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[摘要] 表面质量的好坏直接决定着机械的使用寿命，在加工过程中，表面层的物理机械性质会受到影响，对机械加工过程中加工表面层的物理机械性质做了探讨，并提出了改善表面层物理机械性质的连径，
[关键词] 机械；表面质量；机械性质 改善途径
一、表面质量
零件的机械加工质量不仅指加工精度，而且也包括加工表面质量。加工表面质量是指机械加工后零件表面层的几何结构，以及受加工的影响表面层金属与基体金属性质产生变化的情况。机械表面层厚度一般只有0.05mm～0.15mm。在有些国家“表面质量”称为表面完整性。一台机器在正常的使用过程中，由于零件的工作性能逐渐变坏，以致不能继续使用，有时零件会突然损坏。其原因除少数是设计不合理而使强度不够，或偶然性事故引起了超负荷以外，大多数是由于磨损、受外界介质的腐蚀或疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳破坏都是发生在零件的表面，或者从零件的表面开始的。因此，加工表面质量将直接影响到零件的工作性能，尤其是它的可靠性和寿命。
二、加工表面层的物理机械性质及改善途径
工件在切削加工时会形成一个塑性变形区，使已加工表面层受到塑性变形的影响。表面层受到塑性变形后便发生晶格扭曲和晶粒形状的改变，产生残余应力和表面强化现象，因此加工后的表面层就不同于金属基体。金属的韧性越大，这种现象就越显著
三、加工表面的冷作硬化
1.加工表面层产生塑性变形使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长，破碎和纤维化，引起材料的强化，这时的强度和硬度都会提高，称为冷作硬化现象。表面层的硬化程度取决于产生塑性变形的力，变形速度以及变形时温度。力越大，塑性变形越大，因而硬化程度也越大。变形速度越太，塑性变形越不充分，硬化程度就越小。变形时的温度不仅影响塑性变形程度(温度可部分地消除冷作硬化)，还会影响变形后金相组织的恢复。表面硬化的程度和深度还与原有金属性质、刀具几何参数和切削用量有关。(1)被加工材料的影响，硬度越小，塑性越大的材料切削后冷硬现象愈严重。(2)刀具的影响。刀具的刃口圆角和后刀面的磨损量增大时，冷硬层深度和硬度也随之增加。(3)切削用量的影响。影响较大的是切削速度和进给量。切削速度增太，硬化层深度和硬度都有所减小，这是由于一方面切削速度会使温度增高，有助于减少冷硬，另一方面由于切削速度大时刀具与工件的接触时间短，使塑性变形程度减少，进给量增大时，切削力增加，塑性变形程度也会增火，因此硬化现象增加，但在进给量较小时。由于刀具刃口，圆角在加工表面单位长度上的挤压次数增多，因此硬化现象也会增加。
2.面说明常见的几种加工方法的硬化现象。钻孔时钻头与孔壁间的摩擦大，因此孔壁硬化比较剧烈。在钻深孔时，采用小进给量和硫化油冷却剂，硬化层可达0.0mm以上。材料的塑性越大，硬化就越严重，过度的硬化会引起表面层的破坏，得到的孔壁具有明显的鳞片状粗划痕。铰孔后孔壁的硬化也比较亚种的。虽然铰孔的余量极小(0.04mm以下)，但是硬化层深度可达到0.02mm～0.025mm。因此塑形材料进行精铰孔时，不易获得较小的表面粗糙度参数值。拉孔时也有上述类似的情况。拉削后孔壁显微硬度一般提高50％～100％。为了减小终加工后孔德粗糙度参数值，有时在精铰孔和拉削工序前安排热处理工序。
2，加工表面的残余应力
(1)切削加工中，表面层材料受切削力而引起塑性变形，造成冷硬增加，比容增加和体积膨胀。因为表面层塑性变形程度随表面层深度的增加而减小，所以表面层金属膨胀时受到内部金属的障碍而产生残余应力，内部金属则引起残余拉应力。(2)沿切削方向的切削力使被加工表面金属产生拉伸作用，刀具后刀面与金属表面的摩擦力增强了上述作用，使已加工的表面层带有纤维的方向性。切削力消失后，表面层金属弹性回复受内部金属的阻碍，于是表层引起残余拉应力，内部则为压应力。(3)切削时在切削区域产生很高温度，使金属的塑性大大增加。当表层金属产生膨胀时，由于高温塑性，故基本上不产生内应力。切削过后，表面层温度下降，产生收缩，由于受到内部金属的阻碍，表面层引起残应拉力。内部引起残余压应力。(4)对淬火钢进行加工时，特别是进行磨削时，切削热将使表面层金属产生相应的组织转变，引起金属体积的变化，因而引起残余应力。在实际加工中，情况是复杂的，表面层的应力状态，主要依靠实验测试进行确定。受交变载荷的零件，常常由于拉伸应力(外载荷)而造成应力集中，使金属疲劳失效。在机械加工后，如能在表面层得到残余压缩应力，则由于它能使表面的显微裂纹合拢，将使零件的疲劳强度显著提高，相反，表面层中有残余拉伸应力时，将使疲劳强度略有下降。
