机械制造工艺学讲义第四章机械加工表面质量81概述一、机械加工表面质量含义任何机械加工方法所获得的加工表面，在实际上都不可能是绝对理想的表面。经对加工表面的测试和分析表明，零件表面加工后存在着表面粗糙度、表面波度等微观几何形状误差以及划痕、裂纹等缺陷。此外，零件表面层在加工过程中也会产生物理、力学性能的变化，在某些情况下还会产生化学性质的变化。（表面波度表面的几何形状？美表面粗糙度纹理表面质量表面层的冷作硬化表面层的物理力学性能3力加工表面的金相组织变化：（加工表面的残余应力。（一）加工表面的几何形状特征一般说来，任何加工后的表面总是包含看三种误差：形状误差、表面波度和表面粗糙度，它们叠加在同一表面上，形成了复杂的表面形状。表面粗糙度一波长与波高比值一般小于50X；形状误差一一波长与波高之比一般大于1000：属于加工精度。表面波度一一波长与波高之比介于上述两种之间的。表面粗糙度，即表面微观几何形状误差，是加工方法本身所固有的，它的产生一般与刀刃的形状、刀具的进给、切屑的形成过程仅裂屑、剪切、积屑瘤等X电镀表面的生成等因素有关。表面波度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，表面波度的形成主要与加工过程中工艺系统的振动有关。除此之外，许多加工表面的图案具有明显的方向性，一般称其为纹理，纹理的形成主要取决于表面形成过程中所采用的机械加工方法。一般把表面粗糙度、波度和纹理划分为一类，统称为一一表面的几何形状特征。（二）加工表面层的物理力学性能的变化由于加工过程中力因素和热因素的综合作用，加工表面层金属的物理力学性能将发生一定的变化，主要体现在以下几个方面：1．加工表面层团塑性变形产生的冷作硬化2.加工表面层因切削或磨削热引起的金相组织变化：2石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 2 第四章 机械加工表面质量 §1 概 述 一、机械加工表面质量含义 任何机械加工方法所获得的加工表面，在实际上都不可能是绝对理想的表面。 经对加工表面的测试和分析表明，零件表面加工后存在着表面粗糙度、表面波度等 微观几何形状误差以及划痕、裂纹等缺陷。此外，零件表面层在加工过程中也会产 生物理、力学性能的变化，在某些情况下还会产生化学性质的变化。 表面波度 表面的几何形状 表面粗糙度 纹理 表面质量 表面层的冷作硬化 表面层的物理力学性能 加工表面的金相组织变化； 加工表面的残余应力。 （一）加工表面的几何形状特征 一般说来，任何加工后的表面总是包含着三种误差：形状误差、表面波度和表 面粗糙度，它们叠加在同一表面上，形成了复杂的表面形状。 表面粗糙度——波长与波高比值一般小于 50X； 形状误差——波长与波高之比一般大于 1000；属于加工精度。 表面波度——波长与波高之比介于上述两种之间的。 表面粗糙度，即表面微观几何形状误差，是加工方法本身所固有的，它的产生 一般与刀刃的形状、刀具的进给、切屑的形成过程仅裂屑、剪切、积屑瘤等 X 电镀 表面的生成等因素有关。表面波度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，表面波度的形成主要与加工过程中工艺系统的振动有关。 除此之外，许多加工表面的图案具有明显的方向性，一般称其为纹理，纹理的 形成主要取决于表面形成过程中所采用的机械加工方法。 一般把表面粗糙度、波度和纹理划分为一类，统称为——表面的几何形状特征。 （二）加工表面层的物理力学性能的变化 由于加工过程中力因素和热因素的综合作用，加工表面层金属的物理力学性能 将发生一定的变化，主要体现在以下几个方面： l．加工表面层团塑性变形产生的冷作硬化； 2．加工表面层因切削或磨削热引起的金相组织变化；
机械制造工艺学讲义3.加工表面层团力或热的作用产生的残余应力。表面质量的内涵不断扩大，已经出现了表面完整性的全新概念。它不但包括零件加工表面的几何形状特征和表面层的物理力学性能的变化，还包括表面缺陷，如表面裂纹、伤痕和腐蚀现象；表面的工程技术特性，如表面层的摩擦、光反射、导电特性等。二、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（一）表面质量对零件工作精度及其保持性的影响机器零件的工作精度与零件工作表面的表面质量有关，如滑动轴承或滚动轴承的回转精度就与其工作表面是否存在表面波度以及波度的大小有关。机器零件工作精度的保持性，主要取决于零件工作表面的耐磨性，耐磨性越高则工作精度的保持性越好。零件工作表面的耐磨性不仅与摩擦副的材料和润滑情况有关，而且还与两个相互运动零件的表面质量有关。在外力作用下，凸峰接触部分产生很大的压强，从而造成表面弹、塑性变形及剪切等现象，即产生了工作表面的磨损。即使在有润滑条件下，也因接触点处单位面积上的压力过大，超过了润滑油膜存在的临界值而破坏油膜，形成干摩擦，进而也会产生工作表面的磨损。实验证明，摩擦副的初期磨损量与其表面粗糙度有很大关系。如图3所示。最佳表面粗糙度一一指在一定条件下初期磨损量最小的表面粗糙度。图3中的曲线I表示在轻载和良好润滑条件下的实验结果。实验表明，在初期磨损过程中，摩擦副的表面粗糙度也在变化，当原有表面粗糙度度就等于最佳值时，则在磨损过程中摩擦副的表面粗糙度基本不变，此时初期磨损量最小。零件加工表面层的冷作硬化减少了摩擦副接触表面的弹性和塑性变形，从而摄高了耐磨性。例如Q235钢在冷拔加工后硬度提高15一45%，磨损实验中测得的磨损量约减少20一30%。但并不是冷作硬化程度越高表面耐磨性也越高，当加工表面过度硬化（过度冷态塑性变形）将引起表面层金属组织的过度“疏松”，甚至产生微观裂纹和剥落。