《低温冷风微量润滑磨削加工工艺规范》文本附编制说明

ICS

CCS

团体标准

T/CIXXX-2024

低温冷风微量润滑磨削加工工艺规范

Cryogenicairminimumquantitylubricationgrindingprocess

specification

（征求意见稿）

2024-X-X发布2024-X-X实施

中国国际科技促进会 发布

引言

航空工业加工制造水平是体现国家综合实力的一项关键指标。结构轻量化、高强度和

高可靠性等要求已成为航空高端装备发展的主流趋势和终极目标。为满足使用要求，拥有强

度高、韧性强、耐高温等特性的新型金属材料应运而生。磨削加工作为精密成型的必要工艺，

占总工艺的60%以上。磨削过程中伴随着弹塑性变形及剧烈摩擦，使磨削区长期处在高温和

高应力耦合效应的影响状态下，极易导致磨屑粘附、重铸，甚至引起工件表面烧伤，严重影

响加工表面质量和精度。因此，磨削过程中有效抑制工件表面热损伤是亟需解决的技术难题。

低温冷风赋能的准干式冷却润滑技术是由低温冷风(0°C~−60°C)与微量润滑结合而

成，通过高压低温气体将微量润滑剂雾化成微米级颗粒，高速喷射到磨削区域。冷风与磨削

区的温差实现强化换热并且高速气流可将热量带离磨削区，雾化颗粒的小尺寸效应具有更强

的渗透性与润滑性。低温冷风微量润滑绿色环保，不影响工人身体健康，满足清洁生产。低

温冷风技术的最大优势在于能实现介质温度精准可控，以适应不同塑性金属的磨削加工。合

理的低温域可使工件维持有利于磨削的硬度，防止高温使工件塑性过大而对刀具粘结，降低

磨削性能。冷风和润滑剂耦合作用下，有效抑制磨削热产生，减轻工件表面热损伤。

目前，低温冷风微量润滑技术在磨削加工中尚处于效果验证性的实验阶段，存在着理论

框架缺失和实际操作规范不足等问题。低温冷风微量润滑磨削技术尚无国家、行业技术规范，

为使低温冷风微量润滑磨削工业金属材料实现最优效果，根据《中华人民共和国标准化法》

的有关规定，特制订本标准。

综上所述，研发制定低温冷风微量润滑磨削标准对行业发展是十分必要的。低温冷风微

量润滑磨削技术具有广阔的市场前景和良好的社会效益，用于指导低温冷风微量润滑切磨削

工件表面完整性的主动控制。

III

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低温冷风微量润滑磨削加工工艺规范

1范围

本文件规定了低温冷风微量润滑磨削技术的适用范围、规范性引用文件、符号、应用原

理、应用条件、应用系统组成与功能、技术要求、应用方法等。

本文件适用于金属工件低温冷风微量润滑磨削。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。凡是注日期的

引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改单）适用于本文件。

GB/T31210.1-2014绿色制造亚干式磨削第1部分：通用技术要求

GB/T31210.2-2014绿色制造亚干式磨削第2部分：微量润滑系统技术要求

GB/T31209-2014绿色制造低温冷风切削技术要求

GB/T6144-2018金属加工用液体冷却剂—磨削液通用技术条件

GB/T32605-2016磨具用磨削液

GB4674-2009磨削机械安全规程

GB/T4127.5-2008固结磨具尺寸第5部分：平面磨削用端面磨砂轮

GB/T16769-2008金属切削机床噪声声压级测量方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

