Цель - определение модели зависимости шероховатости поверхности от точности балансировки инструментальной наладки и технологических параметров процесса концевого фрезерования. Исследования базируются на научных основах технологии машиностроения и резании материалов, математического моделирования, активного эксперимента. Научные данные получены с помощью таких приборов как контактный профилометр Taylor Hobson Form Talysurf i200, балансировочная машина Haimer TD2009 Comfort Plus, динамометрический комплекс Kistler 9253B23, аппаратно-программный комплекс для модального анализа CutPro, устройство для измерения инструмента вне станка Zoller Genius 3. Разработана математическая модель, отражающая влияние режимов резания и величины остаточного дисбаланса инструментальной наладки на качество обработанной поверхности. Выполнены регрессионный анализ и анализ остатков представленной модели, подтверждающие правильность ее работы. Получены поверхности отклика шероховатости обработанной поверхности от остаточного дисбаланса. В качестве факторов были выбраны следующие параметры процесса обработки: дисбаланс инструментальной наладки, подача, глубина и ширина фрезерования. Определена степень влияния каждого учтенного в работе фактора. Выявлены расчетные и экспериментальные данные, указывающие на низкую долю влияния точности балансировки инструментальной наладки на шероховатость обработанной поверхности; незначительное ухудшение состояния поверхности наблюдалось лишь при превышении допусков на качество балансировки в несколько раз, тем не менее, даже при максимальных значениях фактора x1 качество поверхности соответствует поверхности после чистового фрезерования.