Начало научного изучения процессов механической обработки металлов было положено работами известного русского ученого, профессора И. А. Тиме. Проведенные им в 60—80-х годах исследования процесса стружкообразования при разных подачах и скоростях резания позволили выявить ряд закономерностей скалывания и надлома металлической стружки, сформулировать теоретические основы резания металлов и установить некоторые законы резания.
Результаты многочисленных исследований И. А. Тиме были изложены в его оригинальной работе «Сопротивление металлов и дерева резанию. Теория резания и приложение ее к машинам-орудиям» (1870 г.). Основные положения теории резания были в дальнейшем развиты Тиме в «Ме-муаре о строгании металлов», изданном в 1877 г. на русском, французском и немецком языках, а затем в капитальном двухтомном труде «Основы машиностроения» [13]. Вопросы механики процесса резания и динамики металлообработки подробно изучал проф. К. А. Зворыкин. Его книга «Работа и усилие, необходимые для отделения металлических стружек» (1893 г.) была ценным дополнением к трудам И. А. Тиме и представляла важный вклад в техническую литературу. К проблеме рационального резания металлов было привлечено внимание и ряда других русских ученых-машиностроителей: А. В. Гадолина, П. А. Афанасьева, А. П. Гав-риленко. В Европе явления, происходящие при резании металлов, плодотворно изучали Кларинваль, Кокилья, Жоссель, Треска (во Франции), Гарт, Гартинг, Вибе (в Германии) и др.
Крупную роль в развитии теории и практических методов резания металлов сыграли работы американского инженера Ф. Тейлора. В 80-х годах им были поставлены массовые опыты по определению оптимальных углов резания, форм резцов и скоростей резания металлов. На основании почти 50 тыс. опытов, проведенных за 26 лет, было установлено, что каждая конкретная задача включает до двенадцати независимых переменных (качество металла, толщина стружки, охлаждение резцов и т. д.). Изучая зависимость скорости резания и стойкости режущего инструмента, анализируя затраты времени на каждую операцию, Тейлор эмпирически, а затем и теоретически установил наивыгоднейшие режимы резания при металлообработке, что имело большое практическое значение для машиностроения. Поскольку детальные расчеты режимов резания оказались довольно трудоемкими, Тейлор со своими сотрудниками составил специальные «счетные линейки для машиностроительных заводов», с помощью которых рабочие-станочники могли определять необходимые режимы резания. Исследования Тейлора, изложенные им в книге «Искусство резать металлы» [12], были затем дополнены и обобщены в его работе об основах организации промышленных предприятий [14], которая впоследствии послужила одним из обоснований «потогонной» системы организации капиталистического производства.