为此，对任何一种金属材料也都有一个表面冷作强化程度的最佳值，低于或高于这个数值时磨损量都会增加。此外，加工表面产生金相组织的变化，也会改变表面层的原有硬度影响表面的耐磨性。例如，硬钢工件在磨削时产生的表面回火软化，将降低其表面的硬度而使表面耐磨性明显下降。（二）表面质量对零件抗腐蚀性的影响当机器零件在潮湿的空气中或在有腐蚀性的介质中工作时，常常会产生与介质直接接触表面的化学腐蚀或电化学腐蚀。化学腐蚀是由于在加工表面粗糙度的凹谷3石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 3 3．加工表面层团力或热的作用产生的残余应力。 表面质量的内涵不断扩大，已经出现了表面完整性的全新概念。它不但包括零 件加工表面的几何形状特征和表面层的物理力学性能的变化，还包括表面缺陷，如 表面裂纹、伤痕和腐蚀现象；表面的工程技术特性，如表面层的摩擦、光反射、导 电特性等。 二、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 （一）表面质量对零件工作精度及其保持性的影响 机器零件的工作精度与零件工作表面的表面质量有关，如滑动轴承或滚动轴承 的回转精度就与其工作表面是否存在表面波度以及波度的大小有关。机器零件工作 精度的保持性，主要取决于零件工作表面的耐磨性，耐磨性越高则工作精度的保持 性越好。 零件工作表面的耐磨性不仅与摩擦副的材料和润滑情况有关，而且还与两个相 互运动零件的表面质量有关。在外力作用下，凸峰接触部分产生很大的压强，从而 造成表面弹、塑性变形及剪切等现象，即产生了工作表面的磨损。即使在有润滑条 件下，也因接触点处单位面积上的压力过大，超过了润滑油膜存在的临界值而破坏 油膜，形成干摩擦，进而也会产生工作表面的磨损。 实验证明，摩擦副的初期磨损量与其表面粗糙度有很大关系。如图 3 所示。 最佳表面粗糙度——指在一定条件下初期磨损量最小的表面粗糙度。 图 3 中的曲线 I 表示在轻载和良好润滑条件下的实验结果。实验表明，在初期 磨损过程中，摩擦副的表面粗糙度也在变化，当原有表面粗糙度度就等于最佳值时， 则在磨损过程中摩擦副的表面粗糙度基本不变，此时初期磨损量最小。 零件加工表面层的冷作硬化减少了摩擦副接触表面的弹性和塑性变形，从而提 高了耐磨性。例如 Q235 钢在冷拔加工后硬度提高 15－45％，磨损实验中测得的磨 损量约减少 20－30％。但并不是冷作硬化程度越高表面耐磨性也越高，当加工表面 过度硬化（过度冷态塑性变形）将引起表面层金属组织的过度“疏松”，甚至产生微 观裂纹和剥落。为此，对任何一种金属材料也都有一个表面冷作强化程度的最佳值， 低于或高于这个数值时磨损量都会增加。 此外，加工表面产生金相组织的变化，也会改变表面层的原有硬度影响表面的 耐磨性。例如，淬硬钢工件在磨削时产生的表面回火软化，将降低其表面的硬度而 使表面耐磨性明显下降。 （二）表面质量对零件抗腐蚀性的影响 当机器零件在潮湿的空气中或在有腐蚀性的介质中工作时，常常会产生与介质 直接接触表面的化学腐蚀或电化学腐蚀。化学腐蚀是由于在加工表面粗糙度的凹谷
机械制造工艺学讲义处易积聚腐蚀性介质而产生的化学反应。电化学腐蚀是由于两个不同金属材料的零件表面相接触时，在表面粗糙度的顶峰间产生电化学作用而被腐蚀。无论是化学腐蚀还是电化学腐蚀，其腐蚀程度均与表面的粗糙度有关。表面粗糙度越高，凹处越尖，就越容易被腐蚀。此外，当表面层存在有残余压应力时，有助于表面微小裂纹的封团，阻碍侵蚀作用的扩展，从而提高了表面的抗腐蚀能力。（三）表面质量对零件疲劳强度的影响在交变载荷作用下，零件表面的粗糙度、划痕和裂纹等缺陷会引起应力集中现象，在微观的低凹处的应力易于超过材料的疲劳极限而出现疲劳裂缝。不同加工方法得到的表面粗糙度不同，其疲劳强度也有所不同。从表中可以看到，表面粗糙度越高，疲劳强度越低；越是优质钢材，晶粒越细小，组织越致密，则表面粗糙度对疲劳强度的影响越大。此外，加工表面粗糙度的纹理方向对疲劳强度也有较大的影响，当其方向与受力方向垂直时，则疲劳强度将明显下降。加工表面层的冷作硬化能阻碍已有裂纹的扩大和新的疲劳裂纹的产生，减轻表面缺陷和表面粗糙度的影响程度，故可提高零件的疲劳强度。加工表面层的残余应力对疲劳强度的影响很大，若表面层的残余应力为压应力则能部分抵消交变载荷施加的拉应力，妨碍和延缓疲劳裂纹的产生或扩大，从而可以提高零件的疲劳强度。若表面层的残余应力为拉应力，则容易使零件在交变载荷作用下产生裂纹，从而大大降低零件的疲劳强度。（四）表面质量对零件之间配合性质的影响对于机器中相配合的零件，若加工表面的粗糙度过大，则必然要影响到它们的实际配合性质。任何一台新机器的正常持久的工作状态是从初期磨损后才开始的，若具有间隙配合的配合表面的粗糙度过高，则经初期磨损后其配合间隙就会增大很多，从而改变了应有的配合性质，甚至可能造成新机器刚经过“跑合”阶段就已漏气、漏油或晃动而不能正常工作。为此，在配合间隙要求很小的情况下，就不仅要保证配合表面具有较高的尺寸和形状精度，还应保证具有足够低的表面粗糙度。因此，对手精度高的配合组件，对其有关零件配合表面的粗糙度也必须提出应的要求。根据实验研究的结果，可按下述关系选取零件尺寸大于50mm时，Rz=（0.10一0.15）T零件尺寸在18一50mm时，Rz=（0.15一0.20）T零件尺寸小于18mm时，Rz=（0.20一0.25）T式中T一一零件尺寸公差4石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 4 处易积聚腐蚀性介质而产生的化学反应。