加工中工件表面材料微觀硬度計量分析儀器
加工中工件表面材料還要經歷加熱和冷卻，由于加熱和冷卻時
間極短，升溫和降溫速度極快，會使材料受到額外的溫度應力。在
多種應力的綜合作用下，可能使材料某點發生斷裂。凡經歷加熱的
鋼質工件，由于表面溫度升高，金屬組織也會發生相變，如表面層
產生回火或者過度回火，冷卻時又會產生重新淬火現象。由于加熱
和冷卻速度極快，因此僅能影響到較薄的表層，有時也會出現表層
為淬火層而次表層為回火層的現象，結果使表面硬度降低或過分增
高，甚至產生微觀裂紋。
較后，如果切削速度過低，往往使加工表面產生硬化和殘余壓
應力。已加工表面的硬度總是稍高于母體材料的硬度，這是因為材
料經過第一次塑性變形后，當再次受到外力作用時會產生更高的抵
抗塑性變形的能力。殘余應力是指引起應力的外因消除后，仍然殘
留在工件內部的應力。由于不存在外力作用，所以工件內的殘余應
力必然相互平衡。按相互作用范圍不同，殘余應力可分為宏觀應力
和微觀應力。微觀應力是產生于晶體內部并相互平衡的應力，它對
材料的物理性能有影響。宏觀應力則是在較大范圍內產生的相互平
衡的應力，它會引起工件的翹曲、歪扭等變形。
精加工時，常以表面粗糙度、冷作硬化、殘余應力等指標來衡
量切削加工表面質量，其中關于表面粗糙度的研究成果較多。
以工件材料微觀硬度差異為主要干擾因素，建立了車削動態
物理仿真系統，針對具體零件的物理仿真過程給出了表面質量的預
測結果。趙學智等M叫為提高表面質量，進行了導電加熱切削試驗
，結果表明存在一個較佳的加熱電流值可獲得較佳加工表面質量，
原因是通過加熱電流的變化可保持較佳的切削溫度。
在加工硬化及殘余應力研究方面，受到試驗手段及條件等因素
的限制，文獻資料相對較少。從工件表面形貌、加工硬化和殘余應
力等方面研究復合材料的切削加工，發現增強體特征、分布及刀具
是影響工件表面形貌的主要因素。對于長纖維增強的復合材料，加
工表面既有突出的纖維也有因失去纖維而留下的凹槽和孔洞，缺陷
類型和分布與加工方向密切相關；對短纖維或晶須增強的復合材料
，加工中更多增強體被拔出；對于顆粒增強復合材料，加工表面存
在凹坑、碎顆粒、犁溝、基體涂抹等多種缺陷，增強顆粒大小對復
合材料表面形貌影響顯著。當切削速度增加時，切削區在短時間內
會產生大量熱量，同時由于切削熱向切屑和刀具內部傳遞需要一定
時間而不易散發，大量聚集在切屑底部，導致加工表面硬化，而且
進給量增加也會使硬化層深度增加。用金剛石刀具對鋁銅合金進行
鏡面切削試驗，通過研究材料狀況、加工條件與加工質量間的關系
，發現工件狀態是影響表面特性的重要因素，在鏡面切削前，施加
穩定化處理，有利于提高工件表面質量；金剛石刀具背吃刀量越大
，表面殘余應力越大；鏡面加工以后，工件材料表面的晶體間產生
了滑移帶，且產生了表面壓應力，使表面顯微硬度增加
