正確地理解零件表面質(zhì)量內(nèi)涵，分析機械加工過程中影響加工表面質(zhì)量的各種工藝因素，改善表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能具有重要的意義。

機械加工表面質(zhì)量，是指零件在機械加工后被加工面的微觀不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面質(zhì)量直接影響被加工件的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。產(chǎn)品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質(zhì)量。因此，正確地理解零件表面質(zhì)量內(nèi)涵，分析機械加工過程中影響加工表面質(zhì)量的各種工藝因素，改善表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能具有重要的意義。

影響機械加工表面質(zhì)量的因素

1.機器使用性能對機械加工表面質(zhì)量的影響

耐磨性對表面質(zhì)量的影響

一個剛加工好的摩檫副的兩個接觸表面之間，最初階段在表面粗糙的峰部觸，實際接觸面積遠(yuǎn)小于理論接觸面積，在相互接觸的部有非常大的單位應(yīng)力，使實際接觸面積處產(chǎn)生塑性變形、彈性變形和峰部之間的剪切破壞，引起嚴(yán)重磨損。

疲勞強度對表面質(zhì)量的影響

在交變載荷作用，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞紋。表面粗糙度值愈大，表面的紋痕愈深，紋底半徑愈，抗疲勞破壞的能力就愈差。殘余應(yīng)力對零件疲勞強度的影響很大。表面層殘余拉應(yīng)力將使疲勞裂紋擴大，加速疲勞破壞;而表面層殘余應(yīng)力能夠阻止疲勞裂紋的擴展，延緩疲勞破壞的產(chǎn)生。

耐蝕性對表面質(zhì)量的影響

零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，則凹谷中聚積腐蝕性物質(zhì)就愈多。抗蝕性就愈差。表面層的殘余拉應(yīng)力會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，降低零件的耐磨性，而殘余壓應(yīng)力則能防止應(yīng)力腐蝕開裂。

2. 影響表面粗糙度的因素

切削加工影響表面粗糙度的因素

①刀具幾何形狀的反映刀具相對于工件作進(jìn)給運動時，在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀是刀具幾何形狀的反映。②工件材料的性質(zhì)加工塑性材料時，由刀具對金屬的擠壓產(chǎn)生了塑性變形，加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。③切削用量加工脆性材料時，切削速度對于粗糙度影響不大;加工塑性材料時，積屑瘤對粗糙度影響很大。

磨削加工影響表面粗糙度的因素

影響磨削表面粗糙的主要因素有：砂輪的粒度、砂輪的硬度、砂輪的修整、磨削速度、磨削徑向、進(jìn)給量與光磨次數(shù)、工件圓周進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給量、冷卻潤滑液等。

3.影響加工表面層物理機械性能的因素

表面層冷作硬化

機械加工過程中因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形，使品格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，品粒被拉長和纖維化，甚至破碎，這些都會使表面層金屬的硬度和強度提高，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化(或稱為強化)。影響冷作硬化的主要因素有：切削刃鈍圓半徑增大，對表層金屬的擠壓作用增強，塑性變形加劇，導(dǎo)致冷硬增強。刀具后刀面磨損增大，后刀面與被加工表面的摩擦加劇，塑性變形增大，導(dǎo)致冷硬增強。切削速度增大，刀具與工件的作用時間縮短，使塑性變形擴展深度減小，冷硬層深度減小。切削速度增大后，切削熱在工件表面層上的作用時間也縮短，將使冷硬程度增加。進(jìn)給量增大，切削力也增大，表層金屬的塑性變形加劇，冷硬作用加強。工件材料的塑性愈大，冷硬現(xiàn)象就愈嚴(yán)重。

表面層材料金相組織變化

當(dāng)切削熱使被加工表面的溫度超過相變溫度后，表層金屬的金相組織將會發(fā)生變化。主要有磨削燒傷、淬火燒傷和退火燒傷三種。改善磨削燒傷有兩個途徑：一是盡可能地減少磨削熱的產(chǎn)生;二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳人工件。正確選擇砂輪，合理選擇切削用量改善冷卻條件。

表面層殘余應(yīng)力

表面殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：一是切削時在表面金屬層產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，而在里層金屬中產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。二是切削加工中，切削區(qū)會有大量的切削熱產(chǎn)生。三是不同金相組織表面層金屬產(chǎn)生了金相組織的變化，表層金屬比容的變化必然要受到與之相連的基體金屬的阻礙，因而就有殘余應(yīng)力產(chǎn)生。