在加工的过程中。如果多加注意机械表面层的物理特性，能够提高机械零件的表面质量，从而能延长机械零件的可靠性及使用寿命。此外，在实际的机械表面加工过程中，材料不同，那么引起的机械特性也是不一样的，要根据实际情况，才能更好地，更有针对性的改善由于加工对表面物理特性带来的影响。
[关键词] 机械；表面质量；机械性质 改善途径
一、表面质量
零件的机械加工质量不仅指加工精度，而且也包括加工表面质量。加工表面质量是指机械加工后零件表面层的几何结构，以及受加工的影响表面层金属与基体金属性质产生变化的情况。机械表面层厚度一般只有0.05mm～0.15mm。在有些国家“表面质量”称为表面完整性。一台机器在正常的使用过程中，由于零件的工作性能逐渐变坏，以致不能继续使用，有时零件会突然损坏。其原因除少数是设计不合理而使强度不够，或偶然性事故引起了超负荷以外，大多数是由于磨损、受外界介质的腐蚀或疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳破坏都是发生在零件的表面，或者从零件的表面开始的。因此，加工表面质量将直接影响到零件的工作性能，尤其是它的可靠性和寿命。
二、加工表面层的物理机械性质及改善途径
工件在切削加工时会形成一个塑性变形区，使已加工表面层受到塑性变形的影响。表面层受到塑性变形后便发生晶格扭曲和晶粒形状的改变，产生残余应力和表面强化现象，因此加工后的表面层就不同于金属基体。金属的韧性越大，这种现象就越显著
三、加工表面的冷作硬化
1.加工表面层产生塑性变形使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长，破碎和纤维化，引起材料的强化，这时的强度和硬度都会提高，称为冷作硬化现象。表面层的硬化程度取决于产生塑性变形的力，变形速度以及变形时温度。力越大，塑性变形越大，因而硬化程度也越大。变形速度越太，塑性变形越不充分，硬化程度就越小。变形时的温度不仅影响塑性变形程度(温度可部分地消除冷作硬化)，还会影响变形后金相组织的恢复。表面硬化的程度和深度还与原有金属性质、刀具几何参数和切削用量有关。(1)被加工材料的影响，硬度越小，塑性越大的材料切削后冷硬现象愈严重。(2)刀具的影响。刀具的刃口圆角和后刀面的磨损量增大时，冷硬层深度和硬度也随之增加。(3)切削用量的影响。影响较大的是切削速度和进给量。切削速度增太，硬化层深度和硬度都有所减小，这是由于一方面切削速度会使温度增高，有助于减少冷硬，另一方面由于切削速度大时刀具与工件的接触时间短，使塑性变形程度减少，进给量增大时，切削力增加，塑性变形程度也会增火，因此硬化现象增加，但在进给量较小时。由于刀具刃口，圆角在加工表面单位长度上的挤压次数增多，因此硬化现象也会增加。
2.面说明常见的几种加工方法的硬化现象。钻孔时钻头与孔壁间的摩擦大，因此孔壁硬化比较剧烈。在钻深孔时，采用小进给量和硫化油冷却剂，硬化层可达0.0mm以上。材料的塑性越大，硬化就越严重，过度的硬化会引起表面层的破坏，得到的孔壁具有明显的鳞片状粗划痕。铰孔后孔壁的硬化也比较亚种的。虽然铰孔的余量极小(0.04mm以下)，但是硬化层深度可达到0.02mm～0.025mm。因此塑形材料进行精铰孔时，不易获得较小的表面粗糙度参数值。拉孔时也有上述类似的情况。拉削后孔壁显微硬度一般提高50％～100％。为了减小终加工后孔德粗糙度参数值，有时在精铰孔和拉削工序前安排热处理工序。
2，加工表面的残余应力
(1)切削加工中，表面层材料受切削力而引起塑性变形，造成冷硬增加，比容增加和体积膨胀。因为表面层塑性变形程度随表面层深度的增加而减小，所以表面层金属膨胀时受到内部金属的障碍而产生残余应力，内部金属则引起残余拉应力。(2)沿切削方向的切削力使被加工表面金属产生拉伸作用，刀具后刀面与金属表面的摩擦力增强了上述作用，使已加工的表面层带有纤维的方向性。切削力消失后，表面层金属弹性回复受内部金属的阻碍，于是表层引起残余拉应力，内部则为压应力。(3)切削时在切削区域产生很高温度，使金属的塑性大大增加。当表层金属产生膨胀时，由于高温塑性，故基本上不产生内应力。切削过后，表面层温度下降，产生收缩，由于受到内部金属的阻碍，表面层引起残应拉力。内部引起残余压应力。(4)对淬火钢进行加工时，特别是进行磨削时，切削热将使表面层金属产生相应的组织转变，引起金属体积的变化，因而引起残余应力。在实际加工中，情况是复杂的，表面层的应力状态，主要依靠实验测试进行确定。受交变载荷的零件，常常由于拉伸应力(外载荷)而造成应力集中，使金属疲劳失效。在机械加工后，如能在表面层得到残余压缩应力，则由于它能使表面的显微裂纹合拢，将使零件的疲劳强度显著提高，相反，表面层中有残余拉伸应力时，将使疲劳强度略有下降。
在加工的过程中。如果多加注意机械表面层的物理特性，能够提高机械零件的表面质量，从而能延长机械零件的可靠性及使用寿命。此外，在实际的机械表面加工过程中，材料不同，那么引起的机械特性也是不一样的，要根据实际情况，才能更好地，更有针对性的改善由于加工对表面物理特性带来的影响。