第四节 切削和磨削的溶液
一、切削溶液
（一）切削液使用的目的
切削液的使用对数字化玉雕加工起着重要的作用。在数字化玉雕过程中，刀具与玉雕件，刀具与切屑的界面间产生很大的摩擦，使切削力、切削热和玉雕件变形增加，导致刀具磨损，同时也影响玉雕件已加工表面的质量。切削液的主要作用就在于在玉石切削过程中减少这些界面间的摩擦和降低切削区域的切削温度。合理选用切削液，可以改善切削过程中界面摩擦状况，减少刀具和切屑的黏结，抑制积屑瘤和鳞刺的生长，减少玉雕件热变形，保证加工精度；也可以减小切削力，提高刀具耐用度和生产效率。一般说来，如能正确使用切削液，可控切削速度提高30%左右，切削温度下降100～150℃，切削力减少10%～30%，刀具使用寿命延长4～5倍，产品表面粗糙度减小。
为了提高工作效率而加快切削速度，或是增大进给量和切深，则刀刃的钝化就愈快。提高加工效率，经济地得到符合要求的制品是加工技术人员永无止境的追求。碳素钢、高速钢、硬质合金、陶瓷等刀具材料的相继问世，使加工效率得到了突飞猛进的提高。
因为刀具损伤的主要原因是刀尖处在高温之下，为了降低刀尖温度，人们使用了浇水的办法。1883年Taylor曾指出:在切削区大量浇水可以使切削速度在原有的基础上提高30%～40%。这就是当时人们进行这种水冷尝试的证据。人们自古以来就知道油对于防止黏结、磨耗和减少摩擦的效果显著，在切削区注入油就能获得光洁的已加工表面，因此，在低速加工时使用了动、植物油。
往切削区注入水、油（切削液）等，可延长刀具耐用度、提高加工尺寸精度虽说是基于经验的事实，但这些效果至今仍然是人们对切削液寄予的主要期望。今天，切削液的使用一方面为了实现上述的主要目的，另一方面还实现了冲走切屑、防止玉雕件和数字化玉雕机床被锈蚀等目的，但对切削加工起主要作用的终究是刀具和数字化玉雕机床，加工尺寸精度的好坏是由这两者和加工条件所决定的，使用切削液只是保证切削加工顺利进行的一种手段，希望靠切削液去解决因刀具、加工条件等的不适当而导致的问题是没有道理的，因此切削液的作用是有限的。
（二）切屑、切削温度
1.切屑形成机理
Ernst和Merchant从实用的观点出发将切屑分为以下三类。
（1）连续切屑——带状的切屑。
（2）伴有积屑瘤的连续切屑——有积屑瘤的切屑。
（3）不连续切屑——节状、撕裂状、崩碎状的切屑。
进一步观察不连续型切屑，虽有节状、撕裂状和崩碎状三类，但崩碎状切屑只在特殊场合出现，通常被观察到的多为节状、撕裂状的混杂形态。
受被加工材料性质、刀具形状、切削条件等控制的切屑机理与切削温度、切削力、积屑瘤等相互关联着，最终影响刀具耐用度和已加工表面粗糙度。即使在考虑切削液的适用性和效果方面，切屑形成机理上的差别也是重要的。例如脆性材料，因为容易形成节状切屑，故刀尖温度低，积屑瘤也少见。
在排出不连续切屑的场合，由于断续的节状、撕裂状切屑的影响，已加工表面会变粗糙，即便是形成连续切屑的场合，也会因为积屑瘤的反复生成和脱落而使已加工表面质量恶化。
2.积屑瘤的形成
切削刃附近黏附上比被加工材料硬的层状物，它反复地生成和脱落，同时代替真实切削刃进行切削，我们把在刀具刀尖像鼻子一样突出，前端呈圆形的附着物称为积屑瘤。积屑瘤的形成机理是:切屑底层的原子与刀具前刀面的金属原子由于亲和力而相互黏结，即使切屑已流走但仍然薄薄地残留下一层原子层，如此逐渐堆积而形成积屑瘤。它之所以比被加工材料硬，可以认为是由于加工硬化和呈层状组织的缘故。积屑瘤生长到某种程度后便会遭到破坏，一部分被切屑带走，一部分残留在已加工表面上。生成脱落的周期为1/200～1/10s。
