金属切削加工中,为有效改善刀具与工件、切屑间的摩擦,降低切削温度,减小加工工件表面粗糙度,往往要使用大量的切削液。切削液在制造、使用、废液处理及排放的各个阶段,都会带来大量的资源消耗及环境污染。随着人们环保意识不断增强,开展以微量润滑(Minimal quantity lubrication,MQL)为代表的绿色加工已势在必行。在微量润滑基础上结合静电喷雾(Electrostatic spraying,ES)发展起来的静电微量润滑技术(Electrostatic Minimal quantity lubrication,EMQL),具有液滴粒径小、雾化均匀、液滴表面张力、接触角小、液滴荷电及吸附性好等特点,提高了雾化切削液雾滴的润滑及冷却性能。本文针对静电微量润滑气雾的流场特性,主要进行了以下研究:1.利用FLUENT有限元软件对喷嘴下游雾化区域进行数值模拟,分析不同供气压力、润滑油流量和静电电压下雾滴的速度场分布与粒径分布情况。结果表明:雾滴速度随气压的增大而增加,粒径随气压的增大而显著减小;一定范围内,雾滴速度随润滑油流量的增大而小幅减小,粒径随润滑油流量的增大而增大;润滑油荷电后,雾滴速度随静电电压绝对值的升高而增大,粒径随电压的升高而减小。2.搭建了静电微量润滑雾滴速度测试实验台,利用PIV(Particle Image Velocimetry)技术对静电微量润滑与传统微量润滑的流场进行测量和分析。结果表明:对比微量润滑,静电微量润滑雾滴由于静电场作用,雾滴速度增加,喷雾锥角小幅增大。搭建了液滴采集装置,利用Matlab图象识别检测技术,进行了液滴的采集和识别试验。结果表明:静电微量润滑雾滴索特平均直径随电压绝对值升高而减小,雾滴粒径趋于均匀,雾化质量明显改善。3.对比流场仿真与试验所得的润滑油雾滴速度分布与粒径分布曲线结果,检验了建立的仿真模型在一定程度上可实现对荷电两相流的预报。4.通过四球摩擦磨损试验,研究分析了气雾流场特性参数对静电微量润滑摩擦磨损性能的影响。结果表明:对比微量润滑,静电微量润滑可显著改善摩擦副界面的润滑作用,减小摩擦系数和磨损量;荷电润滑油雾滴的理化性能和粒径、速度分布等流场特性因素共同影响静电喷雾微量润滑对摩擦副界面的润滑作用;存在一个较优的荷电电压、润滑油流量、气压及喷雾靶距,使得静电微量润滑作用效果最为显著。