表面完整性研究用預測模型的研究進展*

李文輝，高建紅，高 煒，楊勝強，李秀紅，武鋒鋒

（1.太原理工大學機械工程學院，太原 030024;2.精密加工山西省重點實驗室，太原 030024）

表面完整性是描述、鑒定和控制零件加工過程在其加工表面層內可能產生的各種變化及其對該表面工作性能影響的技術指標[1]。一般而言，表面完整性可以包含兩方面內容：一是與表面形貌或表面紋理組織有關的部分，研究零件最外層表面與周圍環境間界面的幾何形狀，屬于外部加工效應，包括表面微觀幾何形狀與表面缺陷等表面特征；二是與加工表面層物理力學性能狀態有關的部分，研究表面層內的特性，屬于內部加工效應，包括表面層的殘余應力、變形強化、加工硬化、金相組織變化、裂紋等技術指標[2]。表面完整性對零部件的功能特性、可靠性、耐久性等有很大的影響。

表面完整性包含很多指標，但是目前預測模型主要關注殘余應力和顯微結構。被加工工件表面層的殘余應力對零部件的疲勞性、耐磨性、腐蝕性和結構完整性有直接影響，因此它是被加工工件重要的完整性屬性。確定切削條件、刀具的幾何形狀等和其他加工參數對加工表面形成的殘余應力的影響是研究的主要動因。機器零件的顯微結構對零件的性能（例如疲勞性、腐蝕性和耐磨性）有重要的影響，零件表面的顯微結構會隨材料加工發生顯著變化，這可能會損害或改善零件的使用性能。預測模型的重點在于產生理想的顯微結構，從而獲得最理想的產品壽命和性能。……