题目：微量润滑系统最佳润滑剂用量理论分析及试验研究

微量润滑切削技术作为一种理想的绿色冷却润滑方式，日益受到科学界和产业界的广泛重视。本文针对微量润滑切削的润滑剂用量优化问题，基于最大熵原理建立微量润滑系统最佳润滑剂用量模型，通过对切屑外弧面表面宏观及微观形貌的研究，获得不同切削参数及冷却润滑方式对毛细管尺寸分布的影响，为模型中参数的确定提供理论及数据支持。在试验分析的基础上，对特定工况下的润滑剂用量进行优化，为微量润滑切削技术的工程化推广应用提供科学指导。

首先，选择外部微量润滑作为微量润滑系统的实现方式，以优化后的喷嘴方位参数正确设置喷嘴位置以保证润滑剂的有效传输。在分析微量润滑作用机理的基础上，利用最大熵原理，建立毛细管尺寸分布模型，通过分析毛细管的生成特点，确定单个毛细管尺寸的最大熵分布形式。利用非线性规划法求解最大熵分布中的未知参数，以完全填充毛细管为标准，建立微量润滑系统最佳润滑剂用量理论模型，并考虑润滑剂以气相和液相混合填充的影响，引入了修正系数以弥补喷射出的润滑剂雾粒在空气中的耗散和损失。

其次，对切屑外弧面表面形貌进行观测，获得微量润滑条件下切削参数对切屑宏观形貌的影响。基于微量润滑系统最佳润滑剂用量模型，研究不同切削参数对毛细管最大熵分布的影响规律，揭示毛细管尺寸、数量与切削参数的关系，以计算出相应参数下的最佳润滑剂用量理论值。对比了干式切削、微量润滑切削、传统浇注式切削三种冷却润滑方式对毛细管尺寸分布的影响。

最后，设计了单因素试验对2024铝合金在一定润滑剂用量下的切削性能进行试验研究。结果表明，微量润滑技术在刀具/切屑、刀具/工件界面优异的渗透作用实现了充分的冷却润滑，有效降低了切削力和已加工表面粗糙度，在特定工况下可以达到甚至超越传统浇注式切削的润滑性能。计算出铣削球墨铸铁QT700-2的最佳润滑剂用量理论值为0.556ml/h，而采用切削试验优化得到实际应用中的最佳润滑剂用量为66.2ml/h，在此润滑剂用量下，切削力和表面粗糙度均低于浇注式切削。