切削液是金属切削工艺系统的核心组成部分之一,广泛应用于高精度车削、拉削、铣削和磨削等加工领域,其向“刀具-切屑-工件”接触面的润湿润滑特性,直接关联着对切削过程的冷却、润滑、清洗和防腐等作用,如何详细地研究切削液向“刀具-工件-切屑”润湿润滑特性,更有效地揭示切削液的作用机理,以便降低刀具切削力和摩擦磨损,提高切削液的环境友好性(绿色化)和切削加工精度,是金属切削加工行业亟待解决的课题之一。为此,本文围绕绿色纳米切削液及微量润滑技术(MQL)与应用,开展了以下研究。(1)提出了分别以纯水和植物油作为基础液体,采用磁力搅拌和超声分散技术分别制备了由水+表面活性剂+纳米石墨烯组成的三大类绿色水基纳米切削液和由植物油+表面活性剂+分散剂+纳米颗粒组成的三大类绿色油基纳米切削液,介绍了其制备原料、制备方法、制备步骤和使用的设备,测试分析了制备液体的粘度、密度、比热、润湿性能等理化性质。(2)研究了水基纳米切削液MQL技术在磨切应用,首先搭建了绿色水基纳米切削液MQL磨切加工试验系统;然后,针对常用45号钢圆棒工件,开展W,W-S,W-G,W-G-S四种水基切削液的磨切试验。结果表明:与干磨切条件相比,W-S润滑下的磨耗比提高了 77.6%,线跨度和切割倾斜度分别降低34.5%和14.8%,充分论证了绿色水基纳米切削液MQL技术在磨切加工中应用的可行性。(3)同时也研究了油基纳米切削液MQL技术在拉削加工中应用,首先搭建了绿色油基纳米切削液MQL拉削加工试验系统;然后,针对常用45号钢轴套工件,开展了多种植物油、多种纳米颗粒和多种纳米颗粒浓度优选的拉削试验。结果表明:植物油中的芝麻油拉削负载降低最大,与商用拉削油相比,负载减小值在波峰波谷上分别提高了74.1%和63.3%;而在芝麻油中加入氧化铜纳米颗粒后,当氧化铜含量为160mg(30g切削液)时,与纯芝麻油相比,负载减小值在波峰波谷上分别提高了62.7%和68.6%。充分论证了绿色油基纳米切削液MQL技术在拉削加工中应用的可行性。绿色纳米切削液微量润滑技术作为传统浇注式矿物油切削液的替代,在切削加工中不仅减少了切削液的消耗,且具有较好的切削性能,其开发与应用具有广阔的发展前景。