机械加工中，导致表面粗糙的主要原因有两方面:一是刀具相对于工件做进给运动时，刀尖在工件表面上留下的残余面积:二是指切削过程中的塑性变形、摩擦、积屑瘤、鳞刺和振动等。降低表面粗糙度值的措施如下:

1)合理选择切削用量

切削用量三要素中，切削速度和进给量对表面粗糙度影响较大，背吃刀量对粗糙度没有显著的影响。

切削速度是影响表面粗糙度的重要因素。在一定切削条件下，采用中等切削速度加工45钢，由于积屑瘤的影响，表面粗糙度较大。如果采用低速或高速米加工，可以避免积屑瘤和鳞刺的产生，从而获得较为光洁的表面。通常精加工总是采用高速或低速的切削速度，但应注意切削速度太高可能引起振动。

降低进给量可以降低残余面积的高度，减小加工表面的表面粗糙度。但进给量不宜太小，以免切削厚度太小时，刀具无法切下很薄的切屑而使刀具与加工表面间产生严重挤压，以致加剧刀具磨损和加工表面的冷作硬化程度。

一般切削深度对 表面粗糙度的影响不明显。但当其小到一定数值以下时，由于刀刃不可能刃磨得绝对尖锐而具有一定的刃口半径， 正常的切削就不能维持，常出现挤压、打滑和周期性地切入加工表面，从而使表面租糙度增大。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。

2)选择适当的刀具材料和几何参数

根据所加工的材料性质 选择合适的刀具材料。从刀具的几何角度考虑,应增大前角和后角，能使切削刃锋利，减小切屑的变形和前、后面间的摩擦，抑制积屑瘤和鳞刺的产生。但后角也不宜过大，过大的后角可能导致振动。减小主偏角和副偏角，增大刀尖圆弧半径，可使残余面积高度降低，从而减小表面粗糙度，但当工艺系统刚性不足时，容易引起振动，反而会恶化加工表面质量。

3)改善材料的切削加工性能

采用热处理正火或退火工艺，细化晶粒，可获得表面粗糙度值很小的表面。

4)加注切削液

在低速精加工中，合理地选择与使用切削液，可显著地减小表面粗糙度。首先，切削液有冷却润滑作用:其次，加工中使用切削液可降低切削温度，减少摩擦，抑制或消除积屑瘤的产生;最后，切削液还能起冲洗与排屑的作用，保证已加工表面不被切屑挤压划伤。

加工过程中工什由于受到切削力切削热的作用，工件表面层金属的物理力学性能将发牛很大的变化。

1)影响表面层金属冷作硬化的因素及改善措施

切削加工过程中， 在表面层产生的塑性交形使品体问产生剪切滑移，晶格严重扭曲，致使晶粒拉长、破碎和纤维化，从而引起材料的强化，导致表面层的硬度提高，这就是冷作硬化。表面层冷作硬化的程度取决于产塑性变形的力、速度及变形时的温度.因此，加工时影响冷作硬化的因素主要有刀具的几何参数、切削用量和材料性能等。改善措施如下:

(1) 选择合适的刀具几何参数。刀具几何参数的影响主要是刃口圆弧半径和前、后角。当刃口圆弧半径偏大、前角为负值、后角偏小时，导致工作表面层的挤压增大，且后面的磨损量增大，冷硬层的深度和硬度也随之增大。欲使冷作硬化减小，刀具刃口半径和前、后角必须改善。

(2)选择合理的切削用量。首先，选用较大的切削速度。当切削速度增大时，硬化层的深度和硬度都将减小，一方面切削速度增大会使切削温度升高，有助于冷作硬化的回复:而另一方面由于切削速度增大，刀具与工件的接触时间变短，塑性变形程度降低。其次，选用合理的进给量。当进给量增大时，切削力增大，塑性变形程度相应提高，故硬化程度增大;但进给量太小时，由于刀具的刃口圆角在加工表面单位长度上的挤压次数提高，冷作硬化也会增加。

(3) 改善被加工材料的性质。被加工材料的硬度越小、塑性越大，切削加工后冷作硬化越大。

2)产生残余应力的因素及改善措施

在没有外力作用下零件上存留的应力称为残余应力。残余应力在加工时导致表面层金属产生冷塑性变形或热塑性变形，因此残余应力分为残余压应力和残余拉应力两种情况。残余拉应力将对零件的使用性能产生不利影响，而适当的残余压应力可以提高零件的疲劳强度，因此常常在加工时有意使工件产生一定的残余压应力。产生残余应力主要是表面层局部冷态塑性变形、局部热态塑性变形、局部金相组织的变化等几方面综合影响的结果。

改善表面残余应力状态的措施有以下几方面:

(1)采用精密加工工艺。精密加工工艺包括精密切削加工(金刚镗、高速精车、宽刃精刨等)和低粗糙度值高精度磨削。精密切削加工是依靠精度高、刚性好的机床和精细刃磨刀具，用很高或极低的切削速度、很小的背吃刀量在工件表面切去极薄一层金属的过程。由于切削过程残留面积小，又最大限度地排除了切削力、切削热和振动等不利影响，因此能有效去除上道工序留下的表面变质层，加工后表面基本上不带有残余拉应力。低粗糙度值高精度磨削同样要求有很高的精度和刚性，其磨削过程是用经精细修整的砂轮，使每个磨粒上产生名个等高的微刃，以很小的背吃刀量，在适当的磨削压力下，从工件表面切下很微细的切屑。加上微刃呈微钝状态时的滑移、挤压、抚平作用和多次无进给光磨阶段的摩擦抛光作用，从而获得很高的加工精度和物理力学性能良好的低粗糙度值表面。

(2)采用光整加工工艺。光整加工工艺是用粒度很细的磨料对工件表面进行微量切削和挤压擦光的过程。随着加工的进行，工件加工表面各点都能得到基本相同的切削，使误差逐步均化而减小，从而获得极小的表面粗糙度值。由于光整加工时磨具与工件间能相对浮动，与工件定位基准问没有确定的位置，因此般不能修正加工表面的位置误差。常用的光整加工方法有研磨、珩磨、超精加工及轮式超精磨等。

(3)采用表面强化工艺。表面强化I艺是通过对工件表面的冷挤压使之发生冷态塑性变形，从而提高其表面硬度、强度，并形成表面残余压应力的加工工艺。表面强化工艺并不切除余量，仅使表面产生塑性变形，因此修正工件尺寸误差和形状误差的能力很小，更不能修正位置误差。常用的表面强化工艺有喷丸和滚压。

除上述三种工艺外，采用高频淬火、氟化、渗碳、渗氮等表面热处理工艺也可使表面形成残余压应力。也可采用振动时效等人工时效方法来清除表面层的残余应力。

3)影响表面层金相组织变化的因素及改善措施

金属材料只有当其温度达到相变温度以上时才会发生金相组织的变化。一般的切削加工，切削热大部分被切屑带走，加工温度不高，故不会引起金相组织变化。而磨削时砂轮对金属切削、摩擦要消耗大量能量，每刃除相同体积金属的能耗比车削平均高30倍。

磨削的能量几乎全部转化为热能。由于磨削层很薄，带走的热能少，绝大部分的热呈传入工件，造成工件温度升高，很容易超过金属材料的相变温度，并伴随产生残余应力甚至裂纹。这种现象也叫磨削烧伤。影响表面层金相组织变化的因素取决于热源强度和作用时间。

减轻磨削热对加工的影响可从两方面着手:一方 面是减少磨削热的产生，另方面是尽量使已产生的热少传入工件表面层。因此必须合理选择砂轮，正确选用磨削用量，改善润滑冷却条件。