切削塑性金属，工件已加工面表层的硬度比加工前往往有明显提高而塑性下降，这一现象称为加工硬化。其原因是在已加工表面的形成过程中，表层金属经受了复杂的塑性变形。
当刀具挤压切削层金属时，变形的区域要扩展到切削层以下，使将成为已加工表面的一层金属也要产生一定的塑性变形；当切削层被切离母体时，由于刀尖圆弧的存在，被切金属的分离点F不在刃口圆弧的最低点，所以会有厚度为ΔA的一薄层金属留下来并受到刀口的挤压，如图5.1.25所示；由于刀具磨损，后刀面上将出现一段长度为ΔL、后角为零度的棱面与已加工表面摩擦；弹性变形的恢复使已加工表面与后刀面的接触长度加大，进而增加了已加工表面所受到的挤压和摩擦。上述原因将使已加工表面的金属层在一定范围内产生塑性变形，因而产生加工硬化。金属在切削过程中的塑性变形越大，加工硬化的程度越严重。
图5.1.25 刃前金属分离点及后刀面接触情况
塑性变形以及切削力、切削温度的作用，还会导致已加工表面层在一定深度内产生残余应力。残余应力是在工件内部保持平衡而残留的内应力，是由于金属内部变形不均匀、温度不均匀而引起的。表面残余应力往往是与加工硬化同时出现的。当残余应力发生松弛或重新分布时，会使工件发生变形，影响尺寸精度和形位精度，对刚性较差的工件尤为明显。残余应力还可能使零件的表面产生细微裂纹，降低零件的疲劳强度。因此，在加工过程中应尽量减小残余应力。一般说来，凡能减小塑性变形和降低切削力、切削温度的方法都能使已加工表面的残余应力减小。
工件已加工表面的硬化现象会增加刀具的磨损，给某些工序的加工（如刮削）带来不便，同时可以提高零件表面的硬度、强度和耐磨性。因此，在能控制残余应力、避免出现细微裂纹的情况下，利用加工硬化可在一定程度上改善零件的使用性能。例如，在精加工之后进行滚压加工，不仅使零件的表面粗糙度降低许多，还可提高零件的疲劳强度和表面的耐磨性。
