<WP=6>中文摘要用支持原型系统(GMPPASS1.0)并进行应用,该系统包括五个部分:绿色工艺特性数据库模块、工艺要素规划子模块,工艺过程优化子模块,数据库管理子模块和用户管理子模块。结合一个齿轮加工的实例,对上述的所有研究内容进行了应用,验证其可行性和实用性。