积屑瘤的前角多为30°～40°，前角在40°以上的刀具积屑瘤附着困难。在用前角小的刀具加大切深切削的场合，由于刀具刀尖上附着了积屑瘤，显示出与加大前角时同样的效果:切削力变小，刀尖受到保护，刀具耐用度得到延长，此时积屑瘤的生成和附着起到有利作用。
但是，如果切深小时，用带有凹凸缺口的圆角形刀尖进行切削，会使已加工表面粗糙度变坏，若积屑瘤脱落而残留在已加工表面上，则其粗糙度将更加恶化。
如图3-4-1所示，由于积屑瘤的附着造成切深加大，使尺寸精度难于获得。伴随着积屑瘤的脱落，由于刀尖的缺损（图3-4-2）脱落碎片与刀具摩擦等，往往使刀具加速磨损，这时积屑瘤起有害作用。在低速微量切削和要求控制已加工表面粗糙度的拉削等加工中，不希望产生积屑瘤。在铰削等精加工中也必须避免产生积屑瘤。此外，当刀具材料的种类与被加工材料越相近时，由于亲合力越强的缘故，积屑瘤越易于产生；材料越是不同则积屑瘤的产生越困难。
图3-4-1 积屑瘤的存在使产品尺寸难以控制
图3-4-2 伴随着积屑瘤脱落的刀具缺损
抑制积屑瘤生成的其他方法是使防止切屑底层与刀具前刀面发生黏结的物质介入其间。切削液能抑制积屑瘤的生成就是这个道理。
3.切削温度形成
切削顺利进行时，排出比较薄的卷状切屑，切削力也小。把刀具与被加工材料、切屑之间的关系简化，以二维切削模型来考察（图3-4-3），假定切削时产生连续的带状切屑，变形仅仅发生在剪切面上。
切深t1对切屑厚度t2之比（切削比re＝t1/t2）与剪切角φ之间存在如下几何关系:
式中:a——刀具的前角。
根据上式，如果测定了re，即可知剪切角φ。这个剪切角的大小是切削理论上的重要参数。
如果剪切角变大，如图3-4-4所示，将产生如下结果。
（1）切屑厚度t2减小，切削比re变大。
（2）剪切面变短，剪切能量减少（发热和所需动力减少）。
（3）根据切削力理论作出的计算，刀具前刀面与切屑的摩擦系数减小，切屑与刀具的接触长度缩短。
剪切角不但随被加工材料的不同而异，如图3-4-5所示的那样，也随刀具前角和切削速度的不同而变化。如果供给有效的切削液，则刀具与切屑的接触长度就缩短，剪切角就变大，这也是众所周知的。
如图3-4-6所示，变形在广泛的区域内发生。切削功的大部分虽然消耗在剪切区1的塑性变形及剪切滑移上，但除此以外，对于积屑瘤的附着和脱落区2、刀具与切屑的滑动摩擦区3、刀具与已加工表面的滑动摩擦区4也必须加以考虑。通常刀具与已加工表面的滑动摩擦很小，但一旦刀具磨损，摩擦就会增大，有时甚至可达总能量的5%～10%。切削功中能量的1%～3%以残余应力的形式残留在被加工材料或切屑中，而97%以上转变为热。发生热的2/3是在剪切区中产生的，其余1/3是由刀具与切屑、刀具与已加工表面的滑动摩擦产生的。发生热大部分被切屑带走，有相当一部分残留在刀具上（图3-4-7）被积蓄下来，导致刀尖温度上升。
图3-4-3 二维切削模型
图3-4-4 剪切角与切削比之间的关系
准确地知道切削区的温度是困难的。图3-4-8所示为Loewen和Shaw（1954）关于前刀而平均温度的理论分析与实测结果。如果按照这种分析，切削温度的增加值正比于切削速度的1/2次方。如图3-4-8所示的那样，因为热量的大部分被切屑带走，刀具温度的实际上升是缓慢的。另一方面，也必须考虑刀具的蓄热。
