Геометричните характеристики на обработената повърхност обхващат няколко аспекта: повърхностна грапавост, повърхностна вълнообразност и повърхностна текстура. Грапавостта на повърхността представлява основният елемент на тези геометрични характеристики. Когато повърхността на детайла се обработва с метал-режещи инструменти, получената грапавост на повърхността се определя основно от взаимодействието и влиянието на три категории фактори: геометрични фактори, физически фактори и фактори на процеса на обработка.
1. Геометрични фактори
От геометрична гледна точка, формата и геометричните ъгли на режещия инструмент-по-специално радиусът на носа, основният ъгъл на режещия ръб, спомагателният ъгъл на режещия ръб и параметрите на обработка като скоростта на подаване-оказват значително влияние върху грапавостта на повърхността.
2. Физически фактори
Като се има предвид основната физика на процеса на рязане, закръгляването на режещия ръб на инструмента-заедно с последващото притискане и триене-предизвиква пластична деформация в металния материал, като по този начин сериозно влошава грапавостта на повърхността. При обработката на пластични материали, които произвеждат непрекъснати (подобни на ленти-) стърготини, много твърд "изграден-ръб" (BUE) често се образува върху челната повърхност на инструмента. Това BUE ефективно действа като заместител на действителната наклонена повърхност и режещия ръб, като променя ефективните геометрични ъгли и дълбочината на рязане на инструмента. Контурът на BUE е силно неправилен; следователно оставя следи от инструмент върху повърхността на детайла, които варират непрекъснато както в дълбочина, така и в ширина. В някои случаи фрагменти от BUE се вграждат в повърхността на детайла, което допълнително влошава грапавостта на повърхността.
Вибрациите, възникващи по време на процеса на рязане, също допринасят за увеличаване на стойностите на параметрите, свързани с грапавостта на повърхността на детайла.
3. Процесни фактори
От-ориентирана към процеса гледна точка факторите, влияещи върху грапавостта на повърхността на детайла, включват предимно тези, свързани със самия режещ инструмент, тези, свързани със свойствата на материала на детайла, и тези, свързани с използваните специфични условия на обработка.
Качеството на повърхността на обработения детайл има дълбоко влияние върху функционалните характеристики на завършения детайл. Ключовите показатели, използвани за оценка на качеството на повърхността на обработен детайл, включват грапавост на повърхността, остатъчно напрежение на повърхността и степен на втвърдяване на повърхността. Сред тези три показателя за качество на повърхността, грапавостта на повърхността е най-критичният фактор, влияещ върху общите характеристики на ефективността на компонента.
Грапавостта на повърхността на компонент директно и значително влияе върху триенето и износването; конкретно, колкото по-груба е повърхността, толкова по-тежко е износването. По време на началните етапи на износване, микроскопичните неравности по повърхността бързо се изравняват, което води до рязко увеличаване на скоростта на загуба на материал. Въпреки това, след период на работа, действителната контактна площ между движещите се повърхности се увеличава, което води до забавяне на скоростта на износване. Ако повърхността е гладка и плътна, височината и остротата на нейните микроскопични неравности са относително ниски; следователно гладките и плътни повърхности показват по-голяма устойчивост на износване от грапавите повърхности.
Обратно, прекалено гладката повърхност пречи на задържането на смазочното масло; това действително може да доведе до повишен коефициент на триене, причинявайки прегряване на металната повърхност и потенциално да доведе до феномен на "захващане" или "натъртване". По време на операциите по рязане, извършвани на вертикален обработващ център, параметрите на процеса-като скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане-директно влияят върху силата на рязане. Силата на рязане и температурата на рязане са два взаимно зависими фактора: обикновено по-високата сила на рязане съответства на по-висока температура на рязане и едновременно с това на по-силна вибрация във вертикалния обработващ център.
Различните скорости на рязане генерират външни честоти на възбуждане, които се различават съответно. Колкото повече тази честота на възбуждане се доближава до естествената честота на вибрациите, присъщи на вертикалния обработващ център, толкова по-вероятно е да се влошат вибрациите на механичното оборудване.
За постигане на оптимални стойности на грапавостта на повърхността на детайлите по време на операции на рязане е проектирана система за откриване за наблюдение на силата на рязане и температурата на рязане. Тази система има за цел да изследва връзките между силата на рязане, температурата на рязане и получената грапавост на повърхността на детайла. Чрез разумно избиране на параметри на процеса-като скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане-по време на процеса на обработка става възможно да се контролира силата на рязане, температурата на рязане и механичните вибрации, като по този начин се гарантира постигането на желаната грапавост на повърхността на детайла.