喷雾冷却是高速加工的冷却方式之一,在喷雾冷却下进行的切削属于一种准干切削,它将干切削与湿式加工两者的优点相结合,具有多种优点,适用于很多领域。虽然,现在很多进口的高速切削机床上已经配有喷雾冷却装置,但是都是国外专业润滑公司生产的专用装置,结构上封闭且技术上高度保密,国内机床企业难以仿制;并且其价格昂贵,作为外购部件整体购入则会大幅提高机床的成本,不适合国内大多数企业的要求。针对这个问题,研究并实现采用经济的模块化气动元件代替专用装置,实现空气油雾定量控制的喷雾冷却装置,对于国产高速加工机床的先进冷却技术配套和提高市场竞争力,具有重要的意义。论文中完成的工作和取得的成果主要是:(1)针对现在进口高速机床上的喷雾冷却装置价格高、技术保密的问题,结合喷雾冷却的特点,对液滴雾化机理、雾化器结构进行研究分析,用模块化的气动元件构成了一种新型的经济型模块化空气油雾定量控制冷却装置;(2)为了进行喷雾冷却装置的试验研究,分析了空气油雾冷却润滑效果与气流状态参数的关系;在此基础上,为了评判空气油雾定量控制冷却装置的雾化效果以获得最佳控制参量,定义了雾化效果的衡量指标,用简单科学的氧化镁压痕法判断了其雾化效果,通过雾化效果测试试验确定了最佳控制参量(喷嘴和空气油雾质量比);(3)为了检验空气油雾定量控制冷却装置的冷却效果,用冷却装置进行了切削试验。试验结果表明:当喷嘴直径为1.7mm,空气油雾质量比在215～252之间变化时(即最佳控制参数),工件表面粗糙度Ra最小,空气油雾冷却效果最好,与加工中心油冷却的效果相当;一台加工中心采用传统湿切削加工,需要切削液20～100L/min,空气油雾定量控制冷却装置的用油量≤0.026L/h,约为湿切削的五万分之一。研究表明,这种经济型模块化空气油雾定量控制冷却装置既达到了预期的冷却效果,又可以极大地降低生产成本,可提高国产中低档高速机床的市场竞争力,在国内机床行业中具有很好的应用前景。