电化学腐蚀是由于两个不同金属材料的零 件表面相接触时，在表面粗糙度的顶峰间产生电化学作用而被腐蚀。无论是化学腐 蚀还是电化学腐蚀，其腐蚀程度均与表面的粗糙度有关。表面粗糙度越高，凹处越 尖，就越容易被腐蚀。此外，当表面层存在有残余压应力时，有助于表面微小裂纹 的封闭，阻碍侵蚀作用的扩展，从而提高了表面的抗腐蚀能力。 （三）表面质量对零件疲劳强度的影响 在交变载荷作用下，零件表面的粗糙度、划痕和裂纹等缺陷会引起应力集中现 象，在微观的低凹处的应力易于超过材料的疲劳极限而出现疲劳裂缝。不同加工方 法得到的表面粗糙度不同，其疲劳强度也有所不同。 从表中可以看到，表面粗糙度越高，疲劳强度越低；越是优质钢材，晶粒越细 小，组织越致密，则表面粗糙度对疲劳强度的影响越大。此外，加工表面粗糙度的 纹理方向对疲劳强度也有较大的影响，当其方向与受力方向垂直时，则疲劳强度将 明显下降。 加工表面层的冷作硬化能阻碍已有裂纹的扩大和新的疲劳裂纹的产生，减轻表 面缺陷和表面粗糙度的影响程度，故可提高零件的疲劳强度。 加工表面层的残余应力对疲劳强度的影响很大，若表面层的残余应力为压应力， 则能部分抵消交变载荷施加的拉应力，妨碍和延缓疲劳裂纹的产生或扩大，从而可 以提高零件的疲劳强度。若表面层的残余应力为拉应力，则容易使零件在交变载荷 作用下产生裂纹，从而大大降低零件的疲劳强度。 （四）表面质量对零件之间配合性质的影响 对于机器中相配合的零件，若加工表面的粗糙度过大，则必然要影响到它们的 实际配合性质。 任何一台新机器的正常持久的工作状态是从初期磨损后才开始的，若具有间隙 配合的配合表面的粗糙度过高，则经初期磨损后其配合间隙就会增大很多，从而改 变了应有的配合性质，甚至可能造成新机器刚经过“跑合”阶段就已漏气、漏油或 晃动而不能正常工作。为此，在配合间隙要求很小的情况下，就不仅要保证配合表 面具有较高的尺寸和形状精度，还应保证具有足够低的表面粗糙度。 因此，对于精度高的配合组件，对其有关零件配合表面的粗糙度也必须提出相 应的要求。根据实验研究的结果，可按下述关系选取 零件尺寸大于 50mm 时，Rz＝（0.10－0.15）T 零件尺寸在 18－50mm 时，Rz=（0.15－0.20）T 零件尺寸小于 18mm 时，Rz=（0.20－0.25）T 式中 T——零件尺寸公差
机械制造工艺学讲义三、机械加工表面质量的研究内容为保证机器产品的使用性能和使用寿命，机械加工表面质量应研究如下内容：（一）表面粗糙度及其降低的工艺措施：（二）表面层物理、力学性能及其改善的工艺措施：（三）机械加工中的振动及其控制。2表面粗糙度及其降低的工艺播施一、切削加工在用金属切削刀具对零件表面进行加工时，造成加工表面粗糙度的因素有几何因素。物理因素和工艺系统振动三个方面。（一）几何因素对车削加工，若主要是以刀刃的直线部分形成表面粗糙度（不考虑刀尖圆弧半径的影响），可通过几何关系导出fH=ctgK, +ctgK'式中f一具的进给量（mm/r）；Kr、Kr！一刀具的主偏角和副偏角。若加工时的切削深度和进给量均较小，则加工后表面粗糙度主要是由刀尖的圆弧部分构成，其关系可导出H~f?8rRz不仅受刀具几何形状的影响，同时还受表面金属层塑性变形的影响。在进给量小，切屑薄及金属材料塑性较大的情况下，这个差别就更大些。但对铰孔加工来说，则同用宽刃车刀精车加工一样，刀具的进给量对加工表面粗糙度的影响不大。为见，当只考虑几何因素影响时，可采取选用合理的刀具几何角度，减小主偏角、副偏角，减小进给量、增大刀尖圆弧半径和选用具有直线过渡刃的刀具，可以减小表面粗糙度值。（二）物理因素切削加工后表面的实际轮廓与纯几何因素所形成的理想轮廓往往都有较大差别，这主要是因为在加工过程中还有塑性变形等物理因素的影响。如在加工过程中5石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 5 三、机械加工表面质量的研究内容 为保证机器产品的使用性能和使用寿命，机械加工表面质量应研究如下内容： （一）表面粗糙度及其降低的工艺措施； （二）表面层物理、力学性能及其改善的工艺措施； （三）机械加工中的振动及其控制。 §2 表面粗糙度及其降低的工艺措施 一、切削加工 在用金属切削刀具对零件表面进行加工时，造成加工表面粗糙度的因素有几何 因素。物理因素和工艺系统振动三个方面。 （一）几何因素 对车削加工，若主要是以刀刃的直线部分形成表面粗糙度（不考虑刀尖圆弧半 径的影响），可通过几何关系导出 H= r Kr ctgK ctg f + ¢ 式中 f—刀具的进给量（mm／r）； Kr、Kr′—刀具的主偏角和副偏角。 若加工时的切削深度和进给量均较小，则加工后表面粗糙度主要是由刀尖的圆 弧部分构成，其关系可导出 H≈ e r f 8 2 Rz 不仅受刀具几何形状的影响，同时还受表面金属层塑性变形的影响。在进给 量小，切屑薄及金属材料塑性较大的情况下，这个差别就更大些。 但对铰孔加工来说，则同用宽刃车刀精车加工一样，刀具的进给量对加工表面 粗糙度的影响不大。 为见，当只考虑几何因素影响时，可采取选用合理的刀具几何角度，减小主偏 角、副偏角，减小进给量、增大刀尖圆弧半径和选用具有直线过渡刃的刀具，可以 减小表面粗糙度值。 （二）物理因素 切削加工后表面的实际轮廓与纯几何因素所形成的理想轮廓往往都有较大差 别，这主要是因为在加工过程中还有塑性变形等物理因素的影响。如在加工过程中
