切削技术在最近几十年中取得了惊人的进步，特别是随着难加工材料的使用及精密和超精密技术的发展，使切削领域中高速、超高速切削、难加工材料切削、超精密切削、干式切削、硬态切削、复合切削等现代切削技术及相应要求的高性能、高效率的切削刀具获得空前的发展，使刀具材料、涂层技术、刀具结构及刀具制造技术呈现出高技术的特征。对于目前切削加工的研究可以分为三个层次，即宏观的层次、从微观到宏观的层次，以及微观的层次。

对于宏观的层次，切削加工的普遍规律由切削动力学和热力学提供，同时需要考虑其多约束作用机理的耦合和分离特性，它们表现为具有一定普遍意义的数学方程，通过这些数学方程可以由一种宏观性质计算另一种宏观性质，或计算宏观性质的时空变化性。在应用这些普遍规律来解决切削加工问题时，必须得到宏观特性，主要有切削力、切削温度、切削振动、残余应力、切削变形、已加工表面质量等。宏观的物质特性主要通过以下三种方法得到：一是通过试验测定；二是使用经验半经验方法；三是理论方法，如果采用理论方法研究宏观层次，则相应进入下一层面，即微观到宏观的层次。

对于从微观到宏观的层次，切削加工的普遍规律由相变理论、切削摩擦学、位错动力学、绝热剪切理论等提供。这些也表现具有普遍意义的数学方程，可由微观性质得到宏观性质。在应用这些普遍规律来解决切削加工问题时，必须考虑微观的约束类别，即切削过程中作用的物质特性，这种物质特性主要有被加工材料和刀具材料的本构模型，刀具或刀具涂层和被加工材料间的粘结滑动摩擦模型，刀具材料、刀具涂层以及工件材料的传递性质（如导热系数），被加工材料的相变模型等。微观的物质特性也通过以下三种方法得到：一是通过试验测定；二是使用经验半经验方法；三是理论方法，如果采用理论方法研究，则相应进入下一层面，即微观层次。

对于微观层次，切削加工的普遍规律由分子动力学等提供。这一层面涉及切削加工最基本的本质范围，也是约束的最基本特性。是否可以从这一层面导出可应用的基本方程，理论上是合理的，但是实际中并没有得到解决。

当前，切削技术越来越多的利用数学、力学、物理、化学以及计算机仿真技术、网络技术、控制技术、纳米技术、传感器技术等技术的{zx1}成果，同时以非线性为核心的系统数学理论与方法也不断融入切削过程的各个环节，并贯穿于整个切削系统，产生出新的设计和加工的概念方法。同时，新的切削机理、切削手段和加工工艺不断涌现，如今切削技术已经不仅仅是技术或工艺这么简单，它正在发展成一门崭新的工程科学。切削过程优化涉及到三个方面的内容，分别是切削技术的基础理论、切削过程中的标准实验技术和仿真建模技术、切削过程优化的数学方法。切削过程优化需要以切削过程的基础理论为基础，使用特定的数学方法为框架，结合标准实验技术和仿真建模技术，针对特定的加工过程来完成。