随着全球气候变暖和能源资源的不断消耗,各国政府和学术界逐渐意识到节约资源、保护环境的重要性,并且开始探索节能低碳的可持续发展模式,如何降低制造过程能源消耗和温室气体排放是工业企业面临的重要问题。因此,对制造过程的低碳优化是实现制造过程低碳化的重要环节,也是实现低碳制造的重要研究内容。车削加工作为重要的金属切削加工方法,对其加工过程的碳排放量化及低碳优化有着重要的意义。本文对数控车削加工系统的碳排放特性进行了研究与分析,并建立了其碳排放评估函数,结合车削成本函数,构建了基于碳效益的数控车削切削参数优化模型,并应用遗传算法对其进行求解,最终通过实验验证了该模型的有效性,同时开发了数控车削切削参数低碳优化系统人机界面,为数控车床的低碳优化提供了技术支持。首先对数控车削加工系统的碳排放碳源特性进行研究分析,将数控车削加工系统的碳排放分为切削碳排放和辅助碳排放。针对切削碳排放,辨析出了数控车削加工系统的各个主要耗能子系统,并基于此建立起相应的碳排放评估函数。针对辅助碳排放,在分析了数控车削加工系统所需的各个辅助系统特点的基础上,建立起了相应的碳排放评估函数。最终构建出了整个数控车床系统的碳排放评估函数。结合影响数控车削加工碳排放的各个因素,以数控车削机床主运动系统碳排放作为其切削碳排放主要计算依据,对数控车削加工系统碳排放评估函数进行了进一步详解,构建了实际的数控车削加工过程的碳排放数学模型,结合车削制造加工过程的成本计算模型,提出了碳效益(Carbon Efficiency,CE)评价指标,该指标综合考虑了碳排放及成本对切削参数的影响,以该指标作为数控车削参数低碳优化目标,以机床主轴转速、进给量和切削深度为优化变量,以机床特性约束、零件加工要求约束等作为约束条件,建立了面向碳效益的数控车削机床加工参数低碳优化模型。针对所构建的数控车削切削加工参数低碳优化模型,采用遗传算法对其进行求解,通过实验对比优化前后的切削参数,结果表明优化后的参数使车床的碳排放和加工成本均有所降低,验证了模型的有效性。最后,结合上述研究成果,使用Visual Basic 6.0软件开发了面向碳效益的数控车削切削参数优化人机交互界面,为车削参数的选取提供了技术支持。