1.微量油膜附水滴切削液

微量油膜附水滴是指金属切削加工过程中，在既不缩短刀具使用寿命，也不影响加工表面质量的前提下，使切削液的使用量达到最少的润滑技术。所示，其原理是根据油脂的界面化学反应方式，可自然降解油剂的油分子（菜油）会一个一个地并排吸附在水的界面上，将压缩空气与少量的易自然降解的油剂混合汽化后，由于油分子中的亲水基和疏水基的扩张性，即油分子中的负离子和阳离子的扩张性，成千上万个油分子吸附的结果是使水分子的界面上形成一层细小的微米级油雾，然后喷向切削区，对刀具与切屑及刀具与工件的接触界面进行润滑，以减少摩擦和防止切屑粘到刀具上，同时也冷却了切削区（油雾在切削区汽化也会吸收不少切削热）并有利于排屑，从而显著地改善切削加工条件，加工后刀具、工件和切屑都保持在干燥状态，切屑无需处理便可回收利用，达到环保及降低成本的目的。

2.微量油膜附水滴切削液生成装置

要使自然降解油剂的油分子（菜油）一个一个地并排吸附在水滴的界面上而形成油膜，就应合理地设计喷嘴。满足喷嘴尾部能同时通过空气、油剂和水，喷嘴腔中三者可结合形成微量油膜附水滴切削液，喷嘴端口部分实现连续喷射。借鉴有关设计原理，生成微量油膜附水滴切削液，实现连续喷射。当压缩空气高速流过虹吸管口时，虹吸管口会形成局部真空，产生负压，从而能把装在容器中的油剂或水吸入。在虹吸管上安装调压阀来控制油剂或水的流量。空气压缩机产生一定压力的压缩空气，分别通过装有水和可自然降解的植物油（菜油）的容器管口，在负压的作用下，将容器中的水和可自然降解的植物油输出到多段式喷嘴中，使压缩空气、水和油剂在喷嘴腔内充分雾化，并经过多段式喷嘴后形成微量油膜附水滴切削液，在压缩空气的作用下，切削液以一定速度喷射到切削加工区。

3.微量油膜附水滴切削液的使用

微量油膜附水滴切削液在压缩空气的作用下喷射到加工区后，由于水滴表面油膜的扩张性，使最初到达工件表面的油膜起到润滑和减磨作用，从而产生良好的润滑和排屑效果。又由于油膜附水滴进入切削区后，吸收切削热，微小的切削液滴迅速沸腾、汽化、脱离，从而带动切削液滴剧烈翻动进一步汽化，细小水珠相变带走大量的热，提高了散热能力，而油剂吸附在加工表面上起到较好的防锈和润滑作用。切削试验研究发现，在压缩空气的压力条件为2～3MPa、油剂流量为10～20mL／h（压力为0．3～0．5MPa）、水流量为1～2L／h（压力为0．8～1MPa）时，在降低切削力、延长刀具寿命和提高工件表面质量方面的效果最好。传统浇注式切削液浇注时是很难进入切削区的，即使少量的切削液渗透进入切削区后遇到高温壁面，液体产生层状汽化，汽化层会把加工刀具与冷却介质相对分隔，也得不到较好的冷却，因而对刀具寿命和切削力等带来影响。在同等切削加工条件下，微量油膜附水滴切削液的消耗量与传统浇注法的切削液消耗量之比为1∶120。

4.结语

采用微量油膜附水滴技术可省去传统的切削液废液处理设施，降低了加工切削力，减小了刀具的磨损，提高了工件表面的加工质量，从而降低了生产成本，且切屑回收率达100％。微量油膜附水滴切削液供液装置成本低、易于制造安装、供液方式灵活，该种新型的绿色切削液很有发展前途，使用该种切削液是一种行之有效并且清洁的机械加工技术。

作者：孙立中单位：浙江工业职业技术学院