据推测，切削区的温度相当高，实际上有时还能观察到刀尖的软化或熔蚀。图3-4-9中示出了各种刀具材料的高温硬度。由图可知，硬质合金刀具的耐热性是优异的。
刀具的磨耗在低温状况下以黏结磨损为主，而在高温时热磨损则成为支配因素（图3-4-10）温度越往上升，刀具的耐用度按指数函数下降越快。因此，为了延长刀具耐用度，依靠对刀尖的润滑来抑制发热以及依靠冷却来防止蓄热是必要的。这样，切削液的应用也就不可缺少了。
图3-4-5 切削速度与剪切角的关系（竹山）
注:被加工材料为碳钢（含碳量0.18%）；刀具为S1硬质合金；进给量为0.076mm/rev。
图3-4-6 金属切削中的剪切区和滑动摩擦区
1.1次变形区（剪切应力效应）；2.2次变形区（积屑瘤）；3.1次滑动摩擦区（刀具——切屑间）；4.2次滑动摩擦区（刀具——被加工材料间）
图3-4-7 切削热分布实验值
（Dow Metal的钻削实验）注:进给量为0.23mm/rev。
图3-4-8 切削温度与切削速度的关系
注:材料为易切削钢SAE-B1113-硬质合金S类；二维切削设置a＝20°，tt＝0.058mm
图3-4-9 刀具材料的高温硬度
图3-4-10 硬质合金刀具磨损机理的变化（推想值）
（三）切削液作用机理
切削液的效果可以说是来源于其润滑性和冷却性。由于刀尖处的情况复杂，要把切削液的作用机理完全解释清楚是困难的。但是，最近几十年间关于切削液作用机理的研究得到迅速发展。下面就按研究切削液向刀尖的渗透、润滑机理、冷却机理的顺序去考察切削液的作用机理。
1.切削液向刀尖的渗透
一旦注入切削液，剪切角就增大，积屑瘤就减小，而为了产生这种效果，切削液必须以某种形式存在于刀具刀尖附近。切削液到达刀尖的路径，可以认为如图3-4-11所示的A、B、C、D四条。首先考虑路径A的前刀面状况。在前刀面上，由于切削液不得不逆切屑流而渗入，切屑与刀具间的正压力很高（100kgf/cm2以上），温度也高达500℃以上等原因，切削液从前刀面渗入是难以想象的。
图3-4-11 切削液的渗入路径
Merchant（1958）曾用显微镜观察过刀具与切屑的间隙，发现了直径为0.254μm的毛细管，并举出计算的例子说明正是由于毛细管现象切削液才能够渗入。他特别主张切削液的组成成分渗入剪切区是由于这种毛细管现象所引起的。但是，正如后面将要叙述的那样，在前刀面的刀刃附近，金属确实是处于相互接触（黏结）状态。与其说切削液是从前刀面渗入的，倒不如认为是从别的路径渗入的更有说服力。
再考虑后刀面的状况。由于刀具带有后角，假如尚未磨钝，则刀尖与金属接触部分短，压力和温度也比前刀面低，因此可以认为，后刀面有可能成为切削液的渗透路径。篠崎（1958）从已加工表面粗糙度的改善状况追踪切削液渗透路径的实验结果（图3-4-12），竹山（1958）用玻璃刀头切削铅并观察切削液状态的报告等都得出同样的结论:在低速加工时，切削液是从后刀面渗入（路径B），经过刀头的两侧（路径D）面到达刀尖部位的。
最近的研究也考虑到切削液分子从被加工材料的微小裂纹直接渗入的机理（路径C），认为切削液从这条路径渗入是因为四氯化碳的特殊效果。Low认为在被加工材料表面预先涂上四氯化碳，切屑的卷曲半径就发生变化，由此推定四氯化碳是从表面渗入的，其渗入深度达表面以下5.08mm。日井（1958）也进行过同样的试验，其报告指出，切削力有所下降，并特别提到:将被加工表面仔细研磨去掉微小裂纹后，即使涂上四氯化碳其效果也不明显；或者涂上后一经加热干燥，效果就会丧失。由此可见，四氯化碳是呈分子状态由微小裂纹渗入而显示其效果的。还有报告显示，从表面渗入的四氯化碳不仅在剪切面起作用，甚至可到达前刀面显示出润滑效果。对此业界也有异议，但尚未定论。
