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引言：大部分的机械设备零件的破坏，总是从零件表面开始的。产品的性能，特别是它的可靠性和耐久度，在很大程度上决定于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量，其目的就是为了掌握机械加工中各个工艺对加工表面质量影响的规律，以便利用这些规律来控制加工过程，最终达到改善产品质量、增强产品使用性能的目的。从机械加工表面质量对产品使用性能的重要意义入手，阐述了机械加工表面质量的内容及其影响因素，有针对性地从刀具形状，切削情况、金属材料等方面提出了控制机械加工表面质量的措施，为机械加工提供理论依据和技术支持。
随着人类社会的发展及人们对产品质量要求的进一步提高，许多在高温.高压.重载等特殊环境下工作的重要零件，表面承受着巨大的应力和周围介质的腐蚀作用，零件表面的任何一处细微的缺陷都有可能导致零件的损坏。产品工作性能如可靠性.耐久性的好坏，很大程度上取决于主要零件的表面质量。虽然机械零件加工表面的各种缺陷仅存在于表面层，但是，它却严重影响着零件的耐磨性、配合性质、抗腐蚀性和疲劳强度等使用性能，甚至还会影响到机械的使用寿命。
一、机械加工表面粗糙度及其影响因素
表面粗糙度是指零件表面存在着的微观不平度。表面粗糙度可分为横向粗糙度和纵向粗糙度，把垂直于切削速度方向的粗糙度称为横向粗糙度；把沿切削速度方向的粗糙度称为纵向粗糙度。
1、刀具几何形状：在理想切削状态下，刀具相对于工件作进给运动时，在已加工表面上遗留下来的切削层残留面积，形成理论粗糙度，其最大高度Rmax可由刀具形状、进给量f按几何关系求得。
在切削过程中，工件受到刀具的刃口圆角及后面的挤压、摩擦产生塑性变形，导致理论残留面积被挤歪、沟纹加深，因而增大了表面粗糙度。
2、切削因素：通常在切削速度较低的情况下切削塑性材料时，易于产生刀瘤与鳞刺，刀瘤与鳞刺会使表面粗糙度严重恶化。在加工塑性材料时，刀瘤与鳞刺是影响粗糙度的主要因素。
刀瘤是切削过程中底层切屑与刀具前面发生冷焊作用形成的附着于刀尖上切屑堆块。在切削过程中，刀瘤不断地形成、长大，然后粘附在切屑上被带走或留在工件上。刀瘤是不稳定的，它有时会伸出至刀尖之外，且形状不规则，使加工表面上形成深度与宽窄各不一样的刀痕，大大增加了表面的粗糙度。
鳞刺是已加工表面上出现的鳞状毛刺般缺陷。切屑与刀具前面之间的摩擦和冷焊作用产生周期性地滞留在刀尖上，代替刀具推挤切削层，使切削层和工件之间产生撕裂现象。如此连续发生，就在加工表面上出现一系列的鳞刺，构成加工表面的纵向粗糙度。
另外，刀具材质和刀具刃磨质量对刀瘤和鳞刺等现象的产生有较大的影响作用。
二、加工表面物理机械性能的变化及其影响因素
（一）加工表面的冷作硬化现象
切削过程中，表面层产生的塑性变形使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，使晶粒拉长、破碎和纤维化，引起材料强化，强度和硬度有所提高的现象，称为冷作硬化。
影响冷作硬化的主要因素：
1、刀具的形状因素：刀具的前角、刃口圆角及刀具后面的磨损量对于冷作硬化层有很大的影响。前角减小、刃口及后面的磨损量增大时，冷作硬化层的深度和硬度也随之增大。
2、切削用量因素：切削速度和进给量的变化对冷作硬化有较大的影响。切削速度增大时，刀具与工件的接触时间短，塑性变形程度小，硬化层和硬度都有所减小。进给速度增大，塑性变形程度增加，表面冷作硬化程度增加。
3、被加工材料因素：被加工材料硬度小，塑性愈大的材料冷作硬化的程度愈严重。
（二）加工表面金相组织发生变化，形成热变质层
切削加工中由于切削热的作用，致使加工表面金相组织发生变化。在磨削加工中，具有很大的负前角的多数磨粒，对工件表面进行刮擦挤压的切削作用，所产生的切削热70%以上都被工件吸收，仅有少部分被切屑和冷却液带走。当表面层温度达到相变临界温度时，就发生金相组织变化，导致表层材料的强度和硬度下降，出现微观裂纹，严重时产生烧伤现象（即表层产生颜色的变化）。磨削表面的金相组织变化的程度与工件材料、磨削温度、加热时间等因素有关。