机械制造工艺学讲义产生的积屑瘤、鳞刺和振动等对加工表面的粗糙度均有很大影响。现对影响加工表面粗糙度的物理因素分别加以分析。1.切削用量的影响(1)进给量f的影响在粗加工和半精加工中，当f>0.15mm/r时，对表面粗糙度Rz的影响很大，符合前述的几何因素的影响关系。当f<0.15mm/r时，则f的进一步减少就不能引起Rz明显的降低f<0.02mm/r时，就不再使Rz降低，这时加工表面粗糙度主要取决于被加工表面的金属塑性变形程度。(2)切削速度v的影响加工塑性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响较大。切削速度越高，切削过程中切屑和加工表面层的塑性变形程度越轻，加工后表面粗糙度也就越低。当切削速度较低时，刀刃上易出现积屑瘤，它将使加工表面的粗糙度提高。实验证明，当切削速度v下降到某一临界值以下时，Rz将明显提高（见图5中的Rz曲线）。产生积屑瘤的临界速度将随加工材料、冷却润滑及刀具状况等条件的不同而不同。用较高的切削速度，既可使生产率提高又可使表面粗糙度下降。所以不断地创造条件以提高切削速度，一直是提高工艺水平的重要方向。加工脆性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响不大。一般说，切削脆性材料比切削塑材料容易达到表面粗糙度的要求。（3）切削深度a.的影响一般来说切削深度a,对加工表面粗糙度的影响是不明显的。但当a,小到一定数值以下时，由于刀刃具有一定的刃口半径p，常出现挤压、打滑和周期性地切入加工表面等现象，从而使表面粗糙度提高。为降低加工表面粗糙度，应根据刀具刃口刃磨的锋利情况选取相应的切削深度值。2.工件材料性能的影响工件材料的韧性和塑性变形倾向越大，切削加工后的表面粗糙度越高，低碳钢的工件，加工后的表面粗糙度就高于中碳钢工件。由于黑色金属材料中的铁素体的韧性好、塑性变形大，若能将铁素体一一珠光体组织转变为索氏体或屈氏体一马氏体组织，就可降低加工后的表面粗糙度。工件材料金相组织的晶粒越均匀、颗粒越细，加工时越能获得较低的表面粗糙度。为此，对工件进行正火或回火处理后再加工，能使加工表面粗糙度明显降低。3.刀具材料的影响6石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 6 产生的积屑瘤、鳞刺和振动等对加工表面的粗糙度均有很大影响。现对影响加工表 面粗糙度的物理因素分别加以分析。 1.切削用量的影响 (1)进给量 f 的影响 在粗加工和半精加工中，当 f＞0．15mm／r 时，对表面粗糙度 Rz 的影响很大， 符合前述的几何因素的影响关系。 当 f＜0.15mm／r 时，则 f 的进一步减少就不能引起 Rz 明显的降低 f＜0.02mm／r 时，就不再使 Rz 降低，这时加工表面粗糙度主要取决于被加工表面的金属塑性变形 程度。 (2)切削速度 v 的影响 加工塑性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响较大。切削速度 v 越高，切削 过程中切屑和加工表面层的塑性变形程度越轻，加工后表面粗糙度也就越低。 当切削速度较低时，刀刃上易出现积屑瘤，它将使加工表面的粗糙度提高。实 验证明，当切削速度 v 下降到某一临界值以下时，Rz 将明显提高（见图 5 中的 Rz 曲线）。产生积屑瘤的临界速度将随加工材料、冷却润滑及刀具状况等条件的不同而 不同。 用较高的切削速度，既可使生产率提高又可使表面粗糙度下降。所以不断地创 造条件以提高切削速度，一直是提高工艺水平的重要方向。 加工脆性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响不大。一般说，切削脆性材料 比切削塑材料容易达到表面粗糙度的要求。 （3）切削深度 ap的影响 一般来说切削深度 ap对加工表面粗糙度的影响是不明显的。但当 ap小到一定数 值以下时，由于刀刃具有一定的刃口半径ρ，常出现挤压、打滑和周期性地切入加 工表面等现象，从而使表面粗糙度提高。为降低加工表面粗糙度，应根据刀具刃口 刃磨的锋利情况选取相应的切削深度值。 2.工件材料性能的影响 工件材料的韧性和塑性变形倾向越大，切削加工后的表面粗糙度越高，低碳钢 的工件，加工后的表面粗糙度就高于中碳钢工件。由于黑色金属材料中的铁素体的 韧性好、塑性变形大，若能将铁素体——珠光体组织转变为索氏体或屈氏体一马氏 体组织，就可降低加工后的表面粗糙度。 工件材料金相组织的晶粒越均匀、颗粒越细，加工时越能获得较低的表面粗糙 度。为此，对工件进行正火或回火处理后再加工，能使加工表面粗糙度明显降低。 3.刀具材料的影响
机械制造工艺学讲义不同的刀具材料，由于化学成分的不同，在加工时其前后刀面硬度及粗糙度的保持性、力具材料与被加工材料金属分子的亲合程度、以及刀具前后刀面与切屑和加工表面间的摩擦因数等均有所不同。采用金钢石刀具加工比采用硬质合金刀具加工所获得的表面粗糙度要低很多，主要用于有色金属及其合金零件表面的镜面加工。用金刚石刀具加工所以能获得粗糙度极低的加工表面，其原因在于（1）金刚石刀具的硬度和强度高，并能在高温下保持其性能，因此在长时间的切削加工过程中，其刀尖圆弧半径和刃口半径均能保持不变。刀具刃口锋利：（2）金刚石系共晶结合，与其它金属材料的亲合力很小，加工时切屑不会焊接或粘结在刀尖上（不产生积屑瘤），这对降低加工表面的粗糙度十分有利；（3）金刚石刀具前后刀面的摩擦因数非常小，加工时的切削力及表面金属的塑性变形程度也都比其它刀具材料小，故也可降低加工表面的粗糙度。此外，合理选择刀具的角度，适当增大刀具的前角和刃倾角：提高刀具的刃磨质量，降低刀具前、后刀面本身的表面粗糙度以及合理地选择冷却润滑液等。