虽然也有人认为切削液中的活性物质有可能经由类似的路径起作用，但考察这种机理的实验结果几乎都是以四氯化碳之类的低分子物质为例，尚未见到以普通切削液为例的报告。因此，单纯考虑这一种路径似有牵强之嫌。
图3-4-12 切削液注入部位不同引起的已加工表面改善状态的差别
注:被加工料为S40C碳素钢；刀具为高速钢SKH3（前角为10°）；切削厚度为0.1mm；切削速度为1m/min；切削液为机油。
无论对渗入路径作何解释，从另一方面来讲令切削液得以渗入的间隙小，因此，切削液的渗透性便成为其重要性质。与渗透性有关的切削液的性质对液体而言是黏度和浸润性。液体的浸润性通常用接触角的大小来表示。如图3-4-13所示，固体-液体-气体之间的接触角大时，液体在固体表面并不扩展，而是成为液滴；相反，接触角小时，液体在固体表面扩展，接触角为零度的场合，表面张力愈小则浸润越容易。众所周知，接触角的大小受固体的材质、表面状态（凹凸、清洁程度等）、温度等的影响。尽管在某些方面还不能表明在常温静态下评定出的接触角的大小与切削区的易渗透性有直接的联系，但接触角毕竟是给出浸润性的大致程度的指标。一般说来，低黏度油的浸润性比高黏度油的好。水的浸润性虽比油差，但如果使用有效的表面活性剂，也能使水的浸润性大大提高。
图3-4-13 浸润与接触角
也有人认为，切削刃附近的高温使切削液气化呈分解气体状态渗入。气体比液体的黏性力小，即使从微小的间隙中也能渗入。据了解，喷雾供液之所以比普通供液显示出其优越性，正是因为在切削刃附近比普通供液存在着更多的气体和液体的缘故。(www.daowen.com)
2.润滑的机理
切削液的润滑作用是通过切削液渗入到切屑、玉雕件与刀具的接触表面以后，黏附在其表面上，形成润滑膜而产生的。这种润滑膜减少了切屑与前刀面和玉雕件与后刀面之间的摩擦系数，减轻了黏结现象，抑制了积屑瘤的产生，从而减小了表面粗糙度和提高刀具耐用度。这时的摩擦称为流体润滑摩擦。流体润滑摩擦能得到比较好的润滑效果。
玉石切削过程就是被切削玉石层在刀具切削刃和前刀面的作用下，经受挤压产生剪切滑移变形的过程。玉石切削时，切屑、玉雕件与刀具间的摩擦可分为干摩擦流体润滑摩擦和边界润滑摩擦三类。真正的干摩擦只发生在绝对清洁的摩擦表面间，这时摩擦系数很大，如在真空中刀具与玉石屑间的摩擦系数可达10～100，而摩擦力的大小取决于玉石的抗剪强度，在玉石切削过程中，真正的干摩擦实际上是不存在的。在大气中进行玉石切削（即干切削）时，虽然刚刚产生的刀-屑摩擦表面是十分清洁的，但是和空气接触后迅速氧化（时间为百分之一秒到几千分之一秒），形成氧化膜，这种氧化膜是玉石切削过程中自身产生的一种润滑物，它使玉石切削的摩擦系数降低（一般在1以下），但是，这种润滑物仍不能满足玉石切削时的润滑需要，如果采用切削液，其润滑效果将大为改观，玉石切削时其摩擦系数将大大降低，使切削过程进行得更顺利。在流体润滑中，润滑液的承载能力随润滑液的黏度增加而提高。
在很多情况下，当切屑、玉雕件与刀具界面间承受的载荷增加，温度升高，油膜厚度便要减少。如果载荷与温度继续增加，则油膜的厚度就进一步减少，一直到相当于玉石表面的凹凸度时，这时流体的油膜部分地被破坏，而与凸起的玉石峰尖直接接触，起不到良好的流体润滑作用。但是由于润滑液的渗透和吸附作用，部分接触面仍存在着润滑液的吸附膜，可以起到减小摩擦系数的作用，这就称之为边界润滑摩擦。
