在切削加工中，工件由于受到切削力和切削熱的作用，使表面層金屬的物理機(jī)械性能產(chǎn)生變化，最主要的變化是表面層金屬顯微硬度的變化、金相組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。由于磨削加工時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形和切削熱比刀刃切削時(shí)更嚴(yán)重，因而磨削加工后加工表面層上述三項(xiàng)物理機(jī)械性能的變化會(huì)很大。

一、切削加工影響表面粗糙度的因素
切削加工時(shí)影響表面粗糙度的因素有三個(gè)方面：幾何因素、物理因素和工藝系統(tǒng)振動(dòng)。
1.刀具幾何形狀的復(fù)映
刀具相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀時(shí)刀具幾何形狀的復(fù)映。減小進(jìn)給量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圓弧半徑，均可減小殘留面積的高度。
此外，適當(dāng)增大刀具的前角以減小切削時(shí)的塑性變形程度，合理選擇潤(rùn)滑液和提高刀具刃磨質(zhì)量以減小切削時(shí)的塑性變形和抑制刀瘤、鱗刺的生成，也是減小表面粗糙度值的有效措施。
2.工件材料的性質(zhì)
加工塑性材料時(shí)，由刀具對(duì)金屬的擠壓產(chǎn)生了塑性變形，加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韌性愈好，金屬的塑性變形愈大，加工表面就愈粗糙。
加工脆性材料時(shí)，其切屑呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，使表面粗糙。
3.切削用量
二、磨削加工影響表面粗糙度的因素
正像切削加工時(shí)表面粗糙度的形成過(guò)程一樣，磨削加工表面粗糙度的形成也時(shí)由幾何因素和表面金屬的塑性變形來(lái)決定的。
影響磨削表面粗糙度的主要因素有：
1.砂輪的粒度

砂輪粒度：主要是表明磨粒的尺寸大小，粒度號(hào)數(shù)越大，磨粒的尺寸越小，其值見(jiàn)下表。

砂輪的粒度號(hào)數(shù)越大，磨粒的尺寸越小，參加磨削的磨粒就越多，磨削出的表面就越光滑。

2.砂輪的硬度
3.砂輪的修整：修整質(zhì)量越高，磨削出的表面就越光滑。
4.磨削速度
砂輪磨削速度v越高，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)被磨表面的磨粒數(shù)就越多，工件表面就越光滑。
注：磨削加工中，工件的速度越高，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)被磨表面的磨粒數(shù)將減少，反而會(huì)使表面粗糙度值增加。
5.磨削徑向進(jìn)給量與光磨次數(shù)
6.工件圓周進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給量 ：
7.冷卻潤(rùn)滑液

三、表面層冷作硬化
1.冷作硬化及其評(píng)定參數(shù)
機(jī)械加工過(guò)程中因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移,晶粒被拉長(zhǎng)和纖維化，甚至破碎，這些都會(huì)使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化（或稱為強(qiáng)化）。
表面層金屬?gòu)?qiáng)化的結(jié)果，會(huì)增大金屬變形的阻力，減小金屬的塑性，金屬的物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化。
被冷作硬化的金屬處于高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，只有一有可能，金屬的不穩(wěn)定狀態(tài)就要向比較穩(wěn)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)化，這種現(xiàn)象稱為弱化。
弱化作用的大小取決于溫度的高低、溫度持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短和強(qiáng)化程度的大小。由于金屬在機(jī)械加工過(guò)程中同時(shí)受到力和熱的作用，因此，加工后表層金屬的最后性質(zhì)取決于強(qiáng)化和弱化綜合作用的結(jié)果。
評(píng)定冷作硬化的指標(biāo)有三項(xiàng)，即表層金屬的顯微硬度HV、硬化層深度h和硬化程度N。
2.影響冷作硬化的主要因素
①刀具
1） 切削刃鈍圓半徑的影響： 切削刃鈍圓半徑↑----徑向切削分力↑----表層金屬的塑性變形程度↑----導(dǎo)致冷硬↑
2） 前角γ0的影響： 前角γ0在±20°范圍內(nèi)，對(duì)表層金屬的冷硬沒(méi)有顯著影響。在此范圍以外，則 前角γ0↑----塑性變形↓----冷硬↓
3） 其它角度：對(duì)冷硬影響較小。
②切削用量
1） 切削速度v的影響：切削速度v越大，刀具與工件的作用時(shí)間縮短，金屬的塑性變形就越小，因而可使加工表面層的硬化程度和深度降低。
2） 進(jìn)給量f的影響：
a、進(jìn)給量f超過(guò)一定值時(shí)，加大進(jìn)給量，切削力將隨之增大，表層金屬的塑性變形加劇，使冷硬程度增加。
b、進(jìn)給量f過(guò)小，切削厚度也小，刀刃圓弧對(duì)工件表面層將產(chǎn)生擠壓，反而使表面層硬化程度增大。

