機械加工表面質(zhì)量，是指零件在機械加工后表面層的微觀幾何形狀誤差和物理、化學(xué)及力學(xué)性能。機械加工后的零件表面并不是理想的光滑表面，存在著不同程度的表面粗糙度、表面波紋度及表面層的物理機械性能等表面缺陷。雖然是極薄的一層，但對零件的使用性能，如疲勞強度、耐磨性、耐腐蝕性和配合性質(zhì)等都有很大影響。
1.加工表面的幾何形狀誤差
加工表面的幾何形狀誤差，包括如下三個方面：
1)表面粗糙度。表面粗糙度是指已加工表面的微觀幾何形狀誤差，其波長與波高比值一般小于50。表面粗糙度指標有Ra和Rz，并優(yōu)先使用Ra。表面粗糙度通常是由機械加工中切削刀具的運動軌跡所形成的，如圖2-5-27的表面粗糙度所示。
2)表面波紋度。表面波紋度是介于宏觀幾何形狀誤差(形)與表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差，如圖2-5-27的表面波紋度所示。表面波紋度通常是由于加工過程中工藝系統(tǒng)的低頻振動所造成的。一般情況下，波距/波高<50為表面粗糙度，波距/波高=50~1000時為表面波紋度，波距/波高>1000時為宏觀的形狀誤差。
3)紋理方向。紋理方向是指表面刀紋的方向，它取決于表面形成過程中所采用的加工方法。
2.加工表面層的物理機械性能
由于機械加工中力的因素和熱的因素的綜合作用，工件的加工表面層的物理機械性能將發(fā)生一定的變化。主要有以下三個方面:
1)表面層金屬的冷作硬化。由于機械加工時工件表層金屬受到切削力的作用，產(chǎn)生較大的塑性變形，使金屬的晶格間剪切滑移，晶格嚴重扭曲、拉長，甚至被破壞，使金屬表面層硬度提高，塑性降低，物理力學(xué)性能發(fā)生變化。這種現(xiàn)象稱作冷作硬化。切削力大，塑性變形大，硬化程度加強;塑性變形速度快，變形不充分，硬化程度弱。另外，機械加工中產(chǎn)生的切削熱，提高了表面層的溫度，使已強化的金屬產(chǎn)生回復(fù)現(xiàn)象，使金屬失去加工硬化中所得到的物理力學(xué)性能，這種現(xiàn)象稱作軟化。切削溫度高，持續(xù)時間長，回復(fù)作用也大。因此，機械加工時表面層的冷作硬化就是硬化和回復(fù)作用的綜合結(jié)果。
2)表面層的金相組織的變化。機械加工過程中由于切削熱的作用，加工表面層產(chǎn)生金相組織的變化，改變了表面層的材質(zhì)。
3)表面層殘余應(yīng)力。機械加工過程中，表層金屬組織發(fā)生冷態(tài)塑性變形、熱態(tài)塑性變形和金相組織的變化，使表層金屬與基體間產(chǎn)生相互平衡的殘余應(yīng)力。工件經(jīng)機械加工后，其表面層都存在殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力會引起工件變形，失去原有精度。殘余應(yīng)力為拉伸應(yīng)力時，使疲勞裂紋增加，耐蝕性下降;殘余應(yīng)力是壓應(yīng)力時，則使疲勞強度及耐磨性提高。
