低碳制造是实现低碳经济的必由之路，准确量化制造过程中的碳排放量是实现低碳制造的前提条件。磨削是制造加工中应用最广泛的精密加工方法之一，磨床的比重反映了一个国家制造业的发展水平。但是磨削的比能耗比一般切削大，是能耗效率较低的加工过程；并且磨削温度高，需要大量磨削液进行冷却，而磨削液的处理对环境影响十分巨大；砂轮的定期修整也是电能与资源的损耗。因此磨削是高耗能、高消耗资源和高排放的过程。本文利用公理化设计定性分析了实现高效低碳磨削的影响因素，综合考虑能源（Energy）、资源（Resource）、废弃物（Waste）与碳排放量（Carbon）之间的关系，提出了数控磨削过程四能耗模型，重点研究了磨削过程ERWC碳排放量计算模型的建立及优化，并基于该模型提出了高效低碳磨削的加工策略，为数控加工低碳制造更深入的研究奠定了基础。首先详细说明了课题研究目的和科学意义，并对国内外在低碳制造领域的研究现状进行了论述。接着对本课题的主要研究内容和论文构架进行了描述。针对数控磨床进行了多元能耗分析。在此基础上，利用经验公式及理论公式量化探究了磨削过程的能耗，提出四能耗模型，将磨削过程磨床能耗分为材料去除能耗、基本能耗、变频能耗以及响应能耗。给出了这四种能耗与磨削参数之间的数学关系表达式，继而为能耗对碳排放的定量分析奠定了基础。初步建立了以高效低碳磨削为功能需求的公理化模型，继而对数控磨削过程消耗的资源与产生的废弃物进行了量化分析，根据实际磨削过程，依次研究了砂轮磨损、磨削液消耗、润滑液消耗、磨屑产生与磨削参数之间的定量关系，利用碳排放因子数据库转化为碳排放量，最终建立了磨削过程ERWC碳排放量计算模型。与此同时完成了实际磨床能耗测量实验，得到了所需能耗数据，并在Matlab环境下给出了模型计算比较结果，解析了关键影响因素。从优化磨削参数的角度完善公理化模型，建立了以砂轮转速、导轮转速、粗磨进给率、精磨进给率、粗磨时间和精磨时间为控制变量的多目标优化模型，利用遗传算法，得到一组可行解，实现加工效率望大和碳排放量望小两目标的同时，也满足了高效磨削的条件。并针对该组解，与优化前的磨削参数完成了磨削加工对比实验，得到的实验数据表明优化后的磨削参数使磨床能耗降低，验证了模型的正确性。根据所得成果，开发了高效低碳磨削参数优化可视化人机交互界面，为高效低碳优化模型在低碳制造领域的应用奠定基础。