改善表面层的物理、力学性能。 一、采用光整加工方法降低表面粗糙度
图11- 27 图11- 28
研磨，见图11-27、28。研磨可以达到很高的尺寸精度(0.1～0.3μm)和很低的表面粗糙度(Ra为0.04～0.01μm)。
图11- 29 图11- 30
超精加工，也称超精研，见图11-29。珩磨，见图11-30。 二、表面强化工艺改善物理力学性能
表面强化工艺是指通过冷压加工方法使表面层金属发生冷态塑性变形，以降低表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面层产生残余压应力。这种方法的工艺简单、成本低廉，在生产中应用十分广泛。用得最多的是滚压加工和喷丸强化，也有采用液体磨料强化等加工方法。 1、滚压加工；
滚压加工，图11-31，形成压缩残余应力。图11-32为双排滚珠滚压工具
图11- 31外圆滚压工具 图11-32双排滚珠滚压工具
2、喷丸强化
喷九强化是利用大量快速运动的珠丸打击被加工工件表面，使工件表面产生冷硬层和压缩残余应力，可显著提高零件的疲劳强度和使用寿命。
喷丸强化主要用于强化形状复杂或不宜用其它方法强化的工件，例如板弹簧、螺旋弹簧、连杆、齿轮、焊缝等。
3、液体磨料强化
液体磨料强化是利用液体和磨料的混合物强化工件表面的方法，如图11-33所示。液体和磨料在400～800kPa（约 4～8at）下，经过喷嘴高速喷出，射向工件表面，借磨粒的冲击作用，磨平工件表面的表面粗糙度波峰并碾压金属表面。
图11-33液体磨料强化工艺
第四节 振动对表面质量的影响及其控制
一、振动对表面质量的影响
机械加工中产生的振动，一般说来是一种破坏正常切削过程的有害现象。各种切削和磨削过程都可能发生振动，当速度高、切削金属量大时常会产生较强烈振动。
切削过程中的振动，会影响加工质量和生产率，主要表现在以下几个方面。 1）影响加工的表面粗糙度振动频率低时会产生波度，频率高时会产生微观不平度。
2）影响生产率加工中产生振动，限制了切削用量的进一步提高，严重时甚至使切削不能继续进行。 3）影响刀具寿命切削过程中的振动可能使刀尖刀刃崩碎，特别是韧性差的刀具材料，如硬质合金，陶瓷等，要注意消振问题。
4）对机床、夹具等不利振动使机床、夹具等的零件连接部分松动，间隙增大，刚度和精度降低，同时使用寿命缩短。
振动对机械加工有不利的一面，但又可以利用振动来更好地切削，如振动磨削、振动研抛、超声波加工等都是利用振动来提高表面质量或生产率。
机械加工中产生的振动，根据其产生的原因，大体可分为自由振动、强迫振动和自激振动三大类，如图11－35所示。
图11－35切削加工中振动的类型
二、自由振动
自由振动是当系统所受的外界干扰力去除后系统本身的衰减振动。由于工艺系统受一些偶然因素的作用（如外界传来的冲击力；机床传动系统中产生的非周期性冲击力；加工材料的局部硬点等引起的冲击力等），系统的平衡被破坏，只靠其弹性恢复力来维持的振动属于自由振动。振动的频率就是系统的固有频率。由于工艺系统的阻尼作用，这类振动会很快衰减。
三、强迫振动
强迫振动是由外界周期性的干扰力所支持的不衰减振动。 1．切削加工中产生强迫振动的原因
切削加工中产生的强迫振动，其原因可从机床、刀具和工件三方面去分析。机床中某些零件的制造精度不高，会使机床产生不均匀运动而引起振动。在刀具方面，多刃、多齿刀具切削时，由于刃口高度的误差，容易产生振动。被切削的工件表面上有断续表面或表面余量不均、硬度不一等，都会在加工中产生振动。如车削或磨削有键槽的外圆表面就会产生强迫振动。当然，在工艺系统外部也有许多原因造成切削加工中的振动。
2．强迫振动的特点
1）强迫振动的稳态过程是谐振动，只要干扰力存在，振动不会被阻尼衰减掉，去除了干扰力，振动停止。 2）强迫振动的频率等于干扰力的频率。
3）阻尼愈小，振幅愈大，谐波响应轨迹的范围大。增加阻尼，能有效地减小振幅。 4）在共振区，较小的频率变化会引起较大的振幅和相位角的变化。 3．消除强迫振动的途径 （1）消振与隔振
（2）消除回转零件的不平衡 （3）提高传动件的制造精度 （4）提高系统刚度，增加阻尼 四、自激振动
机械加工过程中，由振动过程本身引起某种切削力的周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持振动，使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量，这种类型的振动被称为自激振动。
切削过程中产生的自激振动是频率较高的强烈振动，通常又称为颤振，常常是影响加工表面质量和限制机床生产率提高的主要障碍。磨削过程中，砂轮磨钝以后产生的振动也往往是自激振动。
图11-36 机床自激振动系统
1．自激振动的原理
金属切削过程中自激振动的原理如图11－36所示。它具有二个基本部分：切削过程产生交变力（ΔP），激励工艺系统，工艺系统产生振动位移（ΔY），再反馈给切削过程，维持振动的能量来源于机床的能源。 2．自激振动的特点
1）自激振动是一种不衰减的振动。
2）自激振动的频率等于或接近于系统的固有频率，也就是说，由振动系统本身的参数所决定，这是与强迫振动的显著差别。
3）自激振动能否产生以及振幅的大小，决定于每一振动周期内系统所获得的能量与所消耗的能量的对比情况。
4）自激振动的形成和持续，是由于过程本身产生的激振和反馈作用，所以若停止切削（或磨削）过程，即使机床仍继续空运转，自激振动也就停止了，这也是与强迫振动的区别之处。
3．消除自激振动的途径
（1）合理选择与切削过程有关的参数 （2）提高工艺系统本身的抗振性 1）提高机床的抗振性
机床的抗振性能往往是占主导地位的，可以从改善机床刚性、合理安排各部件的固有频率、增大其阻尼以及提高加工和装配的质量等来提高其抗振性。如图11－39就是具有显著阻尼特性的薄壁封砂结构床身。
图11-39 薄壁封砂床身 图11-40 钢硬质合金的组合刀杆
2）提高刀具的抗振性
如图11－40所示的组合刀杆就能发挥钢和硬质合金两者之优点。 3）提高工件安装时的刚性
主要是提高工件的弯曲刚性，如细长轴的车削中，可以使用中心架、跟刀架，当用拨盘传动销拨动夹头传动时要保持切削中传动销和夹头不发生脱离等。 （3）使用消振器装置