切削塑性金屬，工件已加工面表層的硬度比加工前往往有明顯提高而塑性下降，這一現(xiàn)象稱為加工硬化。其原因是在已加工表面的形成過程中，表層金屬經(jīng)受了復(fù)雜的塑性變形。

當(dāng)?shù)毒邤D壓切削層金屬時(shí)，變形的區(qū)域要擴(kuò)展到切削層以下，使將成為已加工表面的一層金屬也要產(chǎn)生一定的塑性變形；當(dāng)切削層被切離母體時(shí)，由于刀尖圓弧的存在，被切金屬的分離點(diǎn)F不在刃口圓弧的最低點(diǎn)，所以會(huì)有厚度為ΔA的一薄層金屬留下來并受到刀口的擠壓，如圖5.1.25所示；由于刀具磨損，后刀面上將出現(xiàn)一段長度為ΔL、后角為零度的棱面與已加工表面摩擦；彈性變形的恢復(fù)使已加工表面與后刀面的接觸長度加大，進(jìn)而增加了已加工表面所受到的擠壓和摩擦。上述原因?qū)⑹挂鸭庸け砻娴慕饘賹釉谝欢ǚ秶鷥?nèi)產(chǎn)生塑性變形，因而產(chǎn)生加工硬化。金屬在切削過程中的塑性變形越大，加工硬化的程度越嚴(yán)重。

圖5.1.25　刃前金屬分離點(diǎn)及后刀面接觸情況

塑性變形以及切削力、切削溫度的作用，還會(huì)導(dǎo)致已加工表面層在一定深度內(nèi)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在工件內(nèi)部保持平衡而殘留的內(nèi)應(yīng)力，是由于金屬內(nèi)部變形不均勻、溫度不均勻而引起的。表面殘余應(yīng)力往往是與加工硬化同時(shí)出現(xiàn)的。當(dāng)殘余應(yīng)力發(fā)生松弛或重新分布時(shí)，會(huì)使工件發(fā)生變形，影響尺寸精度和形位精度，對剛性較差的工件尤為明顯。殘余應(yīng)力還可能使零件的表面產(chǎn)生細(xì)微裂紋，降低零件的疲勞強(qiáng)度。因此，在加工過程中應(yīng)盡量減小殘余應(yīng)力。一般說來，凡能減小塑性變形和降低切削力、切削溫度的方法都能使已加工表面的殘余應(yīng)力減小。

工件已加工表面的硬化現(xiàn)象會(huì)增加刀具的磨損，給某些工序的加工（如刮削）帶來不便，同時(shí)可以提高零件表面的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。因此，在能控制殘余應(yīng)力、避免出現(xiàn)細(xì)微裂紋的情況下，利用加工硬化可在一定程度上改善零件的使用性能。例如，在精加工之后進(jìn)行滾壓加工，不僅使零件的表面粗糙度降低許多，還可提高零件的疲勞強(qiáng)度和表面的耐磨性。