在机械加工中,为了降低切削温度,延长刀具使用寿命,提高生产效率和表面质量,一般均要使用切削液。然而切削液的使用也带来了负面影响,如对环境的污染、工人健康的危害以及加工成本的增加。目前切削加工中切削液对环境资源的破坏,越来越引起人们的重视,政府制定了相关的政策,使得越来越多的制造企业减少或不使用切削液。因此,越来越多的新式的无危害的绿色切削技术成为21世纪机械制造领域的焦点。微量油膜附水滴切削液属于一种新型绿色切削加工技术,利用压缩空气的强力作用,使自然可降解植物油和少量水在特殊多段式喷嘴中,形成微量的油膜附水滴切削加工液,该切削液具有廉价、无污染、无公害及勿回收等优点,因此对微量油膜附水滴切削加工技术进行深入研究,具有重要的理论意义和实用价值。(1)本文对油膜附水滴(OoW)切削液机理理论进行了深入研究。1)油膜附水滴(OoW)切削液形成油膜附水滴所用的植物油和酯油进行了油膜附水滴形成机理研究,确定了油膜附水滴切削液使用的油为高动粘度菜油；2)油膜附水滴(OoW)切削液雾化喷嘴的性能分析和射流理论研究；3)对旋转气流中的圆柱形粘性液体射流作了普遍三维扰动下的稳定性分析,推导了旋转气流中圆柱射流自由表面小扰动发展的特征方程,并结合复分析首次用隐函数存在定理证明了该方程解的存在性和唯一性。根据射流自由表面上小扰动的发展及各作用力的相对强弱来分析射流的分裂雾化现象的异同及其力学原因,提出以Te=We/Q这-新的无量纲参数作为区分分裂模态与雾化模态的判据,该参数表征了射流自由表面扰动模态的特性：在Te>1的范围内,射流自由表面轴对称扰动占绝对优势,为最不稳定的扰动模态。在Te<1的范围内,射流自由表面出现非轴对称扰动,其增长率随Te的减小而逐渐加强,最终成为最不稳定的扰动模态,而且当Te<<1时,射流自由表面同时存在多种扰动强度处于同一量级的不同角向模数的非轴对称扰动,从线性理论的角度形成射流分裂雾化机理的统一理论。(2)在喷嘴的结构设计中引入齐次变换,使相贯线方程的构建变得简单快捷。并建立了由喷嘴结构参数确定的喷口过流断面面积的表达式,喷嘴流量特性和结构参数间的关系表达式,喷口特征尺寸的表达式。在此基础上改进了油膜附水滴多功能供液装置的关键零件特殊多段式喷嘴。(3)采用改进后的多功能供液装置和特殊多段式喷嘴,在车床、磨床和数控加工中心上进行了油膜附水滴(OoW)切削液作切削冷却润滑剂时的冷却润滑实验,实验效果良好。1)车削实验结果表明：使用微量油膜附水滴切削液比在干切削、乳化液切削条件下,三个方向的切削力均要小,而且采用对刀具后刀面进行喷射时,这种效果更明显；切削液的冷却作用,有效地带走了切削热,降低了切削温度,能提高刀具的耐用度,在对刀具的耐用度的研究中,对45碳素结构钢切削时,后刀面喷射时的刀具寿命分别是干切削、乳化液切削时的1.57倍、1.46倍。对1Cr18Ni9Ti不锈钢切削时,后刀面喷射时的刀具寿命分别是干切削、乳化液切削时的1.54倍、1.14倍；在对加工表面质量的研究中,微量油膜附水滴同样能够起到降低表面粗糙度的效果,使工件表面质量得到提高。2)磨削和加工中心实验结果表明：所有的油膜附水滴加工液与乳化液相比,水平铣削力减少约30%；而被加工表面粗糙度值大体相当。在磨削深度1μm、总磨削量30μm时所测的磨削力的结果(磨削宽度30毫米)：油膜附水滴加工液的磨削力最小,大约减少30%。油膜附水滴加工液可使被磨工件能获得较低的表面粗糙度值。从机理理论分析和实验效果来看,微量油膜附水滴中的油膜起到了良好的润滑作用,同时切削液的水滴吸收了大量的切削热,降低了切削加工区的表面温度,减小了刀具磨损,延长了刀具的使用寿命,抑制了积屑瘤和鳞刺的形成,降低了工件表面的表面粗糙度。微量油膜附水滴切削液是对传统切削液的巨大挑战,其研究成果将可在制造业中推广与普及应用,并可实现对生产企业传统加工方法的全面改造及机床产品的升级换代,对美化环境、科技进步、经济建设和社会发展,都将产生极大的推动作用。因此,油膜附水滴切削液的研究不仅具有直接的经济效益、社会效益和环境效益,而且具有广阔的应用前景。