平面磨削Grinding

平面磨削是指使用平面磨床，通过旋转砂轮将工件表面多余材料切出以达到平整的机械

加工方法。

3.2

低温冷风Cryogenicair

低温冷风是指干燥后常温空气在特殊装置中经过压缩机、蒸发器或者涡流管制冷后所形

成气压为0.4MPa~0.6MPa、喷嘴出口处温度为0°C~-60°C的高速气流。一般系统输出温度

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在-60°C~20℃范围内可调。

3.3

微量润滑MinimumQuantityLubrication

在0.4MPa~0.6MPa压缩空气中混入微量的润滑液，依靠高压气流混合雾化后进行冷却

及润滑。

3.4

低温冷风微量润滑Convectiveheattransfercoefficient

输油管在喷嘴内部将微量润滑液喷入0°C~-60°C低温高速高压气流中形成低温气液两

项流射入磨削区，实现冷却和润滑功能。

4.工作原理

低温冷风微量润滑是通过0.4MPa和0°C~−60°C的气流在喷嘴处将润滑剂雾化成微米级

液滴群，高速喷射到磨削区进行润滑和冷却。冷风与磨削区的温差实现强化换热并且高速气

流可将热量带离磨削区。雾化液滴群撞击到砂轮/工件楔形区工件表面后迅速形成一层薄油

膜并不定向流动，通过高速旋转砂轮的携带作用进入砂轮/工件间接触界面发挥抗磨减摩和

承载功能，同时低温薄层油膜通过强化对流换热将热量带离磨削区进行冷却。如图1所示。

图1低温冷风微量润滑作用机理

4.1低温冷风换热

在磨削过程中，低温冷风与磨削区的刀具/工件进行换热时，遵循对流换热公式：

QahlAT(1)

2

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22

其中，Qa为切削热量，J；hl为换热系数，J/(m·s·℃)；A为换热面积，m；ΔT为温差，℃。

由式（1）可知，热流量大小与切削区温差成正比，温度差越大，交换热量越多，冷却

效果越明显。

4.2低温流动液膜换热

由于流动液膜厚度极小，工件表面过热时，液膜与工件界面将迅速产生大量微汽泡。随

着微汽泡持续吸收热量，体积将逐渐增加，对液膜扰动作用加强。在一个完整换热周期内（与

磨削区对应砂轮面积完整更迭），磨削区液膜总换热量Qt包括液膜流动换热量Qf和沸腾气

泡群换热量Qb：

QtQfQb(2)

对于流动液膜，其换热量Qf计算式为：

f

QfNufAfTwTf(3)

hf

2

式中，Af为液膜有效覆盖面积，mm；Tf为流动液膜温度，℃；Tw为工件表面温度，℃。

流动液膜的努舍尔数可近似表示为：

11

23

Nuf0.322RefPrf(4)

式中，Re为液膜流动雷诺数，Ref=vf·ρf·hf/μf，其中vf为液膜流动速度，m/s；Prf为液膜

普朗特数，Prf=μf·ρf/λf。

对于液膜核态沸腾，过热工件表面会持续产生气泡成核点，成核点吸收热量，形成微气

泡。过热表面的成核点数量Nb（单位面积）可近似表示为：

2

Nb=0.341coscTwTsat,TwTsat15C

(5)

55.3

Nb=3.4101coscTwTsat,TwTsat15C

其中，φs为气泡和壁面间静态接触角，范围为18°~90°，可取平均值54°。

对于任意单个气泡，首先在成核点上生成，随后吸热体积增大。假定液膜核态沸腾状态

下工件表面形成的气泡形状为球形，当气泡即将脱离工件表面时应用Fritz公式可求得气泡

直径为：

f

db0.0208s(6)

gfg

因此，单个气泡从气核处生成到成长脱离所吸收的热量为：

3

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d3

Q=b(7)

dbg6

磨削区所有气泡所吸收的热量为：

Qb=NbWlcQd(8)