三、提高表面加工质量的控制措施
通过以上分析得知，表面加工质量其内容包括表面粗糙度及表面物理性能两个方面，要提高表面加工质量，必须根据需要降低加工表面的粗糙度，改善机械加工的表面物理性能。
影响零件表面加工质量的因素有切削条件（切削速度、进给量、切削液）、刀具情况（几何参数、切削刃形状、刀具材料、磨损情况）、工件材料及热处理、工艺系统刚度和机床精度等几个方面。
机械加工表面质量的控制措施主要有：
（一）改善切削条件
切削过程中切屑和加工表面的塑性变形的程度就愈轻，粗糙度也可愈小。刀瘤和鳞刺是在较低的切削速度范围内产生的，因此，合理选择切削用量，采用较高的切削速度切削塑性材料可抑制刀瘤的产生，减小进给量，都可降低表面粗糙度，获得较好的表面质量。
合理选择有效的切削液，提高冷却润滑效果，降低切削温度，避免表面烧伤现象产生，减小已加工表面的残余应力，也可抑制刀瘤和鳞刺的生成，减少切削时的塑性变形，减少表面粗糙度。
（二）增强工艺系统刚度，提高机床的动态稳定性，可以减少波度的产生，提高表面质量。
（三）采用其他加工方法，提高表面加工质量
1、采用精密、超精密和光整加工。选用较小的径向进给量，选用较大的砂轮速度和较小的轴向进给速度，工件速度应该低些，采用细粒度砂轮；精细修整砂轮工作表面，使砂轮上磨粒锋利，也可达到较好的磨削效果。
2、采用滚压、挤（胀）孔、喷丸强化、金刚石压光等冷压加工方法来改善表面层材质的变化，可大大的提高机械加工零件的表面质量，提高产品的工作性能、可靠性、使用寿命。
由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的， 因此应该综合考虑各方面的因素， 对表面质量根据需要提出比较经济适用性的要求。研究机械加工表面质量及其影响因素，掌握其变化规律，对提高机械加工表面质量及产品使用性能具有重要的意义。
参考文献
[1]陈彦华.机械加工表面质量的影响因素.中国新技术新产品，2009，（24）.
[2]余志娟.机械加工表面质量及影响因素探析.装备制造技术，2009，（6）.
[3]郑玉皎.机械加工表面质量的影响因素及其对策.中国科技博览，2009，（21）.
随着人类社会的发展及人们对产品质量要求的进一步提高，许多在高温.高压.重载等特殊环境下工作的重要零件，表面承受着巨大的应力和周围介质的腐蚀作用，零件表面的任何一处细微的缺陷都有可能导致零件的损坏。产品工作性能如可靠性.耐久性的好坏，很大程度上取决于主要零件的表面质量。虽然机械零件加工表面的各种缺陷仅存在于表面层，但是，它却严重影响着零件的耐磨性、配合性质、抗腐蚀性和疲劳强度等使用性能，甚至还会影响到机械的使用寿命。
一、机械加工表面粗糙度及其影响因素
表面粗糙度是指零件表面存在着的微观不平度。表面粗糙度可分为横向粗糙度和纵向粗糙度，把垂直于切削速度方向的粗糙度称为横向粗糙度；把沿切削速度方向的粗糙度称为纵向粗糙度。
1、刀具几何形状：在理想切削状态下，刀具相对于工件作进给运动时，在已加工表面上遗留下来的切削层残留面积，形成理论粗糙度，其最大高度Rmax可由刀具形状、进给量f按几何关系求得。
在切削过程中，工件受到刀具的刃口圆角及后面的挤压、摩擦产生塑性变形，导致理论残留面积被挤歪、沟纹加深，因而增大了表面粗糙度。
2、切削因素：通常在切削速度较低的情况下切削塑性材料时，易于产生刀瘤与鳞刺，刀瘤与鳞刺会使表面粗糙度严重恶化。在加工塑性材料时，刀瘤与鳞刺是影响粗糙度的主要因素。
刀瘤是切削过程中底层切屑与刀具前面发生冷焊作用形成的附着于刀尖上切屑堆块。在切削过程中，刀瘤不断地形成、长大，然后粘附在切屑上被带走或留在工件上。刀瘤是不稳定的，它有时会伸出至刀尖之外，且形状不规则，使加工表面上形成深度与宽窄各不一样的刀痕，大大增加了表面的粗糙度。