③工件材料——工件材料的塑性愈大，冷硬現(xiàn)象就愈嚴(yán)重。

四、表面層材料金相組織變化
當(dāng)切削熱使被加工表面的溫度超過(guò)相變溫度后，表層金屬的金相組織將會(huì)發(fā)生變化。

1.磨削燒傷
當(dāng)被磨工件表面層溫度達(dá)到相變溫度以上時(shí)，表層金屬發(fā)生金相組織的變化，使表層金屬?gòu)?qiáng)度和硬度降低，并伴有殘余應(yīng)力產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)微觀裂紋，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。在磨削淬火鋼時(shí)，可能產(chǎn)生以下三種燒傷：
①回火燒傷
如果磨削區(qū)的溫度未超過(guò)淬火鋼的相變溫度，但已超過(guò)馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，工件表層金屬的回火馬氏體組織將轉(zhuǎn)變成硬度較低的回火組織（索氏體或托氏體），這種燒傷稱為回火燒傷。
②淬火燒傷
如果磨削區(qū)溫度超過(guò)了相變溫度，再加上冷卻液的急冷作用，表層金屬發(fā)生二次淬火，使表層金屬出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，其硬度比原來(lái)的回火馬氏體的高，在它的下層，因冷卻較慢，出現(xiàn)了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織（索氏體或托氏體），這種燒傷稱為淬火燒傷。
③退火燒傷
如果磨削區(qū)溫度超過(guò)了相變溫度，而磨削區(qū)域又無(wú)冷卻液進(jìn)入，表層金屬將產(chǎn)生退火組織，表面硬度將急劇下降，這種燒傷稱為退火燒傷。
2.改善磨削燒傷的途徑
磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故改善磨削燒傷由兩個(gè)途徑：一是盡可能地減少磨削熱地產(chǎn)生；二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生地?zé)崃可賯魅牍ぜ?br/>①正確選擇砂輪 ②合理選擇切削用量 ③改善冷卻條件
五、表面層殘余應(yīng)力
1.產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因
①冷態(tài)塑性變形：切削時(shí)在加工表面金屬層內(nèi)有塑性變形發(fā)生，使表面金屬的比容加大
由于塑性變形只在表層金屬中產(chǎn)生，而表層金屬的比容增大，體積膨脹，不可避免地要受到與它相連的里層金屬的阻止，因此就在表面金屬層產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，而在里層金屬中產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。
②熱態(tài)塑性變形：切削加工中，切削區(qū)會(huì)有大量的切削熱產(chǎn)生
③金相組織變化：不同金相組織具有不同的密度，亦具有不同的比容
如果表面層金屬產(chǎn)生了金相組織的變化，表層金屬比容的變化必然要受到與之相連的基體金屬的阻礙，因而就有殘余應(yīng)力產(chǎn)生。
2.零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇
零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關(guān)重要，因?yàn)樽罱K工序在該工作表面留下的殘余應(yīng)力將直接影響機(jī)器零件的使用性能。

選擇零件主要工作表面最終工序加工方法，須考慮該零件主要工作表面的具體工作條件和可能的破壞形式。
在交變載荷作用下，機(jī)器零件表面上的局部微觀裂紋，會(huì)因拉應(yīng)力的作用使原生裂紋擴(kuò)大，最后導(dǎo)致零件斷裂。從提高零件抵抗疲勞破壞的角度考慮，該表面最終工序應(yīng)選擇能在該表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的加工方法。