第5章
5.1 概 述
5.1.1机械加工表面质量含义
机械加工表面质量
吸附层 <8nm
显微硬度
残余应力
压缩区 几十~几百微米
纤维层
热影响区
基体材料
加工表面层沿深度变化示意图
第5章 机械加工表面质量
5.1 概 述
5.1.1机械加工表面质量含义
表面质量的含义（内容）
零件表面质量
表面微观几 何形状特征
表面物理力学 性能的变化
表面粗糙度 表面波度
表面层冷作硬化 表面层残余应力 表面层金相组织的变化
第5章 机械加工表面质量
5.1 概 述
5.1.1机械加工表面质量含义 1、表面层的几何形状
表面粗糙度：是指表面微观几何形状误差，其波长与波高的比 值在L1/H1＜40的范围内，波距<1mm。(Ra=0.012，0.025， 0.05，0.1，0.2，0.4，0.8，1.6，3.2，6.3，12.5，25，50) 表面波度：是介于加工精度（宏观几何形状误差L3/H3 = 1000） 和表面粗糙度间的一种带有周期性的几何形状误差，其波长与 波高的比值在40＜L2/H2＜1000的范围，波距=1~10mm 纹理方向： 纹理方向是指表面刀纹的方向，它取决于表面形 成过程中所采用的机械加工方法。 伤痕：是加工表面上一些个别位置上出现的缺陷。例如：砂眼、 气孔、裂痕等。第5章 机械加工表面质量
5.1 概 述
5.1.2 机械加工表面质量对机器产品使用性能和使用寿命的影响 1、 表面质量对耐磨性的影响
耐磨性主要取决于摩擦副的材料及润滑条件，还与零件的 表面质量有关。
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈 磨损阶段
摩擦副的磨损过程
第5章 机械加工表面质量
第5章 机械加工表面质量
5.1 概 述
5.1.2 机械加工表面质量对机器产品使用性能和使用寿命的影响 1、 表面质量对耐磨性的影响
（1）表面粗糙度对零件耐磨性的影响 ❖ 表面粗糙度的最佳值与机器零件的工 作情况有关，载荷加大时，磨损曲线向 上、向右移动，最佳表面粗糙度值也随 之右移。
5.1 概 述
第5章 机械加工表面质量
本章提要
第5章 机械加工表面质量
机械加工表面质量决定了机器的使用性能和延长使用寿 命。机械加工表面质量是以机械零件的加工表面和表面层 作为分析和研究对象的。本章旨在研究零件表面层在加工 中的变化和发生变化的机理，掌握机械加工中各种工艺因 素对表面质量的影响规律，运用这些规律来控制加工中的 各种影响因素，以满足表面质量的要求。
Rz 、 Ry
≥0.008~0.02
≥0.025~0.10
>0.02~0.1
>0.10~0.50
>0.1~2.0
>0.50~10.0
>2.0~10.0
>10.0~50.0
>10.0~80.0
>50~320
取样长度/mm
0.08 0.25 0.8 2.5 8.0
评定长度/mm
0.4 1.25 4.0 12.5 40.0
第5章
5.1 概 述
5.1.1机械加工表面质量含义 1、表面层的几何形状
机械加工表面质量
L1范围内的凹凸不平(表面粗糙度)H1 L2范围内的凹凸不平(波度)H2 平面度H3 表面粗糙度和波度
第5章
5.1 概 述
5.1.1机械加工表面质量含义 1、表面层的几何形状
机械加工表面质量
参数及数值/um
Ra
5.1 概 述
5.1.2 机械加工表面质量对机器产品使用性能和使用寿命的影响 1、 表面质量对耐磨性的影响
（1）表面粗糙度对零件耐磨性的影响 ❖ 表面粗糙度太大和太小都不耐磨 表面粗糙度太大，接触表面的实际压 强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、挤 裂、切断，故磨损加剧； 表面粗糙度太小，也会导致磨损加剧。 因为表面太光滑，存不住润滑油，接触 面间不易形成油膜，容易发生分子粘结 而加剧磨损。
第5章 机械加工表面质量
5.1 概 述
5.1.1机械加工表面质量含义
研究表面质量的目的，是要掌握机械加工中各种工艺因素 对表面质量的作用及影响规律，以便应用这些规律控制加工过 程，最终提高零件的表面质量和产品使用性能。
机械加工表面质量的研究内容包括加工表面几何形状特征 和表面层物理、机械性能的变化。
内容提纲
第5章 机械加工表面质量
概述 表面粗糙度影响的工艺因素及其改善的工艺措施 影响表层物理性能的工艺因素及其改进的工艺措施 控制加工表面质量的途径 机械加工中的振动及其控制措施
第5章 机械加工表面质量
5.1 概 述
5.1.1机械加工表面质量含义
任何机械加工方法所得到的零件表面，实际上都不是完全 理想的表面。实践证明，机器零件的破坏，一般都从表层开始， 这从一定程度上表明零件的表面质量对产品质量影响很大。
产品工作性能的可靠性、耐久性，很大程度上取决于其主 要零件的表面质量。机器零件使用性能的耐磨性、疲劳强度、 耐蚀性等，除与材料本身的性能和热处理有关外，主要取决于 加工后的表面质量。随着产品性能的不断提高，一些重要零件 必须在高应力、高速、高温等极端条件下工作，因其工作表面 作用有最大应力并直接受外界介质的腐蚀，表面层的任何缺陷 都可能引起应力集中、应力腐蚀等现象而导致零件的损坏，于 是表面质量问题也会变得突出和复杂。
第5章 机械加工表面质量
5.1.2 机械加工表面质量对机器产品使用性能和使用寿命的影响 1、 表面质量对耐磨性的影响
（2）表面层的冷作硬化对零件耐磨性的影响
加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。因 为它使磨擦副表面层金属的显微硬度提高，塑性降低， 减少了摩擦副接触部分的弹性变形和塑性变形。 并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。这是因为过 分的冷作硬化，将引起金属组织过度“疏松”，在相对 运动中可能会产生金属剥落，在接触面间形成小颗粒， 使零件加速磨损。
第5章
5.1 概 述
5.1.1机械加工表面质量含义 2、表面层的物理机械性能
机械加工表面质量
1) 表面层冷作硬化(简称冷硬)：在机械加工中，零件表面层产 生强烈的冷态塑性变形后，引起的强度和硬度都有所提高的现 象。一般情况下表面硬化层的深度可达0.05 — 0.30mm。 2) 表面层金相组织的变化：机械加工过程中，由于切削热或磨 削热的作用引起工件表面温升过高，表面层金属的金相组织发 生变化的现象。 3) 表面层残余应力：是由于加工过程中切削变形和切削热的影 响，工件表面层产生残余应力。