Основните причини за остатъчното напрежение в повърхностния слой на машините с ЦПУ са:
1. Студена пластична деформация. Машини с цифрово управление под действието на силата на рязане, повърхностният метал произвежда пластична деформация, повърхността произвежда деформация на опън по посока на скоростта на рязане, характерът на метала е удължен, докато основният метал е в състояние на еластична деформация. Когато силата на рязане се елиминира, основният метал има тенденция да се възстанови, но е възпрепятстван от повърхностния метал, което води до остатъчно напрежение на натиск в повърхностния слой и остатъчно напрежение на опън във вътрешния слой.
2. Гореща пластична деформация. Под действието на топлината на рязане местното повишаване на температурата на повърхността на детайла е твърде високо, докато температурата на субстрата е относително ниска, така че термичното разширение на повърхността на детайла е възпрепятствано и се генерира голям термичен стрес на повърхността.
Когато процесът на рязане приключи, температурата на повърхността намалява и нейното свиване при охлаждане се ограничава от субстрата, което води до напрежение на опън върху повърхността. Колкото по-висока е температурата на рязане на машините с ЦПУ, толкова по-голяма е термичната деформация, толкова по-голямо е остатъчното напрежение на опън и понякога дори се появяват пукнатини по повърхността на детайла.
3. Промени в металографската структура. Високата температура, произведена от топлината на рязане на металорежещи машини с ЦПУ, ще причини промени в металографската структура на повърхностния слой. Тъй като различните металографски структури имат различна плътност, промяната на металографската структура на повърхностния слой на машинните инструменти с ЦПУ ще доведе до промяна на обема. Когато обемът на повърхностния слой на CNC машинния инструмент се разширява или свива, той ще произведе съответно напрежение на натиск или напрежение на опън поради ограничението на матрицата.
