Các lý do chính gây ra ứng suất dư trong lớp bề mặt của máy công cụ CNC là:
1. Biến dạng dẻo nguội. Máy công cụ điều khiển số dưới tác dụng của lực cắt, bề mặt kim loại sinh ra biến dạng dẻo, bề mặt sinh ra biến dạng kéo dọc theo phương của tốc độ cắt, kim loại bị kéo dài ra, còn kim loại cơ bản ở trạng thái biến dạng đàn hồi. Khi lực cắt bị triệt tiêu, kim loại cơ bản có xu hướng phục hồi, nhưng bị kim loại bề mặt cản trở, dẫn đến ứng suất nén dư ở lớp bề mặt và ứng suất kéo dư ở lớp trong.
2. Biến dạng dẻo nóng. Dưới tác dụng của nhiệt cắt, độ tăng nhiệt cục bộ của bề mặt phôi quá cao, trong khi nhiệt độ bề mặt tương đối thấp, do đó sự giãn nở nhiệt của bề mặt phôi bị cản trở và sinh ra ứng suất nhiệt lớn trên bề mặt.
Khi quá trình cắt kết thúc, nhiệt độ bề mặt giảm, và sự co ngót do nguội của nó bị hạn chế bởi chất nền, dẫn đến ứng suất kéo trên bề mặt. Nhiệt độ cắt của máy công cụ CNC càng cao, biến dạng nhiệt càng lớn, ứng suất kéo dư càng lớn, thậm chí đôi khi xuất hiện vết nứt trên bề mặt phôi.
3. Sự thay đổi cấu trúc kim loại học. Nhiệt độ cao tạo ra bởi nhiệt cắt của máy công cụ CNC sẽ gây ra sự thay đổi cấu trúc kim loại của lớp bề mặt. Bởi vì các cấu trúc kim loại khác nhau có mật độ khác nhau, sự thay đổi cấu trúc kim loại của lớp bề mặt của máy công cụ CNC sẽ gây ra sự thay đổi thể tích. Khi thể tích của lớp bề mặt của máy công cụ CNC nở ra hoặc co lại, nó sẽ tạo ra ứng suất nén hoặc ứng suất kéo tương ứng do giới hạn của ma trận.
