表面质量的定义及重要性

任何机械加工方法所获得的已加工表面实际上都不可能是绝对理想的表面，它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及表面层的残余应力等缺陷，这些均会影响零件的使用性能、寿命、可靠性，进而影响产品的质量。因此，机械加工既要保证零件的尺寸、形状和位置精度，还要保证一定的加工表面质量。

加工表面质量包含两方面的内容:表面几何形状特征;表面层物理、机械性能的变化。

1.加工表面几何形状特征

加工表面几何形状特征(见图5-1)可按表面纹理相邻两波峰或波谷之间的距离(即波距)的大小，分别用表面粗糙度(Surface Roughness)和表面波度(Surface Waviness)(如图5-2所示)来描述。

图5-1　机械加工表面几何特征

(1)表面粗糙度

表面粗糙度指已加工表面纹理波距在1mm以下的微观几何形状误差，其大小是以表面轮廓的算术平均偏差Ra或微观不平度的平均高度Rz表示的，它是由于加工过程中的残留面积、塑性变形、积屑瘤、鳞刺以及工艺系统的高频振动等原因造成的。

(2)表面波度(www.xing528.com)

图5-2　零件加工表面的粗糙度和波度

表面波度指已加工表面纹理波距在1～10mm的几何形状误差，它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HB表示。它是由于加工过程中工艺系统的低频振动引起的。

2.加工表面层的物理、机械性能的变化

主要有以下三方面的内容:

(1)表面层因塑性变形产生的加工硬化(亦称冷作硬化)(Cold Work Hardening);

(2)表面层因切削或磨削热引起的金相组织(Metallographic Organism)变化;

(3)表面层因力或热的作用产生的残余应力(Remanent Stress)。