均能有效地降低加工表面的粗糙度。（三）工艺系统振动工艺系统的低频振动，一般在工件的已加工表面上产生表面波度，而工艺系统的高频振动将对已加工表面的粗糙度产生影响。在上述影响加工表面粗糙度的几何因素和物理因素中，对脆性金属材料的加工是以儿何因素为主，而对塑性金属材料的加工，特别是韧性大的材料则是以物理因素为主。此外，还要考虑具体的加工方法和加工条件，如对切削截面很小和切削速度很高的高速细镗加工，其加工表面的粗糙度主要是由几何因素引起的。对切削截面宽而薄的饺孔加工，由于刀刃根直很长，切削加工时从几何因素分析不应产生任何表面粗糙度，因此主要是物理因素引起的。二、磨削加工工件表面的磨削加工，是由在砂轮表面上几何角度不同且不规则分布的砂粒进行的。这些砂粒的分布情况还与砂轮的修整及磨削加工中的自励情况有关。磨削加工表面粗糙度的形成，与加工过程中的几何因素、物理因素和工艺系统振动等有关。从纯几何角度考虑，可以认为在单位加工面积上，由砂粒的刻划和切削作用形成的刻痕数越多越浅，则表面粗糙度越低。或者说，通过单位加工表面的砂粒数越多，表面粗糙度越低。结论：砂轮磨料粒度号越大，砂轮速度V越高，工件速度V越低，砂轮相对工件的进给量越小，则加工后的表面粗糙度越低。砂轮粒度对加工表面粗糙度的影响，粒度号越大加工表面粗糙度越低。但若粒7石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 7 不同的刀具材料，由于化学成分的不同，在加工时其前后刀面硬度及粗糙度的 保持性、刀具材料与被加工材料金属分子的亲合程度、以及刀具前后刀面与切屑和 加工表面间的摩擦因数等均有所不同。采用金钢石刀具加工比采用硬质合金刀具加 工所获得的表面粗糙度要低很多，主要用于有色金属及其合金零件表面的镜面加工。 用金刚石刀具加工所以能获得粗糙度极低的加工表面，其原因在于： （1）金刚石刀具的硬度和强度高，并能在高温下保持其性能，因此在长时间的 切削加 工过程中，其刀尖圆弧半径和刃口半径均能保持不变。刀具刃口锋利； （2）金刚石系共晶结合，与其它金属材料的亲合力很小，加工时切屑不会焊接 或粘结在刀尖上（不产生积屑瘤），这对降低加工表面的粗糙度十分有利； （3）金刚石刀具前后刀面的摩擦因数非常小，加工时的切削力及表面金属的塑 性变形程度也都比其它刀具材料小，故也可降低加工表面的粗糙度。 此外，合理选择刀具的角度，适当增大刀具的前角和刃倾角；提高刀具的刃磨 质量，降低刀具前、后刀面本身的表面粗糙度以及合理地选择冷却润滑液等。均能 有效地降低加工表面的粗糙度。 （三）工艺系统振动 工艺系统的低频振动，一般在工件的已加工表面上产生表面波度，而工艺系统 的高频振动将对已加工表面的粗糙度产生影响。 在上述影响加工表面粗糙度的几何因素和物理因素中，对脆性金属材料的加工 是以几何因素为主，而对塑性金属材料的加工，特别是韧性大的材料则是以物理因 素为主。此外，还要考虑具体的加工方法和加工条件，如对切削截面很小和切削速 度很高的高速细镗加工，其加工表面的粗糙度主要是由几何因素引起的。对切削截 面宽而薄的饺孔加工，由于刀刃根直很长，切削加工时从几何因素分析不应产生任 何表面粗糙度，因此主要是物理因素引起的。 二、磨削加工 工件表面的磨削加工，是由在砂轮表面上几何角度不同且不规则分布的砂粒进 行的。这些砂粒的分布情况还与砂轮的修整及磨削加工中的自励情况有关。磨削加 工表面粗糙度的形成，与加工过程中的几何因素、物理因素和工艺系统振动等有关。 从纯几何角度考虑，可以认为在单位加工面积上，由砂粒的刻划和切削作用形 成的刻痕数越多越浅，则表面粗糙度越低。或者说，通过单位加工表面的砂粒数越 多，表面粗糙度越低。 结论：砂轮磨料粒度号越大，砂轮速度 v 砂越高，工件速度 v 工越低，砂轮相对 工件的进给量越小，则加工后的表面粗糙度越低。 砂轮粒度对加工表面粗糙度的影响，粒度号越大加工表面粗糙度越低。但若粒
机械制造工艺学讲义度号过大，只能采用很小的磨削深度（a，一0.0025mm以下）还需时间很长的空行程，否则砂轮易被堵塞，造成工件烧伤。在一般磨削所采用的砂轮粒度号都不超过80号，常用的是46一60号。在磨削过程中不仅有几何因素影响，而且还有塑性变形等物理因素的影响。在磨削加工过程中，由于砂粒的切削刃并不锋利，其圆弧半径可达十儿个微来，而每个砂粒所切下的切屑厚度一般仅为0.2um左右。因此大数砂粒在磨削过程中只在加工面上挤过，根本没有切削，磨除量是在很多后继砂粒的多次挤压下，经过充分的塑性变形出现疲劳后剥落的。所以，加工表面的塑性变形不是很轻，而是很重的，磨削深度a，的增大将增加塑性变形程度，从而影响加工表面的粗糙度。由于磨削深度a。对加工表面粗糙度有较大的影响，在精密磨削加工的最后几次行程总是采用极小的磨削深度。实际上这种极小的磨削深度不是靠磨头进给获得，而是靠工艺系统在前儿次进给行程中磨削力作用的弹性变形逐渐恢复实现的，在这种情况下的行程常称为空行程或无进给磨削。影响磨削加工表面粗糙度的另一重要因素是对砂轮工作表面的修整。若砂轮工作表面修整得不好，其上砂粒不处在同一高度，就相当于其中部分较低的砂粒将不起磨削作用，加工时单位面积上通过的砂粒数就会减少，加工后的表面粗糙度必然增高。当在磨削加工的最后儿次行程之前，对砂轮进行一次精细修整，使每个砂粒产生很多个等高的微刃，这就相当于选用粒度号大的砂轮进行磨削，从而达到Ra0.04以下的表面粗糙度。这种低粗糙度磨削所使用的磨料是常用的46一60号粒度，砂轮是普通的氧化铝砂轮。