表面形貌对机械系统的摩擦磨损、接触刚度、疲劳强度、配合性质和传动精度等机械性能有直接或间接的影响，尤其是对摩擦表面的磨损润滑状态、摩擦、振动、配合性质、涂层质量、抗腐蚀性和反射性能的影响更为显著。因此，研究表面形貌的微观形貌，是深入研究相对运动表面间的相互作用及其摩擦、磨损和润滑问题的基础，具有非常重要的意义。　　 本文基于切削理论和机床运动学知识，在考虑进给量、进给速度、刀具几何半径、刀具与工件间的相对振动等影响车削表面形貌的主要因素的条件下，建立了外圆车削和端面车削的表面三维形貌仿真模型，该模型可以准确模拟刀具切削运动的空间轨迹、预测工件表面三维微观形貌。在三维形貌仿真的基础上，对外圆和端面的表面形貌的三维评定进行了详细研究，开发了表面形貌三维评定系统。利用所开发的系统对标准粗糙度样块的参数进行分析研究，验证参数计算方法的正确性和可行性。并将样本的三维评定参数与二维评定参数进行了对比，结果表明二维参数评定对轮廓线的位置有很强的依赖性，具有局部依赖性，而三维粗糙度的评定能更全面、更准确地描述零件表面的整体粗糙特性。　　 在上述仿真和表征的基础上，分别研究车削过程中不同的振动方向和振动参数对表面形貌的影响。比较理想切削加工和振动加工条件下，工件表面三维形貌形成的差异。分析了切削参数和振动条件以及振动频率与主轴旋转频率比值对工件表面形貌的影响。揭示了不同切削条件对加工表面微观几何形貌及表面粗糙度的影响规律，把表面形貌与切削条件等影响因素联系起来，在实际应用中可以改变加工参数值进而改变表面形貌。　　 利用表征系统，分析计算不同加工条件下车削表面三维表征参数，选取了合理评价三维表面形貌的基本参数组。结合三维表征基本参数组，以端面理想车削为例，构建车削表面单个三维微凸体模型。并用中值面、峰值轮廓以及单个微凸体模型的综合效应反映车削表面形貌的表面特征。上述研究将车削表面形貌仿真与表征有机的统一起来，使得表面形貌仿真与表征的研究系统化和完整化，为研究相对运动表面间的相互作用及其摩擦、磨损和润滑问题打下基础。