中国制造业的能源消耗庞大,能源消耗又导致大量的环境排放,造成了严重的环境影响,节能降耗技术成为了研究热点。机床作为产品加工的母机在制造业中具有举足轻重的作用,其中数控铣床应用广泛但能源利用率普遍偏低,严重影响了中国制造业的发展,因此具有很大的节能潜力。构建数控铣床能耗模型,优化铣削参数,提高数控铣床加工过程的能耗预测精度,能为数控铣床节能降耗提供基础支撑。本文依托国家自然科学基金资助项目"基于工件能耗属性的制造系统能效提升方法研究"(编号51275365)与国家高技术研究发展计划资助项目"典型机床绿色生产工艺技术评估及应用支持系统研究"(编号2014AA041504)对数控铣床加工过程能耗预测及优化方法展开研究,主要研究内容如下:本文首先介绍了加工基元的定义与信息组成,对数控铣床的加工系统构成进行了分析,提出了加工基元与NC代码之间的匹配关系。对数控铣床的能耗进行了分析,得到了数控铣床加工系统能量平衡函数式;研究了加工基元的能耗信息,以能量消耗与成本为目标构建了数控铣床能耗多目标优化模型。研究了加工零件的NC代码获取方法;利用遗传算法对模型进行了求解,获取了最优铣削参数;对加工基元进行了 NC解析,分析了走刀路径,提取了机床各系统电机功率参数、时间参数信息,对加工过程能耗进行了预测。设计了一个零件铣削加工实验,在xk713数控铣床上,对论文提出的基于加工基元的数控铣床能耗模型进行了应用,将实验中的三组能耗值进行了比较分析,验证了该能耗模型的准确性与可行性。