本实用新型公开了一种金属材料表面光整硬化组合机床，包括机床刀架底板，机床刀架底板上安装有用于夹紧固定旋转工件的工件夹紧装置，机床刀架底板上位于旋转工件的两侧分别设置有抛光装置和表面硬化装置，抛光装置与表面硬化装置均沿着旋转工件轴线方向滑动连接在机床刀架底板上；工作时，工件夹紧装置带动旋转工件转动，转动过程中抛光装置与表面硬化装置沿着旋转工件轴线方向从旋转工件一端移动至另一端，移动过程中抛光装置对旋转工件的表面磨削，提高旋转工件表面光洁度，表面硬化装置对旋转工件进行硬化处理，提高旋转工件硬度，本实用新型既满足表面光整要求又满足表面硬度加工要求，加工工艺简单，操作灵活，利于提高生产效率和产品质量。