近年来，随着各国向工业化迈进的步伐不断加快，传统工业的转型问题也越来越受到人们的重视。自2003年英国能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》首次提出“低碳经济”概念后，以低能耗、低污染、低排放为基础的“低碳经济”（Low-Carbon Economy，LCE）成为全球热点，发展低碳经济成为世界经济发展的大势所驱，并逐渐成为各国各级决策者的共识。目前，国内外对低碳制造的研究主要集中于低碳设计理论与方法、制造系统低碳优化理论、低碳加工技术及装备、碳足迹评估与低碳制造定量分析四个方面。本文以低碳加工技术及装备为切入点，以体积成形工艺为研究对象，对挤压工艺、镦粗工艺和模锻工艺进行了能耗及碳排放的分析，通过一定的简化和假设，主要获得了以下成果和结论：（1）建立了挤压管材和棒材成形工艺的能耗及碳排放模型。将建立挤压碳排放模型简化为建立挤压过程中的能量消耗模型，通过分析挤压过程中的应力应变状态将挤压过程分段化，并运用响应面法筛选出不同的工艺参数，通过软件ProE建模和deform有限元分析获得挤压管材的能量消耗值，将模拟结果与理论模型进行对比验证，并通过拟合的方法对理论模型进行优化，提高了模型的准确性，再将挤压管材的能量消耗模型推广到挤压棒材加工中，从而建立挤压工艺的碳排放模型，并通过热挤压实验验证了热挤压管材模型的正确性和可行性。（2）建立了镦粗圆棒和圆环件成形工艺的能耗及碳排放模型。将建立镦粗工艺碳排放模型的工作简化为建立镦粗过程中的能量消耗模型，对圆柱棒料镦粗和圆环件镦粗分别考虑，运用响应面法筛选出不同的工艺参数，并分别进行镦粗实验，将得到的圆棒和圆环镦粗的能量消耗值与理论模型计算值和deform有限元模拟分别进行比较，发现理论模型计算出的能耗比有限元计算结果更加接近实验值，从而证明了圆棒镦粗和圆环件镦粗能耗及碳排放模型的准确性。（3）建立了轮盘件开式模锻工艺的碳排放模型。将开式模锻工艺进行阶段化划分，并从金属的流动规律、应力应变场变化和变形过程本身入手，对不同阶段进行分析，结合挤压工艺和镦粗工艺的能耗及碳排放模型，建立了轮盘件开式模锻工艺的模具参数与能耗及碳排放之间的映射关系，并通过deform有限元模拟验证了该模型的准确性。