边界润滑时的摩擦系数值大于流体润滑，小于干切削。
边界润滑一般分为低温低压边界润滑、高温边界润滑、高压边界润滑和高温高压边界润滑四种。
一般切削油在200℃左右就失去润滑能力，因此，只适用于低温低压边界润滑摩擦。而在某些切削条件下，切屑、刀具界面间可达到600～1 000℃左右的高温和1.47～1.96GPa的高压，这就形成了高温高压边界润滑，或称极压润滑。
边界润滑的摩擦力Ff可用下式表示:
式中:Ar——真正的接触面积；
m——发生玉石接触的面积在真正接触面积中所占的比例；
T1——较软一方玉石的剪切强度；
T2——润滑膜的剪切强度。
如果切削液的极压性能良好，润滑胶布满玉石表面，玉石接触的面积很小或接近于零（即m≈0），则润滑情况接近于流体润滑，其摩擦力为:
如果不用切削液，也不考虑产生氧化膜等因素，则形成干摩擦，此时m≈1，摩擦力为:
在流体润滑中，润滑液的承载能力随润滑液的黏度增加而增加。而在边界润滑中，由于不存在完全的油膜，其承载能力已与油的黏度无关，而取决于润滑液中的油性。所谓油性，是指在动植物油脂中，包含着对玉石有强烈吸附性的原子团，能在切屑、玉雕件与刀具界面间形成物理吸附膜即润滑膜的性质。在一般玉石的低速精加工切削时，由于接触表面上的压力较大，纯矿物油不易渗入和保留在前、后刀面上，为此应在切削液中添加一些与玉石表面亲合力较强的带极性分子的物质，主要是添加动植物油脂的油性添加剂（或直接采用动植物油），以提高润滑膜的牢度。但是，大多数难切削玉石的加工，属于极压润滑状态，此时油性添加剂在玉石摩擦表面形成的润滑膜也将被高温高压所破坏，这就必须依靠极压添加剂来维持润滑膜的强度，即在切削液中加入一些硫、氯、磷等极压添加剂。这些添加剂在高温高压下，进入切屑、玉雕件与刀具界面上，和表面接触后能迅速发生化学变化，产生新的化合物吸附在前、后刀面上，形成化学润滑膜。这种化学润滑膜即使在很高的压力与温度下也不致于被破坏，因此，能显著地提高润滑效果，使边界润滑层具有较好的润滑性。
由于在玉石切削加工中，大多数的玉石切削过程是在边界润滑摩擦条件下进行的，属于边界润滑，因此，采用恰当的能适应这种摩擦状态的切削液，就有可能改善切削过程的摩擦条件，达到提高切削效果的目的。
3.冷却的机理
切削液又称为冷却润滑液。它的冷却作用早已被人们所认识。在19世纪末，人们发现采用普通的苏打水作为切削时的冷却液，平均可以提高切削速度30%～40%。
切削液的冷却作用是通过切削液的热传导、对流和汽化起作用的，它能有效地改善散热条件，将已产生的切削热迅速地从切削区域带走，使切削区域的温度下降，从而能减少玉雕件的热变形，提高刀具耐用度和产品的加工精度。
高速切削时，积屑瘤消失，已加工表面光洁，加工效率也提高。但是，因为刀尖温度升高会使刀具耐用度降低，由于热膨胀的影响导致尺寸精度不准，所以有必要进行冷却以弥补这些缺陷。利用切削液能得到以下三点效果。
（1）使刀尖温度下降，刀具耐用度延长。
（2）控制被加工材料和刀具的热膨胀，使尺寸精度得以提高。
（3）使玉雕件的装卸等操作容易进行。
材料的导热系数表示物体的导热能力。导热系数大的材料导热性能好，反之则差。
