Основними причинами залишкової напруги в поверхневому шарі верстатів з ЧПК є:
1. Холодна пластична деформація. Верстати з числовим керуванням під дією сили різання поверхня металу виробляє пластичну деформацію, поверхня виробляє деформацію розтягування вздовж швидкості різання, характер металу подовжений, тоді як основний метал знаходиться в стані пружної деформації. Коли сила різання припиняється, основний метал прагне відновитися, але цьому заважає поверхневий метал, що призводить до залишкової напруги стиску в поверхневому шарі та залишкової напруги розтягування у внутрішньому шарі.
2. Гаряча пластична деформація. Під дією тепла різання локальне підвищення температури поверхні заготовки є занадто високим, тоді як температура підкладки відносно низька, тому теплове розширення поверхні заготовки перешкоджає і на поверхні створюється велике теплове напруження.
Коли процес різання закінчується, температура поверхні знижується, а її усадка при охолодженні обмежується підкладкою, що призводить до напруги розтягування на поверхні. Чим вища температура різання верстатів з ЧПК, тим більша термічна деформація, тим більше залишкова напруга розтягування, а іноді навіть з’являються тріщини на поверхні заготовки.
3. Зміни металографічної структури. Висока температура, що створюється теплом різання верстатів з ЧПК, спричинить зміни металографічної структури поверхневого шару. Оскільки різні металографічні структури мають різну щільність, зміна металографічної структури поверхневого шару верстатів з ЧПК призведе до зміни об’єму. Коли об’єм поверхневого шару верстата з ЧПК розширюється або зменшується, це вироблятиме напругу стиснення або напругу розтягування відповідно через обмеження матриці.
