零件在進行切削時，由于已加工表面受到切削力和切削熱的作用而發(fā)生嚴重的不均勻彈塑性變形，以及金相組織的變化影響將產(chǎn)生切削殘余應力。產(chǎn)生切削殘余應力的原因主要包括以下三種。

（1）機械應力塑性變形效應

在切削過程中，原本與切屑相連的表面層金屬產(chǎn)生相當大的、與切削方向相同的彈塑性變形，切屑切離后使表面呈現(xiàn)殘余拉應力而心部為殘余壓應力。同時，表層金屬在背向力方向也發(fā)生塑性變形，刀具對加工表面的擠壓使表層金屬發(fā)生拉伸塑性變形，但由于受到基體金屬的阻礙，從而在工件表層產(chǎn)生殘余壓應力。另外，表層金屬的冷態(tài)塑性變形使晶格扭曲而疏松，密度減小，體積增大，也會使表層產(chǎn)生殘余壓應力而心部為殘余拉應力。

（2）熱應力塑性變形效應

切削時，強烈的塑性變形和摩擦使已加工表面層的溫度很高，而心部溫度較低。當熱應力超過材料的屈服強度時，表層在高溫下將伸長，但由于受到基體材料的限制，本應該發(fā)生的伸長被壓縮。在切削后的冷卻過程中，金屬彈性逐漸恢復。當冷卻到室溫時，表層金屬要收縮，但由于受到基體金屬的阻礙，工件表層產(chǎn)生殘余拉應力。

（3）表層局部金相組織轉(zhuǎn)變

切削時產(chǎn)生的高溫會引起表面層金相組織的變化，由于不同的金相組織密度不同，表層體積也將發(fā)生變化。例如，馬氏體密度為7.75g/cm3，奧氏體密度為7.968g/cm3，珠光體密度為7.78g/cm3，鐵素體密度為7.88g/cm3。若表層體積膨脹，會產(chǎn)生殘余壓應力；反之，則產(chǎn)生殘余拉應力。

切削殘余應力的性質(zhì)和大小受很多因素的影響，掌握這些因素的影響規(guī)律并進行合理選擇，對于降低殘余應力和優(yōu)化切削過程是很有必要的。

（1）工件材料的影響

工件材料本身狀態(tài)及其物理力學性能對切削殘余應力產(chǎn)生直接影響。塑性好的材料切削加工后通常產(chǎn)生殘余拉應力；塑性差的材料則產(chǎn)生殘余壓應力。根據(jù)工件材料的具體初始應力狀態(tài)，切削加工可能使工件內(nèi)殘余應力值增大或減小。

（2）切削參數(shù)的影響

切削速度的影響一般是通過“溫度因素”來進行的。切削速度較低時，易產(chǎn)生殘余拉應力；切削速度較高時，由于切削溫度升高，易產(chǎn)生殘余壓應力。增加進給量和切削深度時，被切削層金屬的截面及體積增大，使刀刃前的塑性變形區(qū)和變形程度增加。如果此時切削速度較高，則溫度因素的影響也有所加強，因此表面殘余拉應力將會增大。

（3）刀具參數(shù)的影響

當增大刀具的前角、后角，減小刀尖的圓弧半徑和切削刃的鈍圓半徑時，殘余應力會減小。刀具的鋒利性、后刀面的磨損或鈍圓半徑對殘余應力的影響很大，其次是刀具前角。