机械加工表面质量概念解析

任何机械加工所得的零件表面，都不可能是绝对理想的表面，总会存在一定程度的微观几何形状误差、划痕、裂纹、表面层的金相组织变化和表面层的残余应力等缺陷，这些均会影响零件的使用和产品的质量。加工表面质量主要包括两个方面的内容：表面几何形状特性；表面层的物理、力学性能。

1．表面几何形状特性

加工表面的几何形状特性如图6-1 所示，按表面纹理相邻两波峰或波谷之间距离的大小分为以下三种情况：

1）表面粗糙度：指已加工表面波距在1mm 以下的微观几何形状误差。其大小以表面轮廓算术平均偏差Ra 或轮廓最大高度Rz 表示。它是由加工过程中的残留面积、塑性变形、积屑瘤、鳞刺及工艺系统的高频振动等造成的。

2）表面波度：指已加工表面波距为1～10mm 的几何形状误差，是介于宏观形状误差与表面粗糙度之间的周期性几何形状误差，其大小以波长λ 和波高2H表示。它是由加工过程中工艺系统的低频振动引起的。

3）表面形状误差：指已加工表面波距大于 10mm 的宏观几何形状误差，不属表面质量范畴。

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图6-1　表面粗糙度和波度

2．表面层的物理、力学性能

表面层的物理、力学性能主要有以下三个方面的内容：

1）表面层加工硬化：加工后表面层强度、硬度提高的现象。

2）表面层金相组织变化：加工后表面层的金相组织发生改变，不同于基体组织。

3）表面层残余应力：经加工后表面层与基体间存在内应力。