传统上，伐木手锯的刀齿通常会呈现出两种类型的几何形状。第一种类型可以被描述为不带斜面的刀齿。这类伐木手锯被广泛理解为一种正交切削工具，并且被木匠用来沿着木纹方向以一种钻凿手段去除材料。第二种类型的刀齿几何形状可以被描述为带斜面的(横切）刀齿。这类手锯通常被用来加工和处理与纹理保持垂直方向的木纤维。
全面审视木材加工作业（聚焦于锯切工艺）后可以发现，在一般情况下，主要有三种类型的因素会对切削力学产生显著的影响：
与机械加工过程相关的因素
2）木材的整体性质
3）木材的水分含量
早期针对木材切削工艺所做的一些研究项目均对这三个因素做了详细的分析。然而，少量专注于刀齿研究的项目并未将木材作为一种非均质材料进行充分考量。很多时候，当开发预测型的力模型时，仅密度和水分含量等参数被纳入考虑范围。总之，需要获得多重方向上不同的力学性能，从而能够归因和区分木材的各向同性和异质性。
先前，已经开发出两种数值模型用于预测木材的顺纹和横纹切削力。采用标准测试程序后获得了力学性能，这些力学性能被视作为分类预测值。
切削试验是在一个受控的实验设备内开展的，分别沿着顺纹和横纹方向对木材进行切削加工。仅使用了一款不带斜面的刀齿来执行切削动作，这样做的目的是为了聚焦于木材工件的属性特性，而不是刀齿的几何形状。当刀齿穿过木材工件时，校准测力计分别记录了在X、Y和Z三个轴向上的电荷信号。
然后，将这些信号放大后使用一款可编程控制器（PLC）进行处理，接着再使用图形化的编程语言LabVIEW将其注册到计算机上。Y轴和Z轴上（分别是侧力和推力）的信号是最小的，因此，它们并没有被用于进一步的分析。
每种预测模型都显示出切削力和特定的力学性能之间所建立的强关联性。顺纹方向的切削力显示出与剪切强度和韧性方面的关联性；而横纹方向的切削力则与抗弯强度和韧性息息相关。在这两种情况下，弹性模量都是较差的预测指标。然而，无论就顺纹还是横纹方向而言，密度都被证明是一种非常良好的预测指标。
高速摄像方法
本研究项目的一个新颖之处是使用了高速摄影技术来观察切屑的形成。该相机被设置为：采用一款微距镜头在宏观层面捕捉切屑的形成情况，速率为每秒钟记录1000帧。使用这种方法，分别对两种不同类型的刀齿的切削机理进行了评估：
一款是不带斜面以及具有正交切削刃的刀齿。该刀齿的负前角和侧面角分别为13度和51度。
另一款是带斜面的刀齿，其前刀面和后刀面都是28度。该刀齿的负前角和侧面角分别为15度和48度。
当记录一组刀齿的切屑形成情况时，相机镜头必须朝着向下的角度倾斜，从而使其能够观察工件的纵向平面。与切削力实验不同，刀齿与工件之间的交互作用必须始终保持显著状态。
在后续三个刀齿中的任意一个通过工件之前，第一个刀齿所执行的切削作用非常小，甚至没有执行任何切削动作。这样做的目的是确保每一个刀齿的恒定深度都能够被高速相机清晰捕捉到。当刀齿倾斜3度时，获得的切削深度为0.15毫米。
通常，第一个刀齿所执行的切削力很小，甚至没有执行切削，而第二个刀齿执行了第一个切削任务。接着，第三和第四个刀齿的切削深度分别为0.15 毫米。
切屑的形成
对横纹方向拍摄的高速录像所做的冻结帧分析为由非斜面刀齿几何形态引发的木纤维变形和弯曲提供了动态展示和说明。顺纹方向的冻结帧分析显示了切屑的连续形成模式。
形成的每个切屑均与正交切削刃保持垂直，因此，它被传输到齿槽并且从切口处得到移除。 这也解释了为何这类刀齿的几何形状通常是沿顺纹方向得到使用。正交切削刃的这种钻凿动作以及齿槽所扮演的作用都确保沿着木材的顺纹方向能够有效地去除材料。
针对斜面刀齿几何形状所拍摄的高速录像分析也展现出连续的切屑形成模式，并且表明了一种剪切破坏模式。非斜面和斜面刀齿几何形状的唯一区别是切屑的形成方向。冻结帧分析显示形成的切屑与倾斜的前刀面保持垂直，其本身与切削方向保持28度的正切角。
该齿槽没有起到显著的作用，这表明齿槽并未有效地运输切屑并将其从切口处去除。
这就解释了为何斜面型的刀齿并没有经常被用来加工顺纹的工件。
木纤维的变形度显著减少，而切口宽度明显变窄。根据相关的研究可知，当刀齿的几何形状倾斜时，刀齿的切削区和工件之间的交互作用小得多。在切削过程中，该接触面积的降低导致了切口宽度的缩小。
采用非斜面（正交）刀齿执行的顺纹切削工艺可以被描述为一个剪切过程。此外，采用斜面刀齿执行的顺纹切削工艺也可以被描述为一种剪切过程。
切屑形成是连续的（类似于非斜面刀齿）。唯一的区别是，切屑是在与刀具路径保持28度的正切角的情况下形成的。非斜面刀齿的几何形状所形成的切屑与刀具路径保持一致的方向。这促使切屑会进入齿槽，从而有效将材料从切口处去除。相反，当刀齿几何形状为斜面时，便无法有效地将材料从切口处去除。
该切屑形成类型在很大程度上对先前公布的数值模型的研究结果给予了支持。因此，它提供了强有力的证据表明：无论对于带斜面或不带斜面的刀齿而言，模纹切削机制均可以被描述为一种弯曲模式。另外一方面，顺纹切削机制则可以被描述为一种剪切模式。
此外，针对不带斜面的刀齿几何形状而言，当它执行顺纹切削工艺时，可以被类比为一种“凿”的动作。相比较之下，针对带斜面的刀齿几何形状而言，当它执行横纹切削工艺时，则可以被类比为一种“刀切削”流程。