在磨削加工过程中，冷却润滑液的成分和洁净程度、工艺系统的抗振性能等对加工表面粗糙度的影响也很大，亦是不容忽视的因素，三、超精研、研磨、琉磨和抛光加工这些加工方法的特点是没有与磨削深度相对应的用量参数，一般只规定加工时的压强。这些加工方法的主要作用是降低表面粗糙度，而加工精度则主要由前面工序保证。其加工余量都不可能太大，一般只是前道工序公差的几分之一。因此，这些加工方法均被称为零件表面的光整加工技术。（一）超精研1.超精研的工作原理超精研是采用细粒度的磨条在一定的压力和切削速度下作往复运动，对工件表面进行光整加工的方法。在工作中有三种运动：工件低速回转运动、磨条轴向进给运动和磨条高速往复振摆运动。这三种运动使磨粒在工件表面上形成不重复的复杂轨迹。若不考虑磨条的轴向进给运动，则磨粒在工件表面走过的轨迹是余弦曲线。2.超精研的切削过程8石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 8 度号过大，只能采用很小的磨削深度（ap＝0.0025mm 以下）还需时间很长的空行程， 否则砂轮易被堵塞，造成工件烧伤。在一般磨削所采用的砂轮粒度号都不超过 80 号，常用的是 46－60 号。 在磨削过程中不仅有几何因素影响，而且还有塑性变形等物理因素的影响。在 磨削加工过程中，由于砂粒的切削刃并不锋利，其圆弧半径可达十几个微米，而每 个砂粒所切下的切屑厚度一般仅为 0.2μm 左右。因此大数砂粒在磨削过程中只在加 工面上挤过，根本没有切削，磨除量是在很多后继砂粒的多次挤压下，经过充分的 塑性变形出现疲劳后剥落的。所以，加工表面的塑性变形不是很轻，而是很重的， 磨削深度 ap的增大将增加塑性变形程度，从而影响加工表面的粗糙度。 由于磨削深度 ap对加工表面粗糙度有较大的影响，在精密磨削加工的最后几次 行程总是采用极小的磨削深度。实际上这种极小的磨削深度不是靠磨头进给获得， 而是靠工艺系统在前几次进给行程中磨削力作用下的弹性变形逐渐恢复实现的，在 这种情况下的行程常称为空行程或无进给磨削。 影响磨削加工表面粗糙度的另一重要因素是对砂轮工作表面的修整。若砂轮工 作表面修整得不好，其上砂粒不处在同一高度，就相当于其中部分较低的砂粒将不 起磨削作用，加工时单位面积上通过的砂粒数就会减少，加工后的表面粗糙度必然 增高。当在磨削加工的最后几次行程之前，对砂轮进行一次精细修整，使每个砂粒 产生很多个等高的微刃，这就相当于选用粒度号大的砂轮进行磨削，从而达到 Ra0.04 以下的表面粗糙度。这种低粗糙度磨削所使用的磨料是常用的 46－60 号粒 度，砂轮是普通的氧化铝砂轮。在磨削加工过程中，冷却润滑液的成分和洁净程度、 工艺系统的抗振性能等对加工表面粗糙度的影响也很大，亦是不容忽视的因素。 三、超精研、研磨、琉磨和抛光加工 这些加工方法的特点是没有与磨削深度相对应的用量参数，一般只规定加工时 的压强。这些加工方法的主要作用是降低表面粗糙度，而加工精度则主要由前面工 序保证。其加工余量都不可能太大，一般只是前道工序公差的几分之一。因此，这 些加工方法均被称为零件表面的光整加工技术。 （一）超精研 l．超精研的工作原理 超精研是采用细粒度的磨条在一定的压力和切削速度下作往复运动，对工件表 面进行光整加工的方法。在工作中有三种运动：工件低速回转运动、磨条轴向进给 运动和磨条高速往复振摆运动。这三种运动使磨粒在工件表面上形成不重复的复杂 轨迹。若不考虑磨条的轴向进给运动，则磨粒在工件表面走过的轨迹是余弦曲线。 2．超精研的切削过程
机械制造工艺学讲义超精研的切削过程分为如下四个阶段：（1）强烈切削阶段：超精研加工时蛋然磨条的磨粒细、压力小和工件与磨条之间易形成润滑油膜，但在开始研磨时，由于工件表面粗糙，少数凸峰上的压强很大，破坏了油膜，故切削作用强烈。（2）正常切削阶段：当少数凸峰被研磨平之后，接触面积增加，单位面积上的压力下降，致使切削作用减弱而进人正常切削阶段（3）微弱切削阶段：随着接触面积逐渐增大，单位面积上的压力更低，切削作用微弱，且细小的切屑形成氧化物而嵌入磨条的空隙中，从而使磨条产生光滑表面，对工件表面进行抛光。（4）自动停止切削阶段：工件表面被研平，单位面积上的压力极低，磨条与工件之间又形成油膜，不再接触，故切削自动停止。上述整个加工过程所需时间很短，生产率较高。（二）研磨在采用精密的定型研磨工具的情况下，可以达到很高的尺寸精度和形状精度，表面粗糙度可达Rz0.04一Rz0.4，多用于精密偶件，精密量规和精密量块等的最终加工。它是通过介于工件与硬质研具间磨料或研磨液的流动，在工件和研磨剂之间产生机械摩擦或机械化学作用来去除微小加工余量的。1.研磨加工的特点（1）所有研具均采用比工件软的材料制成，这些材料为铸铁、铜、青铜、巴氏合金、塑料及硬木等，有时也可用钢做研具。（2）研磨加工不仅具有磨粒切削金属的机械加工作用，同时还有化学作用。磨料混合液或研磨膏使工件表面形成氧化层，使之易于被磨料所切除，因而大大加速了研磨过程的进行。（3）研磨时研具和工件的相对运动是较复杂的，因此每一磨粒不会在工件表面上重复自已的运动轨迹，这样就有可能均匀地切除工件表面的凸峰。（4）研磨可以获得很高的尺寸精度和低表面粗糙度，也可以提高工件表面的宏观形状精度，但不能提高工件表面间的位置精度。2.研具研磨工具的材料应软硬适当，一般选用比工件材料软且组织均匀的材料。制造研具的材料，最常用的是铸铁。因铸铁研具适用于加工各种材料的工件，能保证较好的研磨质量和较高的生产率，且研具制造容易，成本也较低。铜、铝等软金属研具较铁研具容易嵌人较大的磨料，因此它们适用手切除较大余量的粗研加工。铸铁研具则适用于精研加工。