表面质量的基本定义与原则

机械加工表面质量，是指零件在机械加工后表面层的微观几何形状误差和物理、化学及力学性能。机械加工后的表面，由于加工方法原理的近似性和加工表面是通过弹性、塑性变形而形成的，不可能是理想的光滑表面，总存在一定的微观几何形状偏差。表面层材料在加工时受到切削力、切削热及其他因素的影响，使原有的内部组织结构和物理、化学及力学性能均发生了变化。这些都会对加工表面质量造成一定的影响。下面主要讨论对机械加工表面质量有重要影响的两个方面：加工表面的几何特征和表面层物理力学性能的变化。

1.加工表面的几何特征

加工表面的几何特征主要包括表面粗糙度和表面波度。

（1）表面粗糙度

表面粗糙度是指已加工表面的微观几何形状误差。我国现行的表面粗糙度标准是GB/T 1031—2009。表面粗糙度指标有Ra、Rz、Ry，并优先选用Ra。表面粗糙度通常是由机械加工中切削刀具的运动轨迹所形成，如图6-9（a）所示。

图6-9　表面粗糙度与波度

（a）表面粗糙度；（b）表面波度

（2）表面波度(www.xing528.com)

表面波度是介于宏观几何形状误差（△形）与表面粗糙度之间的周期性几何形状误差。图6-9（b）中A表示波度的高度。表面波度通常是由于加工过程中工艺系统的低频振动所造成。

一般情况下，波距/波高＜50为表面粗糙度，波距/波高≥50～1 000时为表面波度，波距/波高≥1 000时为宏观的形状误差。

2.表面层物理力学性能

表面层物理力学性能的变化主要是指下面三个方面：

①表面层加工硬化。

②表面层的金相组织的变化。

③表面层残余应力。