Hlavné príčiny zvyškového napätia v povrchovej vrstve CNC obrábacích strojov sú:
1. Plastická deformácia za studena. Číslicovo riadené obrábacie stroje pri pôsobení reznej sily povrchový kov vytvára plastickú deformáciu, povrch vytvára ťahovú deformáciu v smere reznej rýchlosti, kovový charakter je predĺžený, pričom základný kov je v stave elastickej deformácie. Keď je rezná sila eliminovaná, základný kov má tendenciu zotavovať sa, ale bráni mu povrchový kov, čo má za následok zvyškové tlakové napätie v povrchovej vrstve a zvyškové ťahové napätie vo vnútornej vrstve.
2. Plastická deformácia za tepla. Pôsobením rezného tepla je lokálny nárast teploty povrchu obrobku príliš vysoký, zatiaľ čo teplota substrátu je relatívne nízka, takže sa bráni tepelnej rozťažnosti povrchu obrobku a na povrchu vzniká veľké tepelné napätie.
Po ukončení procesu rezania sa teplota povrchu zníži a jeho zmršťovanie pri chladení je obmedzené substrátom, čo má za následok ťahové napätie na povrchu. Čím vyššia je rezná teplota CNC obrábacích strojov, tým väčšia je tepelná deformácia, tým väčšie je zvyškové napätie v ťahu a niekedy sa na povrchu obrobku objavia aj trhliny.
3. Zmeny metalografickej štruktúry. Vysoká teplota produkovaná rezným teplom CNC obrábacích strojov spôsobí zmeny metalografickej štruktúry povrchovej vrstvy. Pretože rôzne metalografické štruktúry majú rôznu hustotu, zmena metalografickej štruktúry povrchovej vrstvy CNC obrábacích strojov spôsobí zmenu objemu. Keď sa objem povrchovej vrstvy CNC obrábacieho stroja zväčší alebo zmenší, bude produkovať tlakové napätie alebo ťahové napätie v dôsledku obmedzenia matrice.