5.基本要求

5.1低温冷风微量润滑磨削应符合GB/T31210.1、GB/T31210.2、GB/T31209-2014、GB

4674-2009的相关要求。

5.2实施低温冷风微量润滑磨削时，应严格执行相关安全操作规程。

5.3供油装置在磨削中应满足供油精确、连续、可控。一般可通过气动微量柱塞、脉冲注射

等方式实现。

5.4产品结构及使用应满足安全防护要求，产品结构应便于加工、操作、安装及维护，产品

结构应紧凑，与机床总体结构协调一致。

5.5低温冷风微量润滑磨削加工结束后，应及时对被加工零件、刀具及相关工位器具实施防

锈处理。低温冷风微量润滑应具有相应的防霜、防湿、防锈、清洁和排屑措施。

6.低温冷风要求

6.1低温冷风设备放置于磨床旁边干燥地面上，确保设备尽可能靠近磨床安装。低温冷风供

应管尽可能短且保持直线布置，避免过度弯折。

6.2开机前检查各部件的连接，避免运输、安装造成有关部位发生松动，漏油等现象。检查

接入三相电源、零线、地线，测试电压是否正确，三相电源是否无误。确认入口和出口软管

已连接牢固。

6.3连接空气输运软管到气源，压缩气体必须要经过干燥处理，避免空气中水分冷凝导致输

运管路堵塞。低温冷风由压缩空气源经特殊装置中压缩机、蒸发器制冷后生成。

6.4将喷嘴固定于机床的合适位置，可采用磁铁座或进行打孔、攻牙后用螺钉固定。基于雾

化锥角范围和砂轮几何尺寸，喷嘴倾角在12°~20°之间将有助于雾化液滴群形成的液膜有

效进入磨削区。

6.5低温微量润滑系统使用的管接头，应采取保温、防水措施，并使用耐低温材料。气源的

输送应选用金属管接头，选用耐油、耐压软管及其他与工作介质相容的材料。

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6.6软管管道不应有明显的凹痕及压扁现象，通道内应有足够的通流面积。短于6m的距离

输送低温气流时，应使用泡沫包裹耐低温软管，外用网罩保护的结构。

6.7冷风发生装置应满足连续磨削工作要求。使用环境应满足如下条件:

1)环境温度：0℃~+30℃；

2)相对湿度：0%~90%，无冷凝；

3)存储温度：+5℃~+30℃；

4)冷却方式：自然冷却。

5）进气管径：8mm~12mm

6）出气管径：8mm~12mm

7）耗气量：50L/min~1000L/min

8）功率：3KW

9）使用电源：AC380V，50HZ

10）大气压力：70~106KPa

6.8低温冷风磨削使用的压缩空气源应满足如下条件:

