制造业作为国家经济基础产业,在大量消耗自然资源并创造人类财富的同时,也产生了严重的环境污染问题,对其进行绿色化改造升级,可有效降低资源消耗、减少生产制造过程对环境的污染。考虑到绿色制造对资源和环境可持续发展的重要性,深入研究面向绿色化的切削参数优化方法具有很强的理论和现实意义。本文研究了机械切削加工系统的切削参数优化问题,定义了机械加工绿色化评价指数模型,构建了面向高效低成本绿色化的切削参数多目标优化模型,设计了一种改进的NSGA-Ⅱ算法求解上述模型,并开发了包含切削参数优化功能的计算机辅助工艺规划系统。本文主要研究内容如下:首先,阐述了课题研究背景和意义,介绍了国内外绿色制造的研究现状,以及制造业不同发展阶段所对应的切削参数优化问题相关研究,分析并总结了现有切削参数优化研究的不足之处。其次,为衡量机械加工过程中单个工步的绿色化程度,定义了机械加工绿色化评价指数模型,该指数模型综合考虑了机床能耗和切削液消耗。然后以极小化加工时间、极小化加工成本和极小化机械加工绿色化评价指数作为优化目标,考虑机床本身的转速、进给量、机床功率以及被加工零件的表面加工质量约束,建立了面向高效低成本绿色化的切削参数多目标优化模型。然后,针对所提出的切削参数优化模型具有多目标、多约束等复杂特性,以及传统NSGA-Ⅱ算法在求解实际工程领域中复杂非线性问题时的不足进行算法改进,提出了混沌初始化种群,以及增加基于混沌映射的变异算子两个改进措施。通过应用传统的NSGA-Ⅱ算法和改进的NSGA-Ⅱ-IM算法分别对车削和铣削两个算例中所建立的优化模型进行求解,并将改进算法所得结果与切削手册推荐参数所得结果进行优劣性对比,验证了所提模型以及改进算法的有效性。最后,以上述的研究工作为基础,应用B/S三层架构工作模式,在My Eclipse开发平台上完成了计算机辅助工艺规划原型系统的开发,该系统包含了切削参数优化功能,可为工艺设计人员确定切削参数提供便利。