精密切削加工表面质量的研究已加工表面质量是指零件在加工后的表面层状态，主要包括表面粗糙度(表面几何学方面的参数)、加工变质层、表面层加工硬化程度和表面层残余应力的性质及其大小(表面物理性能方面的参数)等指标。其中表面粗糙度和加工变质层是已加工表面质量的两个重要方面。已加工表面质量对零件的使用性能有很大的影响。如表面粗糙度会影响接触刚度、配合性质、耐磨性、抗腐蚀性及疲劳强度等。表面加工硬化层虽然会增加其耐磨性，但由于硬化不均匀，同时脆性也增加，降低零件抵抗冲击的能力，成为发生裂纹而促使表面破损和疲劳破坏的主要原因。表面层残余拉应力容易使表面产生微裂纹，降低疲劳强度，使刚度差的零件发生变形而降低形状精度。因此，为了满足加工所要求的表面质量，就有必要了解己加工表面粗糙度及加工变质层的变化规律。精密超薄切削表面粗糙度的研究表面粗糙度是精密超薄加工表面质量评价一个重要指标。影响表面粗糙度的因素很多，其中切削参数、刀具几何参数及工件材料性能等影响因素虽然己经受到研究学者的普遍关注，但对其影响规律尚需深入研究，特别是超薄切削过程中材料变形与表面粗糙度的关系至今未有量化结论。在机械加工领域中，已加工表面质量对机械零件的耐磨性、配合性质、抗疲劳强度、抗腐蚀性及接触刚度等方面的使用性能都有一定程度的影响。表面形状误差包括：微观形状误差(表面粗糙度)、中间形状误差(波度)和宏观形状误差(形状误差)。其中表面粗糙度是在切削加工中，因切削刀痕、振动和摩擦等因素，在被加工表面留下的间距很小的微观起伏不平。表面粗糙度评定参数有几十个，对于高度参数常常使用轮廓的算术平均偏差Ra，定义为在取样长度l内，轮廓间距yi的绝对值的算术平均值。对于圆弧刃刀具精密超薄切削，圆弧刃刀具半径远远大于进给量和背吃刀量，表面粗糙度Ra认为是进给量和刀尖圆弧半径的函数，并表示如下:(1)国外的学者对已加工表面粗糙度的评价指标常用不平度高度Rz，即基本长度范围内型面的5个最大极小值和5个最大极大值的平均算术绝对偏差的和。式(2)经过修正的不平度高度Rz表达式，其中第一项是圆弧刃刀具切削时理论不平度高度，只是考虑刀具和工件相对运动时几何因素的影响；第二项是对Rz的修正，主要考虑到钝圆半径rn的作用使得切削后表面存在没有被切除的薄层，所谓最小切削厚度hmin(其值大概是1/5~2/5rn)。(2)表面粗糙度理论模型(5-1)式只是考虑了进给量和刀尖圆弧半径对圆弧刃刀具切削时的表面粗糙度Ra产生的影响。然而，精密超薄切削过程是动态的过程，已加工表面的形成不但受到刀具-工件相对运动的几何因素的影响，而且受到挤压、摩擦、磨损、切削热和切削力等物理因素所作用产生的鳞刺、前刀面的积屑瘤和工件或刀具变形引起刀具与工件之间相对位置发生变化等影响。这些物理因素都会使得表面粗糙度恶化。除了切削力之外，其它物理因素现在难以定量描述，而且它们与切削力相互联系和相互影响的，因此考虑切削力是影响理论表面粗糙度Ra的物理因素，并提出修正系数f(force)，其表现形式如下：(3)式中bi——待定系数，i=0,1,2,……,k;ΔF——切削力波动范围：ΔF=max(F)-min(F)；F——平均切削力：F=1ki-1kFi假设考虑切削力对表面粗糙度影响的修正系数方程是一个非线性方程，而数学的二次方程或者更高次的方程是一种非线性方程，因此，考虑在一定切削条件下，根据泰勒公式中用高次方程对函数预设点进行展开，选用(F-F∇F)作为参数，研究切削力相对值对表面粗糙度的影响。表面粗糙度Ra的理论公式(1)经过修正后，成为Ra':（4）精密超薄加工变质层的研究切削过程的机械应力和热应力综合作用下形成了加工变质层，因此从加工变质层成因可以划分为表层的氧化膜、热影响区和塑性变形区。该层材料与母材的性质完全不同，在摩擦表面上塑性变形程度最严重，随着距表面距离的增加，塑性变形程度下降，并且一直到某个深度为止，与母材的显微组织相一致。加工变质层从显微组织的角度可划分为：非晶质层、纤维组织层、微粒化层和弹性应变层。变质层的示意图如图1，最外表层形成一层称为贝尔俾层（Beilbylayer）的近似于非晶质的微结晶组织(厚度大概20~50A)，该表层下面依次是结晶朝一个方向上整齐排列的纤维组织层、微粒化结晶层，并通过弹性应变层和母材组织连接。一般均把直至微粒化结晶层的深度定义为加工变质层的厚度，加工变质层不包括弹性应变层。图1加工变质层的组成示意图因加工而引起的加工变质层涉及的方面很多，所以测定加工表层的变质程度使用多样的方法。就切削加工对加工变质层方面，关注如晶粒组织的变化、应力状态的紊乱等等。表层变质层的深度，即变质从表面算起的深度，常作为变质层程度的尺度。加工变质层的形成机理可以用连续介质力学和