9石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 9 超精研的切削过程分为如下四个阶段： （1）强烈切削阶段：超精研加工时虽然磨条的磨粒细、压力小和工件与磨条之 间易形成润滑油膜，但在开始研磨时，由于工件表面粗糙，少数凸峰上的压强很大， 破坏了油膜，故切削作用强烈。 （2）正常切削阶段：当少数凸峰被研磨平之后，接触面积增加，单位面积上的 压力下降，致使切削作用减弱而进人正常切削阶段 （3）微弱切削阶段：随着接触面积逐渐增大，单位面积上的压力更低，切削作 用微弱，且细小的切屑形成氧化物而嵌入磨条的空隙中，从而使磨条产生光滑表面， 对工件表面进行抛光。 （4）自动停止切削阶段：工件表面被研平，单位面积上的压力极低，磨条与工 件之间又形成油膜，不再接触，故切削自动停止。 上述整个加工过程所需时间很短，生产率较高。 （二）研磨 在采用精密的定型研磨工具的情况下，可以达到很高的尺寸精度和形状精度， 表面粗糙度可达 Rz0.04－Rz0.4，多用于精密偶件，精密量规和精密量块等的最终 加工。它是通过介于工件与硬质研具间磨料或研磨液的流动，在工件和研磨剂之间 产生机械摩擦或机械化学作用来去除微小加工余量的。 1.研磨加工的特点 （1）所有研具均采用比工件软的材料制成，这些材料为铸铁、铜、青铜、巴氏 合金、塑料及硬木等，有时也可用钢做研具。 （2）研磨加工不仅具有磨粒切削金属的机械加工作用，同时还有化学作用。磨 料混合液或研磨膏使工件表面形成氧化层，使之易于被磨料所切除，因而大大加速 了研磨过程的进行。 （3）研磨时研具和工件的相对运动是较复杂的，因此每一磨粒不会在工件表面 上重复自己的运动轨迹，这样就有可能均匀地切除工件表面的凸峰。 （4）研磨可以获得很高的尺寸精度和低表面粗糙度，也可以提高工件表面的宏 观形状精度，但不能提高工件表面间的位置精度。 2.研具 研磨工具的材料应软硬适当，一般选用比工件材料软且组织均匀的材料。 制造研具的材料，最常用的是铸铁。因铸铁研具适用于加工各种材料的工件， 能保证较好的研磨质量和较高的生产率，且研具制造容易，成本也较低。铜、铝等 软金属研具较铸铁研具容易嵌人较大的磨料，因此它们适用于切除较大余量的粗研 加工。铸铁研具则适用于精研加工
机械制造工艺学讲义3.研磨剂研磨剂是由磨料和油脂混合起来的一种混合剂。研磨加工中所使用的磨料主要有：金刚石粉（C）及碳化硼（B,C）主要用于硬质合金的研磨加工；氧化铬（CrO3）和氧化铁（Fe203）是极细的磨料，主要用于表面粗糙度要求低的表面研磨加工；碳化硅（SiC）及氧化铝（A1.O3）是一般常用的两种磨料。研磨加工中，研磨液（油脂对加工表面粗糙度和生产率的影响也是不可忽视的。加工中研磨液不仅要起调和磨料和润滑冷却作用，而且在研磨过程中还要起化学作用，以加速研磨过程。目前常用作研磨液的油脂主要有：变压器油。凡士林油、锭子油、油酸和葵花子油等。4.研磨参数（1）磨料粒度磨料的粒度一般要根据所要求的表面粗糙度来选择，粒度越细则加工后的表面粗糙，度越低。粗研时为了提高生产率，用较粗的粒度，如W28一W40；精研时则用较细的粒度，如W5一W28：镜面研磨时则用更细的粒度W1一W3.5，甚至还有用WO.5的。（2）研磨速度研磨时的切削速度较低、，一般都小于0.5m/S，精密研磨时则应小于0.16m/S。(3)研磨余量为了提高生产效率和保证研磨质量，研磨余量应尽量小，一般手工研磨不大于10um，而机械研磨也得小于15μm。(4)研磨压强研磨时所采用的压强，在手工研磨时主要靠操作者的感觉来确定；采用机械研磨时，可用0.01一0.03MPa。若分粗、精研，则粗研时用0.1一0.3MPa，精研时用0.01-0.1MPa。（三）珩磨磨不仅可以降低加工表面的粗糙度，而且在一定的条件下还可以提高工件的尺寸及形状精度。磨加工过程基本上与超精研加工相同，开始时磨头或磨轮与工件接触面积小，单位面积压力大，而且磨头或磨轮上的磨粒有自励性，故切削作用强烈。随看工件加工表面粗糙度的凸峰被逐渐磨平，压强下降，磨粒的切削作用也就逐渐趋于停止。珩磨加工主要用于内孔表面，但也可以对外圆或齿形表面进行加工。珩磨加工后的表面粗糙度一般为Rz0.4一Rz3.2，在一定条件下还可达到Rz0.1以下。（四）抛光通常所说的抛光与研磨并没有本质上的区别，只是其工具由软质材料（如无纺布10石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 10 3．研磨剂 研磨剂是由磨料和油脂混合起来的一种混合剂。研磨加工中所使用的磨料主要 有：金刚石粉（C）及碳化硼（B4C）主要用于硬质合金的研磨加工；氧化铬（Cr2O3） 和氧化铁（Fe2O3）是极细的磨料，主要用于表面粗糙度要求低的表面研磨加工；碳 化硅（SiC）及氧化铝（Al2O3）是一般常用的两种磨料。研磨加工中，研磨液（油脂） 对加工表面粗糙度和生产率的影响也是不可忽视的。加工中研磨液不仅要起调和磨 料和润滑冷却作用，而且在研磨过程中还要起化学作用，以加速研磨过程。目前常 用作研磨液的油脂主要有：变压器油。凡士林油、锭子油、油酸和葵花子油等。 4．研磨参数 （1）磨料粒度 磨料的粒度一般要根据所要求的表面粗糙度来选择，粒度越细则加工后的表面 粗糙，度越低。粗研时为了提高生产率，用较粗的粒度，如 W28－W40；精研时则用 较细的粒度，如 W5－W28；镜面研磨时则用更细的粒度 W1－W3.5，甚至还有用 W0.5 的。 （2）研磨速度 研磨时的切削速度较低、，一般都小于 0.5m／S，精密研磨时则应小于 0.16m／S。 (3)研磨余量 为了提高生产效率和保证研磨质量，研磨余量应尽量小，一般手工研磨不大于 10μm，而机械研磨也得小于 15μm。 (4)研磨压强 研磨时所采用的压强，在手工研磨时主要靠操作者的感觉来确定；采用机械研 磨时，可用 0.01－0.03MPa。若分粗、精研，则粗研时用 0.1－0.3MPa，精研时用 0.01－0.1MPa。 （三）珩磨 珩磨不仅可以降低加工表面的粗糙度，而且在一定的条件下还可以提高工件的 尺寸及形状精度。珩磨加工过程基本上与超精研加工相同，开始时珩磨头或珩磨轮 与工件接触面积小，单位面积压力大，而且珩磨头或珩磨轮上的磨粒有自励性，故 切削作用强烈。随着工件加工表面粗糙度的凸峰被逐渐磨平，压强下降，磨粒的切 削作用也就逐渐趋于停止。珩磨加工主要用于内孔表面，但也可以对外圆或齿形表 面进行加工。珩磨加工后的表面粗糙度一般为 Rz0.4－Rz3.2，在一定条件下还可达 到 Rz0.1 以下。 （四）抛光 通常所说的抛光与研磨并没有本质上的区别，只是其工具由软质材料(如无纺布
机械制造工艺学讲义等）制成。当被加工表面只要求低的粗糙度，而对形状精度没有严格要求时，就不能用硬的研具而只能用软的研具进行抛光加工。抛光常用于去掉前工序所留下来的痕迹，或者用于“打光”已精加工过的表面。为了得到光亮美观的表面和提高疲劳强度，或为镀铬等作准备，也常采用抛光加工。例如钻头沟的抛光加工及各种手轮、手柄等镀铬前的抛光加工。机械抛光所用的研具常用帆布、毛毡等做成，它们可对平面、外圆、沟槽等进行抛光。抛光磨料可用氧化铬、氧化铁等，也可用按一定化学成分配合制成的抛光膏。抛光过程中虽不易保证均勾地切下金属层，但在单位时间内切下的金属却是较多的，每分钟可切下十分之几毫米厚的金属层。液体抛光是将合磨料的磨削液经喷嘴用6一8个大气压高速喷向已加工表面，磨料颗粒就能将原来已加工过工件表面上的凸峰击平，而得到极光滑的表面。液体抛光所以能降低加工表面粗糙度，主要是由于磨料颗粒对表面微观凸峰高频（200一2500万次／秒）和高压冲击的结果。液体抛光的生产率极高，表面粗糙度可达Rz0.8一Rz0.1，并且不受工件形状的限制，故可对某些其它光整加工方法无法加工的部位，如对内燃机进油管内壁等进行抛光加工。液体抛光是一种高效的、先进的工艺方法，此外还有电解抛光、化学抛光等方法。83表面层物理、力学性能及其改善的工艺措施一、表面层的冷作硬化在切削或磨削加工过程中，若加工表面层产生的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，引起表面层的强度和硬度都提高的胭，就是一一冷作硬化现象。加工表面层的冷作硬化指标主要以硬化层深度h、表面层的显微硬度H及硬化程度N=（H-H）H%表示。一般硬化程度越大，硬化层的深度也越大。表面层的硬化程度取决于产生塑性变形的力、变形速度及变形时的温度。力越大，塑性变形越大，产生的硬化程度也越大。变形速度越大，塑性变形越不充分，产生的硬化程度也就相应减小。变形时的温度不仅影响塑性变形程度，还会影响变形后的金相组织的恢复程度。若变形时温度超过（0.25一0.3）0熔（金属的熔化温度）时，即会产生金相组织的恢复，也就是会部分甚至全部地消除冷作硬化现象。（一）影响表面层冷作硬化的因素1.刀具的影响1石河子大学机械电气工程学院
机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 11 等）制成。 当被加工表面只要求低的粗糙度，而对形状精度没有严格要求时，就不能用硬 的研具而只能用软的研具进行抛光加工。抛光常用于去掉前工序所留下来的痕迹， 或者用于“打光”已精加工过的表面。为了得到光亮美观的表面和提高疲劳强度， 或为镀铬等作准备，也常采用抛光加工。例如钻头沟的抛光加工及各种手轮、手柄 等镀铬前的抛光加工。 机械抛光所用的研具常用帆布、毛毡等做成，它们可对平面、外圆、沟槽等进 行抛光。抛光磨料可用氧化铬、氧化铁等，也可用按一定化学成分配合制成的抛光 膏。 抛光过程中虽不易保证均匀地切下金属层，但在单位时间内切下的金属却是较 多的，每分钟可切下十分之几毫米厚的金属层。 液体抛光是将合磨料的磨削液经喷嘴用 6－8 个大气压高速喷向已加工表面，磨 料颗粒就能将原来已加工过工件表面上的凸峰击平，而得到极光滑的表面。 液体抛光所以能降低加工表面粗糙度，主要是由于磨料颗粒对表面微观凸峰高 频（200－2500 万次／秒）和高压冲击的结果。液体抛光的生产率极高，表面粗糙 度可达 Rz0.8—Rz0.1，并且不受工件形状的限制，故可对某些其它光整加工方法无 法加工的部位，如对内燃机进油管内壁等进行抛光加工。 液体抛光是一种高效的、先进的工艺方法，此外还有电解抛光、化学抛光等方 法。 §3 表面层物理、力学性能及其改善的工艺措施 一、表面层的冷作硬化 在切削或磨削加工过程中，若加工表面层产生的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，引起表面层的强度和硬度 都提高的胭，就是——冷作硬化现象。 加工表面层的冷作硬化指标主要以硬化层深度 h、表面层的显微硬度 H 及硬化 程度 N＝（H-H0）\H0%表示。一般硬化程度越大，硬化层的深度也越大。 表面层的硬化程度取决于产生塑性变形的力、变形速度及变形时的温度。力越 大，塑性变形越大，产生的硬化程度也越大。变形速度越大，塑性变形越不充分， 产生的硬化程度也就相应减小。变形时的温度θ不仅影响塑性变形程度，还会影响 变形后的金相组织的恢复程度。若变形时温度超过（0.25－0.3）θ熔（金属的熔化 温度）时，即会产生金相组织的恢复，也就是会部分甚至全部地消除冷作硬化现象。 （一）影响表面层冷作硬化的因素 1．刀具的影响