图1 添加剂在乳化液雾剂中的浓度对粗糙度数值Ra(a)和Rq(b)的影响

a=>Ra，b=>Rq，c=>Rz
图2 在车削R35钢材时，切削速度Vc对材料表面粗糙度的影响(f=0.3mm/min，P=5.5 m³/h，E=2.5g/min)

研究表明，在车削加工中采取最小量润滑并加入添加剂，可以在很广的切削速度范围内改善表面质量。这是因为在添加剂中含有化合物，它可以降低工件与刀刃接触面之间的摩擦。

乳化液因其冷却特性和油脂润滑特性，最适合被用于最小量润滑的切削作业。烟雾状的介质通过压缩空气被吸入到切削作业区里，最小量冷却润滑(MMS)越来越多地被用于切削流程之中，这是因为这样做可以达到较高的切削速度和较长的刀具使用寿命。避免冷却润滑剂溢流，可以节省大量的冷却润滑剂。最小量冷却润滑剂的引入量小于50ml/h。

表面质量是评判标准

工件质量的评判标准便是车削作业可达到的表面质量。下列的研究结果基于R35碳素钢(PN-89/H-84023/07)的车削(图1)。这种钢材具备如下机械特性：硬度HRC125，断裂强度S_K=350MPa，延伸极限s_0.2=235MPa，延伸率d_K=25%。

为了实施试验，使用了CU 502车削装置。切削工具为一种带有CSDBM2020M12刀柄和SNUN120408刀片的车刀，刀片采用P25硬金属，主刀k_r=70°，副刀k_r=20°，切削角度g=-8°，切削深度为0.8mm。采用浓度为4%的Oportet RG-2乳化液作为冷却润滑剂。冷却润滑剂的添加物为一种乙二醇和甲醇-M基的由氯和硫组成的RC960l碳氢化合物。

为了生成乳化液烟雾，使用了一种与空压机相连并通过喷嘴喷射气和乳化液的装置，工作压力为0.2MPa。试验在切口深度ap=1mm并在下列工艺参数条件下进行：进给f=0.1～0.5mm/min，切削速度v_c=50～450m/min，乳化液流量E =1.5～3.5g/min，压缩空气量P=4.5~6.5m3/h。粗糙度依据ISO 3274:1997和ISO 4287:1998标准进行测量。对如下的粗糙度数值进行试验：外形坐标的算术平均值Ra，最大的外形高度Rz和外形平方平均值Rq。

在最初的试验中，确定了添加剂RC9601和甲醇-M在乳化液雾剂中的最佳浓度。针对此目的，选择了切削作业的所有参数的平均值：vc=250mm/min，f=0.3mm/min，P=5.5m³/h，E=2.5g/min。在对试验结果进行分析之后发现，在添加剂的浓度达到5%时，Ra和Rq的粗糙度达到最小。

加有添加剂的乳化液雾剂极大降低粗糙度

图2所示粗糙度参数与切削速度之间的变化。在几乎整个切削速度范围内，通过带有添加剂的乳化液雾剂可以得到最小的粗糙度数值Ra。这是因为添加剂中含有可降低摩擦的化合物。在切削速度Vc>400m/min时，所有冷却方式下的参数Ra数值基本相似。参数Rz在含有添加剂的乳化液雾剂的冷却下的数值，要大于在干式加工时的数值。与干式加工情况相比，所有粗糙度参数的数值在切削速度小于200m/min时，将下降大约10%～50%。

采用压缩空气冷却将降低粗糙度

图3和图4所示在对R35钢材进行干式车削后的粗糙度参数Ra和Rz的比较(冷却：含有RC9601添加剂和甲醇-M的乳化液雾剂)。可以建议采用含有此种添加剂的乳化液雾剂，这是因为由此可以在最大程度上改善粗糙度Ra。

尽管在使用不含添加剂的乳化液雾剂情况下，也获得了比干式加工更好的Ra参数值，但是这种改善的程度极为有限。在采用压缩空气冷却时，与干式加工相比，粗糙度参数得到降低。

在使用含添加剂和甲醇-M的乳化液雾剂情况下，粗糙度参数值在很大的进给和切削速度的范围内得到降低。在车削R35钢材时，切削速度越小，表面粗糙度的改善程度就越高。

只是对于粗糙度参数Rz来说，在采用乳化液雾剂加甲醇-M进行车削时，其获得的结果要比干式加工效果差(当Vc=350m/min)。这与因添加物使得切屑与刀片的接触面上产生润滑膜，从而影响到刀刃面减少有关。
图3 在采用乳化液雾剂加甲醇-M对R35钢材进行车削时，粗糙度Ra相对于干式加工的改善程度(E=2.5g/min, P=5.5m³/h)
图4 在采用乳化液雾剂加甲醇-M对R35钢材进行车削时，粗糙度参数Rz相对于干式加工的改善程度(E=2.5g/min, P=5.5m³/h)