我国机床设备拥有量居世界首位,而机床设备耗能巨大能量利用率较低,由此产生的能源浪费问题十分严重,亟待解决。切削用量的合理选择不仅能够降低加工成本、提高生产率、改善工件表面质量、还能大大增加能量利用率。因此通过优化切削用量降低切削过程能量消耗是解决机械加工行业能量利用率低的有效途径之一。本文针对车削加工过程,进行了以节能为目标的车削用量优化研究。以机床平稳运行时主轴系统的输入功率为研究对象,根据变频调速数控机床主轴系统的组成及其耗能过程进行分析研究,根据变频器与异步电机的功率输出特性,结合异步电机与机械传动装置能量消耗过程,建立了工件负载功耗模型以及附加载荷功耗模型。根据机床运行过程中空载状态及切削状态建立了主轴系统能耗模型,并以一台多档位变频调速数控车床为例进行实验研究,获取了机床主轴系统的空转能耗模型、工件负载功耗模型、附加载荷功耗模型中的相关系数,使主轴系统能耗模型的有效性得到了证实。研究建立了以节能为目标的车削用量优化模型,根据粗加工与精加工特点,分析了车削加工中的约束限制条件,建立了综合考虑工件质量、半径、表面粗糙度等因素的,以进给量及主轴转速为优化自变量的,旨在降低主轴系统能量消耗的优化模型。基于对遗传算法的学习研究,并结合本课题的实际需要确定合理的操作方法及参数。基于上述研究,本文利用MATLAB图形用户界面开发工具开发了集成能耗预测功能的面向节能车削用量优化系统。利用该系统对切削用量进行优化,对能耗模型的准确性以及优化效果进行了实验验证。实验结果表明,经过优化的切削用量能够有效地减小加工过程中的能量消耗。