工作物を高速で回転させ、そこに刃物を触れさせて材料を削ります。工作物が回転しますので、円筒状の部品を制作するのに向いています。円筒の外周を削ったり、円筒の内部に穴を開けたり、雄ネジの加工をします。手動でさまざまな加工を行う汎用旋盤と、コンピュータープログラムによって移動で加工を行うNC旋盤、CNC旋盤。

フライス加工では、固定した工作物に高速で回転する刃物をあてて加工します。正面フライス、エンドミル、溝フライス、平フライスなどの工具により、面を削り出したり、段や溝を彫ったりするなど、さまざまな加工が可能です。工具の交換や工具の制御などを全て手動で行う汎用フライス盤や、工具の制御を自動で行うNCフライス盤、工具の交換も自動で行うMC（マシニングセンタ）があります。NCやMCの中には、工具の位置だけでなく、工具や工作物の傾きも制御する、3軸加工機や5軸加工機と呼ばれる加工機もあります。円筒状のものを加工する旋盤と異なり、ブロック状の材料から複雑な形状を削り出したり、溝や穴などの加工をしたりするなど、幅広い加工が可能です。

般的には「穴をあけるだけ」と思われがちなボール盤ですが、使用する工具によってさまざまな加工が可能です。穴の精度を高めるリーマや、穴の内径を広げる中ぐり、ネジ切り加工などです。

一つの方向から穴をあけたり、切込みを入れたりしてできる形状が最も簡易に製作できる部品となります。穴加工のように1軸方向のみの加工や、同じ高さで輪郭を加工したり、窪みを入れたりする平面的な加工も比較的簡易な加工です。下の例のように、フラットな板にネジ穴やキリ穴などをあけただけのベースプレートや、一部切り欠きや面取りを施したブロックなどが典型的です。穴や切り欠きに加え、輪郭、ポケット(窪み)の加工も可能です。

1～2軸加工品を1方向だけではなく複数の方向から施したような加工品です。左図のブラケットのように、1方向からの輪郭形状、穴加工、ポケット加工、切り欠き加工のほか、横方向から穴加工を施しています。右図のハウジングは横方向から溝加工、別の方向から穴加工を施しています。このような加工は、素材をひっくり返して向きを変えて、それぞれの向きで形状加工をします。1方向から加工を施した後、素材をひっくり返して再度固定するわけですが、このような作業を段取り替えとも呼びます。

1方向からの加工でも、滑らかな局面(自由曲面など)を削る方法を同時3軸加工と言います。曲面に沿ってボールエンドミルという先端が丸い刃物を動かして、仕上げていきます。左図のように自由曲面を持つ部品はもちろんですが、右図のように人や動物をスキャンしたような曲面も加工することができます。曲面に沿って3次元的に同時に主軸を動かさなければいけませんので、3次元加工に対応したCAM(Computer Aided Manufacturing)と呼ばれる専用のアプリケーションでNCプログラムを作成します。射出成型部品などの金型の切削加工などでもよく使われる加工方法です。

ブロック状ではなく、全体的に複雑な形状をした部品も加工できます。素材を色々な向きに固定しなおしたり、5軸加工機と呼ばれる最新の機械を使ったりすることで、多面的な複雑形状の製作が可能です。

航空機部品などで多用される加工方法です。下の図は、典型的な航空機部品の形状(イメージ)です。

自由曲面と穴加工などが組み合わさっており、ボスが立っていたり、全体的に肉抜き形状になっているなど複雑で薄肉構造が多いのが特徴です。

最新の5軸加工機や複合加工機の中でも、工具の動きと同期して素材もぐるぐる回転させながら加工する同時加工によってしか加工できない形状もあります。

左図のようなローターブレードと呼ばれる形状(同時4軸)や、右図インペラのような形状(同時5軸)が典型的です。このように一定の素材方向からだけでは加工できないような入り組んだ形状加工にも、切削加工は強みを発揮します。