在切削过程中，刀具的前刀面与切屑摩擦所产生的热，分别向切屑顶部及刀具传导，刀具的后刀面与被加工玉雕件摩擦所产生的热，分别向被加工玉雕件及刀具传导。如果单位时间产生的热量相等，玉雕件的导热系数高，较多的热量就由切屑及被加工玉雕件传导出去，因而摩擦面上的温度会低些；反之，切削温度就高些，刀具也容易磨损。如果刀具材料与被加工玉雕件材料的导热性均较差，切削液的冷却作用就显得更为重要。
一般难加工材料，它们的导热系数通常较小。因此，切削时产生的热量传导到刀具的部分较切削时产生的热量传导到刀具部分较大，为了保持一定的刀具耐用度，就必须使用切削液，使其降低切削温度。
切削液的冷却作用大小与切削液的冷却性能、用量和使用方法有关。切削液冷却性能的好坏，取决于它的导热系数、比热容、汽化热、汽化速度、流量及流速等。导热系数、比热、汽化热越大，使用时的流量与流速越高，冷却性能就越好。一般地说，水的导热系数为油的3～5倍，且比热约大一倍，故水溶液的冷却性能最好，油类最差，乳化液介于两者之间而接近于水。水与油的导热系数、比热、汽化热见表3-4-1。
表3-4-1 水、油性能比较表
采用较好的冷却方法，如喷雾冷却法、内冷却法时，则冷却作用更为显著。喷雾冷却法能使微小的液滴在高温下迅速汽化，从而吸收大量的热，降低切削温度，可显著提高冷却效果。同时，切削液本身的温度对冷却效果的影响也很大。
二、磨削溶液
（一）磨削液的使用目的
从磨削加工的历史来看，直到19世纪，人们还将天然砂岩制成圆盘形状当做砂轮使用。19世纪末，用电炉大量生产人造磨料制作砂轮成为可能，磨削加工技术才得到迅速发展。与切削加工相比，磨削加工有如下优点。
（1）可以高效率地加工出尺寸精度高、已加工表面质量好的玉雕件。
（2）能够轻而易举地加工高硬度的玉石材料。
这些优点随着时代的发展逐步为人们所认识，磨削技术在加工领域内已被广泛使用，特别是作为最后的精加工手段，已愈来愈受到人们的重视。磨削液就是在这样的磨削加工过程中，为了延长磨削刀具耐用度、改善玉雕件的加工精度和表面粗糙度、提高加工效率而使用的一种加工工作液。
磨削溶液是切削溶液的一种，但与切削时所用的切削液（狭义的）相比，在许多场合下使用者对两者的性状、性能的要求有很大差别。
当然，同一种加工工作液在切削加工和磨削加工中都能使用的情形也有，但是如表3-4-2所示，磨削加工与切削加工存在着根本的差别。例如单是从切削速度这一点来看，磨削加工时切削速度是1 000m/min以上的高速度，其结果是会产生1 100℃以上的高温，磨削区周围的温度也可达600℃，比切削加工时的温度高，往往要求所使用的加工工作液具有高的冷却性能。此外，在磨削液中还有一些特殊类型，如像珩磨加工用磨削液，需要使黏度降低以便磨粒切削刃能顺利切入，或者像水基的化学溶解型磨削液，它由限制润滑性的成分所组成。
表3-4-2 切削加工与磨削加工的差别
由于有这些情况，在工业标准中，磨削液虽被统一包括在切削液的总名称之下，但通常的做法还是把切削液（狭义的）与磨削液分开来进行讨论。以下先介绍磨削加工的特点，接着叙述磨削刀具的特性，最后讨论与它们相关联的磨削液的作用和效果。
（二）磨削加工的特点
磨削加工有以下特点。
（1）参加切削磨粒数极多。（2）刃口形刀刃分布随机。（3）单位磨粒磨削量极小。（4）磨削时的线速度较高。（5）磨粒具有自锐的作用。（6）磨削区的温度非常高。（7）磨削的比磨削能很大。详见下一章的论述。
（三）磨削液的作用机理