1)气压：0.1MPa~0.4MPa；

2)输出气流温度：<20℃；

3)含水量：<30g/m3；

4)含油量：<0.05mg/m3。

6.9定期清理喷嘴油污及切屑。如果低温设备长时间不使用，需关闭系统及所有供气截止阀。

关闭时不需要对系统进行泄压。

6.10检修设备前，务必先切断电源，身体不要靠近温度较高部位和温度较低的部分。当调

节或修理低温冷风设备的电气系统暴露的带电部分时，应踩在绝缘体上工作，不要接触设备

其它部分。

6.11在冷风入口和出口附近工作时，请务必小心并戴上手套，以防止冻伤。操作员的面部

和工件之间应有合适的透明屏障，以防止飞溅的颗粒或物体进入眼睛，鼻子或嘴巴。

6.12转运设备时，设备不能倾斜和剧烈地震动。运输过程中，注意人身安全。长时间不用

时，泄压及将油箱排空，防止造成管路堵塞。低温冷风设备在无人看管时要关闭并锁上机箱

门。身体或工具及其它带电物体的部分不要接触设备电气系统暴露的带电部分。低温冷风设

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备必须与电气规格和额定范围相符的电路系统连接。

7.微量润滑要求

7.1微量润滑系统使用前，应放空压力气源中残留的油和水，并在系统进气口与气源输出口

之间，安装前置油水过滤装置。微量润滑系统应尽可能靠近机床或置于机床上，四周应预留

检修空间。

7.2确认所使用的微量润滑切削油品种及性质，并严格按照说明书使用。在使用前，应该确

保所使用的型号符合操作要求，并严格按照规程使用，避免因误操作而产生的损失。

7.3微量润滑装置安装成使用状态，油杯内加入额定容量的润滑剂，将装置分别向前、后、

左、右倾斜45°，并在每个位置分别保持10~20s，观察渗漏情况。

7.4连接电源与压缩气源，微量泵电机调至额定转速，调压阀调至最高工作压力，目测检查

各管路及其连接处有无气、液渗漏现象。

7.5微量润滑系统空运转条件下，噪声声压级应不大于85dB(A)，噪声测量方法按GB/T

16769的规定进行。

7.6使用微量润滑切削油时，应该确保使用场所的通风状况良好。开启通风设备，保持空气

流通畅有助于减少润滑剂微颗粒的累积量，防止工作区域内出现有害气体，并保证操作员处

于安全环境中。

7.7在操作过程中，操作人员必须戴好防护用品，避免被微量润滑切削油粒子射到眼睛、皮

肤和呼吸道等部位。防护用品包括戴眼镜、口罩、手套、防护服等。

7.8微量润滑剂应满足环保要求，应符合GB/T6144-2018、GB/T32605-2016。适用于低温

环境润滑剂应满足如下条件:

1)安全性：植物油基，可生物降解，含无毒无害添加剂；

2)凝点：<−10℃；

3)沸点：>300℃；

4)闪点：>200℃。

7.9微量润滑磨削射流参数应满足如下条件:

1)气压：0.1MPa~0.4MPa；

2)气液比：0.4~0.5；

3)润滑剂流量：60mL~100mL。

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8.磨削加工要求

8.1平面磨削加工应符合GB4674-2009标准。

8.2检查加工所用的机床设备，准备好各种附件，按机床按规定进行润滑和试运行。

8.3工件装夹前应将定位面、夹紧面、垫块和夹具定位、夹紧面擦干净，并不得有毛刺。

8.4在平面磨床上用磁盘吸住磨削支承面较小或较高的工件时，应在适当位置添加挡块，以

防磨削时工件飞出或倾倒。

8.5根据工件的材料、硬度、精度和表面粗糙度的要求，合理选用砂轮牌号，应符合GB/T

4127.5-2008标准。装夹砂轮时，必须在修砂轮前平衡，并在砂轮装好后进行空转试验。

8.6在精磨开始前，应无进给量多次走刀，至无火花为止。精磨前工件的表面粗糙度Ra值

应小于6.3um。批量加工时中，必须进行首件检查，合格后方可能继续加工。

8.7用磁力夹具吸住进行加工的工件，加工后应进行退磁。工件加工后应做到无屑、无水、

无赃物，并在规定的位置摆好，以免碰伤。

9、低温冷风微量润滑磨削技术要求

9.1低温冷风磨削的工作温度，宜控制在-10°C~−55°C。低温冷风发生装置的输出温度，

一般不应低于−60°C，特殊要求时，可以使用更低温度的介质进行磨削。

9.2为保证润滑剂冷却效果，气压0.4MPa、泵油频率6Hz时，微量润滑剂在喷射至喷嘴前，

润滑剂输运管道在低温气流中的长度为30cm。

9.3低温冷风磨削时，在不发生干涉情况下，低温气流喷出口距磨削区的距离一般宜保持在

20mm~40mm。

9.4低温冷风微量润滑磨削时，低温冷风微量润滑喷嘴组件可以设置多个喷出口，从不同角

度、不同方向喷入磨削区。

9.5低温冷风微量润滑喷嘴装置安装定位后，应在喷射出口处测量冷风温度。检测时，在气

源额定工作压力、流量范围内，使系统连续运行至额定输出温度。待气流稳定后，将测温仪

的检测探头放置在喷嘴出口处的低温气流中，并进行充分冷却。待温度数值波动稳定在±

0.2°C内时，可进行读数。

9.6低温冷风微量润滑装置应具备随时关停启动功能、温度调节功能、压力报警功能和必要

的显示功能。

9.7低温冷风微量润滑辅助磨削加工参数适用范围:

