近几年,能源紧张、环境污染等问题日趋严峻,世界各国开始大力提倡节能降耗。我国正在迈入高质量发展新阶段,也做出了到2030年实现“碳达峰”的坚定承诺。制造业作为我国实体经济的命脉,近年来进入了飞速发展阶段,同时也消耗了巨大的能量。数控机床因其高自动化、高生产率的特点,在制造业中得到了越来越广泛的使用。然而,数控机床工作过程的加工参数往往根据以往经验获得,使得数控机床能量利用率平均仅30%,造成了大量的能源浪费。因此,如何优化加工参数、降低数控机床的能耗,是业界亟需解决的工程难题,也是实现制造业绿色制造的迫切需要。本文针对数控机床节能降耗需求,以数控车床和数控磨床为具体研究对象,深入展开数控机床的能耗建模和优化方法的研究。首先,针对数控机床加工过程各阶段的能耗进行深入分析,探究最具优化潜力的加工阶段及其能耗变化影响因素;同时引入切削比能概念,在试验数据的基础上建立了材料切削阶段的切削比能模型,并结合极差分析和方差分析的结果选取最优切削参数,实现最低切削比能的单目标优化。其次,根据生产实际,采用加工表面粗糙度表征加工表面质量,并在计算获得指数形式表面粗糙度模型的基础上,建立了材料切削阶段的切削比能和加工表面粗糙度的多目标优化模型。最后,在分析连续蚁群算法（ACOR）优缺点的基础上,针对ACOR易陷入局部最优和解的多样性低的问题,通过引入黑洞算法对其搜索策略进行改造,提出了黑洞-连续蚁群算法（BH-ACOR）,将其应用于数控机床多目标优化模型最优切削参数求解之中,并将寻优计算结果与ACOR和其他优化算法结果进行性能对比,同时通过实验对BH-ACOR计算得到切削参数进行性能验证。与ACOR和其他优化算法的寻优性能比对表明,BH-ACOR算法具有良好的全局搜索能力,寻优能力也有所提升。试验也表明,BH-ACOR计算得到切削参数具有更优的切削比能和表面粗糙度。利用切削比能理念进行数控机床的加工能耗建模,可为其它机床能耗建模提供思路。BH-ACOR算法可使切削比能和表面粗糙度同时得到优化,这也为解决多目标优化问题提供了新的方法。