实际上，关于磨削液对磨削刀具耐用度的延长、玉雕件尺寸精度和表面粗糙度的改善，以及怎样才能使磨削效率得到提高等问题，下面就以历来发表过的研究论文和一般认识为依据进行概述。
使用磨削液，为什么能够提高磨削效率？这可以用下面所述的磨削液的三个作用来说明。
图3-4-14 磨粒的切削状态
1.润滑作用
所谓润滑作用，是指磨削液渗入磨粒，在玉雕件、磨粒及切屑之间形成润滑膜。由于有这层润滑膜，使得这些界面的摩擦减轻，防止磨粒切削刃摩擦磨耗（磨平变钝）和黏附切屑，从而使砂轮耐用度得以延长（图3-4-14），其结果是使磨削刀具维持正常磨削，磨削力、磨削热、磨削刀具损耗量减小，防止玉雕件的表面状态特别是已加工表面粗糙度恶化。油基磨削液比水基磨削液的润滑效果更优越。
减少磨粒、结合剂和切屑与加工表面的摩擦是使用磨削液的主要目的之一，这就要求磨削液浸入磨粒与玉雕件、切屑之间以形成润滑薄膜，从而起到润滑作用。
润滑性好主要表现为磨削液的润湿性好，能形成高压、高温和急剧摩擦下不被破坏的润滑膜。
磨削液的润湿性主要靠加入表面活性物质来获得，同时，在很大程度上也取决于磨削液的黏度。因为只有低黏度的液体才有可能在极短的时间内流入玉雕件与砂轮的接触区。
值得注意的是，同样的磨削液在不同的摩擦中起着不同的作用，因此，应根据玉石材料的不同来选用磨削液。
2.冷却作用
所谓冷却作用，首先是迅速地吸收磨削加工时发生的热，使玉雕件的温度下降，维持玉雕件的尺寸精度，防止加工表面状态恶化。其次是使在磨削点处加热的磨粒急冷，给予热冲击的效果，以促进磨粒的自锐作用。冷却作用效果与磨削液的比热有关。
由于水的比热、导热系数及气化热均比油高，吸热及散热性能比油好。因此，水的冷却性能比油好。水的比热值约为矿物油的两倍，故水的冷却能力为矿物油的两倍。使用水基磨削液时，基体溶剂是水，正是利用水的冷却性能好这一优点。
冷却性能的好坏还和磨削液使用时产生泡沫的情况有关，因为泡沫内部是空气，而空气的导热性比水差，所以，使用时多泡沫的冷却液其冷却作用会降低。
玉雕件的温升也随水基磨削液的流量不同而异。流量越大冷却能力越强，温度上升幅度越小。此外，前述的第二个冷却作用（促进磨粒自锐）以恰当为宜，磨粒大块缺损或脱落并无好处。冷却性与润滑性并用，相互补充，对取得优越效果是必不可少的。
3.清洗作用
磨削时产生的细小切屑和粉末如果黏附在玉雕件、磨具上，会影响砂轮的切削性能、被磨玉雕件的表面质量和数字化玉雕机床的寿命，因此，要求磨削液有良好的清洗作用，能清洗堆积在砂轮气孔间的切屑及脱落的磨粒，以减少产生砂轮堵塞的可能性，因为砂轮的堵塞会影响其磨削作用。为此，往往在砂轮后面安装一个喷嘴，以吹掉砂轮表面上的碎屑。磨削液中所含的表面活性物质都有不同程度的清洗能力，黏度低的油性磨削液清洗能力强，常用在对清除切屑要求十分严格的工序中。
磨削液除应具备上述性能外，还应满足对人体无害、无刺激性、不发臭、不发霉、不腐蚀数字化玉雕机床、便于储存、原料来源丰富、价格便宜等要求。
磨削过程中，磨削液对刀具和玉雕件所引起的作用详见图3-4-15。
图3-4-15 磨削液对砂轮和玉雕件所引起的作用
需要指出的是，有些冷却和清洗作用好的磨削液很可能在润滑作用方面有所不足；相反，润滑性能好的磨削液的冷却和清洗效果又有可能差一些，因此，必须根据磨削工序的特定情况综合考虑，恰当地选用磨削液。一般来说，磨削液应以冷却作用为主，兼有一定的润滑作用和防黏附能力。
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