Hovedårsagerne til den resterende spænding i overfladelaget af CNC-værktøjsmaskiner er:
1. Kold plastisk deformation. Numerisk styring af værktøjsmaskiner under påvirkning af skærekraft, overflademetallet producerer plastisk deformation, overfladen producerer trækdeformation langs skærehastighedens retning, metalkarakteren er forlænget, mens basismetallet er i en elastisk deformationstilstand. Når skærekraften er elimineret, har basismetallet en tendens til at komme sig, men hindres af overflademetallet, hvilket resulterer i resterende trykspænding i overfladelaget og resterende trækspænding i det indre lag.
2. Varm plastisk deformation. Under påvirkning af skærevarme er den lokale temperaturstigning på emneoverfladen for høj, mens substrattemperaturen er relativt lav, således at den termiske udvidelse af emnets overflade hindres, og der genereres en stor termisk spænding på overfladen.
Når skæreprocessen er slut, falder overfladetemperaturen, og dens kølesvind begrænses af underlaget, hvilket resulterer i trækspænding på overfladen. Jo højere skæretemperaturen på CNC-værktøjsmaskiner er, jo større er den termiske deformation, jo større er den resterende trækspænding, og nogle gange opstår endda revner på overfladen af emnet.
3. Metallografiske strukturændringer. Den høje temperatur produceret af skærevarmen fra CNC-værktøjsmaskiner vil forårsage metallografiske strukturændringer af overfladelaget. Fordi forskellige metallografiske strukturer har forskellige tætheder, vil ændringen af metallografisk struktur af overfladelaget på CNC-værktøjsmaskiner forårsage ændringen af volumen. Når volumenet af overfladelaget på CNC-værktøjsmaskiner udvider eller krymper, vil det producere henholdsvis trykspænding eller trækspænding på grund af begrænsningen af matrixen.