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1)砂轮线速度：30m/s~50m/s；

2)工件进给速度：6mm/s~8mm/s；

3)磨削深度：10μm~30μm；

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附录A

下表为气源压力一定时，泵的频率与接通时间不同组合时，对应单泵油量的参考值。

气源MPa频率Hz接通时间s单泵油量mL/h

0.460.00346.09

0.460.00450.69

0.450.00338.75

0.450.00445.07

0.450.00547.24

0.440.00232.26

0.440.00336.87

0.440.00438.02

0.430.00328.64

0.430.00218.00

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附录B

下表为磨削钛合金Ti-6Al-4V获得最优工件表面质量时低温冷风微量润滑参数与磨削

参数量化映射关系。

冷风温度喷嘴倾角气压砂轮线速度进给速度磨削深度

°C°MPam/smm/sμm

-30160.426410

-30160.428810

-30160.430610

-40160.426620

-40160.428420

-40160.330820

-50160.326830

-50160.328630

-50160.330430

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附录C

下图为磨削钛合金Ti-6Al-4V时，不同冷风温度参数和射流参数对磨削性能表征参数影

响规律。

图2冷风温度对不同磨削性能表征参数变化趋势影响

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图3气压对不同磨削性能表征参数变化趋势影响

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图4喷嘴倾角对不同磨削性能表征参数变化趋势影响

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《低温冷风微量润滑磨削加工工艺规范》

编制说明

一、标准制定的必要性

航空工业加工制造水平是体现国家综合实力的一项关键指标。结构轻量化、

高强度和高可靠性等要求已成为航空高端装备发展的主流趋势和终极目标。为满

足使用要求，拥有强度高、韧性强、耐高温等特性的新型金属材料应运而生。磨

削加工作为精密成型的必要工艺，占总工艺的60%以上。磨削过程中伴随着弹

塑性变形及剧烈摩擦，使磨削区长期处在高温和高应力耦合效应的影响状态下，

极易导致磨屑粘附、重铸，甚至引起工件表面烧伤，严重影响加工表面质量和精

度。因此，磨削过程中有效抑制工件表面热损伤是亟需解决的技术难题。

内混式低温冷风赋能的准干式冷却润滑技术是由低温冷风(0°C~−60°C)与

微量润滑结合而成，通过高压低温气体将微量润滑剂雾化成微米级颗粒，高速喷

射到磨削区域。冷风与磨削区的温差实现强化换热并且高速气流可将热量带离磨

削区，雾化颗粒的小尺寸效应具有更强的渗透性与润滑性。低温冷风微量润滑绿

色环保，不影响工人身体健康，满足清洁生产。低温冷风技术的最大优势在于能

实现介质温度精准可控，以适应不同塑性金属的磨削加工。合理的低温域可使工

件维持有利于磨削的硬度，防止高温使工件塑性过大而对刀具粘结，降低磨削性

能。冷风和润滑剂耦合作用下，有效抑制磨削热产生，减轻工件表面热损伤。

目前，内混式低温冷风微量润滑技术在磨削加工中尚处于效果验证性的实验

阶段，存在着理论框架缺失和实际操作规范不足等问题。内混式低温冷风微量润

