随着全球温室效应日益严重,世界各国对于节能减排愈发重视。制造业作为我国国民经济支柱,碳排放量一直高居不下,为响应我国“十三五”低碳规划,减少制造业碳排放量刻不容缓。滚齿机床作为我国制造业“主力军”,其加工过程能源和物料消耗多且碳排放量大。基于低碳制造和碳足迹核算相关研究,构建滚齿加工碳足迹核算模型,通过粒子群算法优化切削参数,降低滚齿加工碳排放量和加工成本,实现滚齿加工低碳制造。首先,根据国内外低碳制造现状,低碳生产制造主要可以从降低设备加工耗能和优化加工工艺等方面考虑。结合国内外碳足迹核算现状,产品碳足迹核算流程为根据碳排放特性确定核算边界和碳排放源,考虑加工过程碳排放量影响因素,构建碳足迹核算模型。结合齿轮滚齿生产工艺流程,明确齿轮滚齿生产碳排放体系。依据全生命周期理论,考虑齿轮原材料开采、加工、使用和失效回收阶段,建立齿轮全生命周期碳排放特性表。其次,针对滚齿机床加工能源和物料消耗多的问题,考虑后续加工方案优化,划定滚齿加工作为碳足迹核算边界,分析了滚齿机床运转能源和物料等碳元素流的流动,锁定了滚齿加工碳排放源。鉴于滚齿加工碳足迹难以核算的问题,从切削用量、齿轮材料、滚刀刀具、机床耗能和切削液等因素研究,分析对滚齿加工碳排放的影响;综合考虑加工过程涉及的能源与物料以及废屑废液等多影响因素,构建了滚齿加工碳足迹核算模型。根据齿轮不同切削参数滚齿加工碳足迹核算结果,分析碳排放变化规律,确定滚齿加工碳排量优化函数和加工成本函数,结合滚齿加工约束条件建立滚齿加工多目标优化模型。使用线性组合法根据碳排放量和加工成本重要性赋值权重建立目标适应度评价函数;使用粒子群算法结合Matlab优化切削参数,降低滚齿加工碳排放量和加工成本,达到节能减排的目的。最后,结合滚齿加工碳足迹核算和优化业务逻辑,开发了滚齿加工碳足迹核算系统。根据齿轮结构参数、切削参数、加工消耗的能源和物料信息,建立了滚齿加工碳足迹核算模型,核算滚齿加工碳排放量。结合滚齿加工约束条件建立优化模型,通过优化滚齿加工切削参数,提高滚齿加工能源利用率并降低碳排放量。滚齿加工碳足迹核算系统可根据碳足迹核算结果量化和监控企业滚齿加工碳足迹,通过碳足迹优化模型优化加工方案。