鳞刺是已加工表面上出现的鳞状毛刺般缺陷。切屑与刀具前面之间的摩擦和冷焊作用产生周期性地滞留在刀尖上，代替刀具推挤切削层，使切削层和工件之间产生撕裂现象。如此连续发生，就在加工表面上出现一系列的鳞刺，构成加工表面的纵向粗糙度。
另外，刀具材质和刀具刃磨质量对刀瘤和鳞刺等现象的产生有较大的影响作用。
二、加工表面物理机械性能的变化及其影响因素
（一）加工表面的冷作硬化现象
切削过程中，表面层产生的塑性变形使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，使晶粒拉长、破碎和纤维化，引起材料强化，强度和硬度有所提高的现象，称为冷作硬化。
影响冷作硬化的主要因素：
1、刀具的形状因素：刀具的前角、刃口圆角及刀具后面的磨损量对于冷作硬化层有很大的影响。前角减小、刃口及后面的磨损量增大时，冷作硬化层的深度和硬度也随之增大。
2、切削用量因素：切削速度和进给量的变化对冷作硬化有较大的影响。切削速度增大时，刀具与工件的接触时间短，塑性变形程度小，硬化层和硬度都有所减小。进给速度增大，塑性变形程度增加，表面冷作硬化程度增加。
3、被加工材料因素：被加工材料硬度小，塑性愈大的材料冷作硬化的程度愈严重。
（二）加工表面金相组织发生变化，形成热变质层
切削加工中由于切削热的作用，致使加工表面金相组织发生变化。在磨削加工中，具有很大的负前角的多数磨粒，对工件表面进行刮擦挤压的切削作用，所产生的切削热70%以上都被工件吸收，仅有少部分被切屑和冷却液带走。当表面层温度达到相变临界温度时，就发生金相组织变化，导致表层材料的强度和硬度下降，出现微观裂纹，严重时产生烧伤现象（即表层产生颜色的变化）。磨削表面的金相组织变化的程度与工件材料、磨削温度、加热时间等因素有关。
三、提高表面加工质量的控制措施
通过以上分析得知，表面加工质量其内容包括表面粗糙度及表面物理性能两个方面，要提高表面加工质量，必须根据需要降低加工表面的粗糙度，改善机械加工的表面物理性能。
影响零件表面加工质量的因素有切削条件（切削速度、进给量、切削液）、刀具情况（几何参数、切削刃形状、刀具材料、磨损情况）、工件材料及热处理、工艺系统刚度和机床精度等几个方面。
机械加工表面质量的控制措施主要有：
（一）改善切削条件
切削过程中切屑和加工表面的塑性变形的程度就愈轻，粗糙度也可愈小。刀瘤和鳞刺是在较低的切削速度范围内产生的，因此，合理选择切削用量，采用较高的切削速度切削塑性材料可抑制刀瘤的产生，减小进给量，都可降低表面粗糙度，获得较好的表面质量。
合理选择有效的切削液，提高冷却润滑效果，降低切削温度，避免表面烧伤现象产生，减小已加工表面的残余应力，也可抑制刀瘤和鳞刺的生成，减少切削时的塑性变形，减少表面粗糙度。
（二）增强工艺系统刚度，提高机床的动态稳定性，可以减少波度的产生，提高表面质量。
（三）采用其他加工方法，提高表面加工质量
1、采用精密、超精密和光整加工。选用较小的径向进给量，选用较大的砂轮速度和较小的轴向进给速度，工件速度应该低些，采用细粒度砂轮；精细修整砂轮工作表面，使砂轮上磨粒锋利，也可达到较好的磨削效果。
2、采用滚压、挤（胀）孔、喷丸强化、金刚石压光等冷压加工方法来改善表面层材质的变化，可大大的提高机械加工零件的表面质量，提高产品的工作性能、可靠性、使用寿命。
由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的， 因此应该综合考虑各方面的因素， 对表面质量根据需要提出比较经济适用性的要求。研究机械加工表面质量及其影响因素，掌握其变化规律，对提高机械加工表面质量及产品使用性能具有重要的意义。
参考文献
[1]陈彦华.机械加工表面质量的影响因素.中国新技术新产品，2009，（24）.
[2]余志娟.机械加工表面质量及影响因素探析.装备制造技术，2009，（6）.
[3]郑玉皎.机械加工表面质量的影响因素及其对策.中国科技博览，2009，（21）.