滑磨削技术尚无国家、行业技术规范，为使低温冷风微量润滑磨削工业金属材料

实现最优效果，根据《中华人民共和国标准化法》的有关规定，特制订本标准。

综上所述，研发制定低温冷风微量润滑磨削标准对行业发展是十分必要的。

内混式低温冷风微量润滑磨削技术具有广阔的市场前景和良好的社会效益，用于

指导低温冷风微量润滑切磨削工件表面完整性的主动控制。

二、标准编制原则及依据

1.按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构

和起草规则》和GB/T12-2009《标准化工作导则第2部分：标准中规范性技

术要素内容的确定方法》要求编写。

2.参照相关法律、法规和规定，在编制过程中着重考虑了科学性、适用

性和可操作性。

三、项目背景及工作情况

（一）任务来源

根据《中国国际科技促进会标准化工作委员会团体标准管理办法》的有

关规定，经中国国际科技促进会标准化工作委员会及相关专家技术审核，批

准《低温冷风微量润滑磨削加工工艺规范》团体标准制定计划，项目计划号

为：CI2023526。本标准由青岛理工大学提出，中国国际科技促进会归口。

根据计划要求，本标准完成时限为4个月。

（二）标准起草单位

本标准的主要起草单位是青岛理工大学，负责标准文档起草及相关文件

的编制等。青岛即墨青理智能制造产业研究院、大连理工大学、上海交通大

学、南京航空航天大学、重庆大学、上海工程技术大学、汉能（青岛）润滑

科技有限公司、上海金兆节能科技有限公司、成都工具研究所有限公司、国

华（青岛）智能装备有限公司、青岛滨海学院主要参与单位，负责标准中重

要技术点的研究和建议，并参与标准内容的讨论。

（三）标准研制过程及相关工作计划

（一）前期准备工作

项目立项前，标准编制小组查阅、研读相关国内外文献，广泛搜集低温

冷风微量润滑磨削加工工艺有关材料。同时，标准编制小组安排相关人员，

多次前往机械加工企业进行现场调研，与现场操作人员及安全管理人员进行

了深入座谈交流，广泛征求标准制订方面的意见和建议。

（二）标准起草过程

2023年12月7日由中国国际科技促进会标准化工作委员会向国家标准委

全国标准服务平台立交立项，立项编号为：CI2023526,并向全社会公示了十

五日。

2023年12月27日由青岛理工大学以视频的方式组织了第一次起草会议，

谈论了标准的制定要求，确定了分工和编制工作的各项任务完成时间节点。

2024年1月14日组织了第二次起草会议，确定下标准内容的草案；

2024年2月24日将标准草案提交中国国际科技促进标准化工作委员会，

通过审核，于2月27日报送了全国标准平台，并向全社会公开征求意见30日。

（三）征求意见情况

2024年2月上旬，标准编制小组先后通过电话、邮件等多种形式征集行

业专家相关意见和建议。针对征集的意见，标准编制小组召开了研讨会，将

收集到的意见进行汇总处理分析，在充分吸纳合理意见的基础上，先后修改

和完成标准内容。于2024年2月27日形成团体标准文件最终稿。

四、标准制定的基本原则

标准编制过程中，遵循了以下基本原则：

1)标准需要具有行业特点，指标及其对应的分析方法要积极参照采用国

家标准和行业标准。

2)标准能够体现出产品的具有关键共性的技术要素。

3)标准能够为产品的开发、改进指出明确的方向。

4)标准需要具有科学性、先进性和可操作性。

5)要能够结合行业实际情况和产品特点。

6)与相关标准法规协调一致。

7）促进行业健康发展与技术进步。

五、标准主要内容

本标准规定了低温冷风微量润滑磨削加工工艺规范标准，正文部分共分九章，

内容包括标准的适用范围、规范性引用文件、符号、应用原理、应用条件、应用

系统组成与功能、技术要求、应用方法等。

六、主要试验（或验证）情况分析

1.试验设备

实验采用CryoAireCEA361集成式低温冷风微量润滑系统，如图1所示，最低

