冷却润滑剂有助于提高切削加工力。各种正
交作用力可以占到所出现的整个合力的2/3
加工工艺与设备之间的复杂的交互影响在很大程度上决定了工件的磨削质量。RWTH Aachen大学的WZL机床实验室研发出了一种耦合式模型，可以在进行摆动磨削和快速提升磨削之前对加工质量进行评判。
生产加工中所出现的加工力和设备刚性结构在很大程度上决定了磨削工件的粗糙度、边缘区域特性和形位尺寸精度。高达200m/min的工作台进给速度和高达50m/s2的工作台加速度以及冷却润滑剂的应用，都给快速提升磨削流程带来强劲的磨削力。此外，切削条件和工件切削力均要取决于待加工的工件和砂轮的应用情况。这种复杂的各种因素之间的交互影响决定了工件的质量（图1）。
图1 磨削加工中的重要影响因素
设备动力状况产生波动性
机床依据其动力性对加工过程中所出现的力作出反应。在与可调节主轴和工作台位置的设备控制系统的相互作用中，工件可能会出现不希望出现的波动性和尺寸偏差。改善这种交互关系将来可以有助于更快速完成对工艺流程的设计。对此，在机床实验室里研发出了一种可以反映出工艺与设备之间的交互影响和预测工件质量以及工艺流程稳定性的模型。
反映设备状况
模型由两个部分构成。这两个部分通过相应的参数连接在一起。通过一种可灵活行走的多体模拟模型（MKS模型）可对机床设备进行描述。这种模型与有限元模型相比具有一个好处，即设备状态不仅被反映在主轴和工作台的一个特定位置上，而是要被反映出整个工作区域。因此就如同快速提升磨削一样，大的行程也需要接受模拟。在考虑到工艺参数、工件和主轴位置的情况下，Simulink实验室所执行的模拟活动以离散的时间节点来计算实际的单位切削量并推导出力的数值。为了构建数据库，进行了大量的磨削试验。在一台带有冷却润滑剂精密调节功能的Blohm Profimat MT 408 HTS磨床上所进行的试验结构见图2。
图2 试验机床和带有冷却润滑剂引入调节单元的设备内空间
如同顾及力与冷却润滑相互关系一样，也需要在各种不同硬度的各种不同材料的切削过程中对模拟的力进行匹配，例如在接触区域前方构造一个液态压力缓冲垫。计算所得出的力被传递给计算主轴位移量的机床模型上。由此改变了的接触条件在下一个对切削力计算的时间节点上需要被顾及。连接式模型的原理图见图3。nextpage
图3 连接式切削力设备模型原理
通过针式喷嘴引入的冷却润滑剂由旋转砂轮经磨削间隙送入。由此在接触面区域生成一个液态压力垫。因此而产生的切向作用力可以达到整体力的2/3。图4所示快速提升磨削工件在磨削方向上的表面测量记录。在带有冷却润滑剂的加工场合中，冷却润滑剂的力在工件被放入之后生成，从中可以看到在40mm长度上存在一条16μm高的明显的入口边缘（图4a）。在无冷却润滑剂的加工场合中，表面的平整度只有8μm的偏差，相比之下好很多（图4b）。但是，工件的粗糙度则更差。此外，在无冷却润滑剂的加工情况下，工件受到热影响的危险要高得多。
液态垫改变动力性能
冷却润滑剂液态垫除了会对工件的形位公差造成影响之外，还会改变设备的动力性能。其阻尼特性会有所不同。因此，在实际工作中，系统研究此类影响因素便成为重中之重。图5所示为一种硬化的100Cr6两段式试验工件。在工件的一侧上贴入一种易切削的Uriol样品材料，这种匀质的环氧树脂基材料具有良好的尺寸稳定性（图5a）。在砂轮超出工件本身时，首先轧制轴承钢在很高的磨削力下接受切削。在砂轮接触到样品材料后，切削力会迅速下降，从而减少磨削轴的位移量。切削力的突降容易导致主轴振动和工件尺寸偏差。
在采用各种不同冷却润滑剂调节量进行试验之后，对各磨削轨迹进行测量。从中可以发现有很大的差异。在无冷却润滑剂的加工场合中，在易切削的工件材料上会产生较大幅度的波纹（图5b）。而在带有冷却润滑剂的加工场合中，可以看出外轮廓高度的轻微降低，但这并不会导致系统的明显振动（图5c）。原因主要在于冷却润滑剂液态垫的阻尼作用和加工系统因冷却润滑剂力的预切削功效。
并非只是砂轮接触到的那一部分产生切削力。因工件外形轮廓所致，在工件与砂轮之间会产生一个很窄的间隙，这里因冷却润滑剂的作用便会产生液态压力，从而影响到加工设备的切削力和阻尼特性（图6）。当砂轮右侧进入磨削作业时，其左侧凸缘便会与砂轮形成一个很窄的间隙，从而会额外加大冷却润滑剂的作用力。这一点在作技术工艺设计时也需要被考虑到。
众多因素影响加工结果
如上所述，摆动磨削和快速提升磨削的工艺流程的结果取决于众多影响因素。强劲的切削力与工艺参数、加工材料和冷却润滑剂的应用结合机床设备的动力性能，最终导致切入轨迹上的形位尺寸误差水平。对工艺设备系统的交互作用和影响的预测，便是所研发模型的任务和内容。由此，人们首次有了一种可以对快速提升磨削工件的形位尺寸误差进行预测和采取避免尺寸偏差的相应策略的模拟测定的工具。这样可以实现有针对性的磨削工艺设计，例如通过确定砂轮的最小精磨切入角度或调节最佳的冷却润滑剂量等。
为了使模拟预测达到较高的准确度，在目前的机床实验室里进行了其他各种试验并利用其试验结果，对现有的模型进行扩展。除了对刀具影响因素进行研究之外，还对冷却润滑剂的阻尼特性进行了测定，并把这些特征值作为重要的影响因素纳入到模拟模型里。