制冷温度为-50°C。喷嘴属于内混式结构，采用特殊材料管道对低温气体输送，

减少热量散失。为保证润滑油在低温环境中不出现凝固现象而实现有效输运，采

用耐低温的特殊微量润滑油F30-A。F30-A为植物油基，可生物降解，含有无毒

无害添加剂，密度为850kg/m3，凝点为20°C，闪点为200°C，沸点为300°C。

植物油基的主要组成成分为脂肪酸和甘油三酯，其中的羧基（-COOH）和酯基

（-OH）是典型的极性基团，在一定程度高温环境下可与金属工件表面发生化学

反应生成皂化膜，紧紧吸附于工件表面起到优异的润滑性能。

图1CryoAireCEA361集成式低温冷风微量润滑系统

磨削实验采用德国SCHLEIFRING公司生产的K-P36精密数控平面磨床。工

件安装在YDM－III99三向测力仪的夹具上，然后测力仪固定在磨床磁力工作台

上。为捕捉磨削力详细信息，采样率应尽可能高。磨削力测力仪的采样频率为

1kHz，通过电荷放大器（YE5850D）和A/D数据采集卡（USB-6001）将信号输

入PC端的“磨削力动态测试系统”软件中。虽然测力仪和采集卡中设置了硬件滤

波器，但原始力信号仍然包含大量噪音。多次调整滤波器参数，直到非磨削期力

信号波动范围在1N内。磨削温度测量通过使用MX100采集器（多通道）和双极

热电偶实现。实验前将热电偶两极焊合，为确保热电偶丝焊合点处于闭合状态以

测量磨削温度，使用激光共聚焦显微镜观察焊合点。将焊合后的热电偶丝插入通

孔并填充隔热树脂进行绝热。同时，确保热电偶丝焊合点与通孔终端平齐。磨削

过程中，砂轮与工件表面测量点的接触时间较短（大约500ms），而实验所用热

电偶的响应时间为450~500ms。因此该热电偶测量磨削温度时其响应时间满足要

求。磨削完成后取下工件，利用表面轮廓仪（型号：TIME3220）对磨削后工件

表面粗糙度Ra值进行测量，利用激光共聚焦显微镜（型号：OLS-5000）工件对

工件已加工表面的微观形貌进行分析。实验及测量装置，如图2所示。

图2实验及测量装置

为保证磨削过程中砂轮磨粒锐利度相近且更有利于材料去除，以及不同工况

参数下的测量过程中砂轮磨粒状态尽可能一致，每组测量实验结束后需对CBN

砂轮进行修锐。磨削实验参数如表1所示，

表1磨削实验参数及冷却润滑条件

类别参数

磨削类型平面磨削，顺磨，矩形路径

CAMQL

流量60mL/h，

冷却润滑方式气压0.1MPa~0.4MPa，

冷风温度−10°C~−50°C，

喷嘴倾角12°~16°

砂轮线速度vs30m/s

工件进给速度vw6mm/s

磨削深度ap10μm

2.实验结果

2.1冷风温度

冷风温度对磨削力Ft/Fn、摩擦系数μc、磨削比能U、磨削区最高温度Tmax及

工件表面质量变化趋势影响规律分别如图3(a)~(f)所示。从图中可以看出不同磨

削性能表征参数均随冷风温度降低呈现出显著减小的趋势，在−50°C冷风条件下

的法向力Fn、切向力Ft、摩擦系数μc、磨削比能U、磨削区最高温度Tmax、Ra值及

RSm值相较于−10°C冷风的降低幅度分别达到35.8%、36.5%、34.5%、36.1%、23.4%、

24.5%、20.2%，呈现出相对较高的降幅。这说明在磨削参数vs=30m/s、vw=6mm/s、

ap=30μm一定的前提下，CAMQL辅助磨削的效果随冷风温度降低呈现出增强的

趋势。

图3冷风温度对不同磨削性能表征参数变化趋势影响

MQL气压一定时稳定状态的雾化液滴群及气流对液膜流动的驱动力理论上

将维持不变。当冷风温度降低时，油膜的运动粘度和表面张力将不同程度增大，

对液膜流动速度产生一定程度阻碍作用导致液膜厚度增加。因此在砂轮有效作用

面积内单位时间随砂轮进入磨削区的润滑油量将增加。基于磨削区边界润滑理论，

油量增加将有助于有效覆盖工件表面形成的微沟槽，起到润滑作用。此外，液膜

温度与冷风温度正相关，液膜温度越低，在磨削