（1） 殘余應力產生的原因
1）機械應力引起的塑性變形，切削過程中，刀刃前方的工件材料受到前到面的擠壓，使即將成為以加工表面層的金屬沿切削方向產生壓縮塑性變形，該壓縮塑性變形由于受到里層未變形金屬的牽制，故形成殘余拉應力。
另外，刀具的后刀面與已加工表面產生很大的擠壓與摩擦，使表層金屬產生拉伸塑性變形，刀具離開后，在里層金屬的作用下，表層金屬產生殘余壓應力。
2) 熱應力引起的表層金屬的壓縮塑性變形，將使金屬表層金屬產生殘余拉應力。
3）相變引起的體積變化，切削時，若表層溫度大于相變溫度，則表層金屬組織可能發(fā)生相變。如果金相組織的變化引起表層金屬的比容增大，則表層金屬產生殘余壓應力；若金相組織的變化引起表層金屬的比容減小，則表層金屬產生殘余拉應力。
已加工表面層內呈現(xiàn)的殘余應力，是上述諸因素綜合作用的結果，其大小和符號則由起主導作用的因素所決定。
切削碳鋼時，通常在已加工表面層形成殘余拉應力，其值可達0.78~0.08GPa，而殘余應力層的深度可達0.40~0.50mm。
（2） 影響殘余應力的因素，影響殘余應力的因素較為復雜，總的說來，凡能減小塑性變形和降低切削溫度的因素都能使已加工表面的殘余應力減小。
1） 刀具方面，當前角由正值逐漸變?yōu)樨撝禃r，表層的殘余拉應力逐漸減小，但殘余應力層的深度增大（見圖3-5）在一定的切削用量下，采用絕對值較大的負前角，可使已加工表面層得到殘余壓應力（見圖3-6)
圖3-5 前角對殘余應力的影響
刀具：硬質合金 工件：45鋼 切削用量：υ=150/min，ap=0.5mm。f=0.05mm/r
圖3-6 端銑時前角對殘余應力的影響
刀具：硬質合金 工件：45鋼 切削用量：υ=320m/min，ap=2.5mm, af=0.08mm/z
圖3-7刀具后刀面磨損量VB對殘余應力的影響
刀具：單齒硬質合金端銑刀。軸向前角00，徑向前角—15°a0=8°，k′r=5°工件：合金鋼，切削條件：υ=55m/min，ap=1mm，af=0.13mm/z，不加切削液
圖3-8 切削速度對殘余應力的影響
刀具：可轉位硬質合金刀具，y0=-5°，a0=a′0=5°，λs=-5°，kr=75°，k′r =15°,rε=0.8mm 工件：45鋼（退火），切削條件：ap=0.3mm，f=0.05mm/r，不加切削液。
刀具后刀面的磨損量VB增加時，已加工表面的殘余拉應力及殘余應力層深度都將隨之增加（見圖3-7）。
2）工件方面，塑性較大的材料，切削加工后，通常產生殘余拉應力，而且塑性越大，殘余拉應力越大。切削灰鑄鐵等脆性材料時，加工表面層將產生殘余壓應力。
3 )切削條件方面，已加工表面上的殘余拉應力隨切削速度的提高而增大，但殘余應力層的深度減�。ㄒ妶D3-8）。切削速度增加時，切削溫度隨之增加，當切削溫度超過金屬的相變溫度時，則情況就有所不同，此時殘余應力的大小及符號，取決于表層金相組織的變化。
進給量增加時，工件已加工表面上的殘余拉英里及殘余應力層深度都將隨之增加（見圖3-9）。
加工退火鋼時，切削深度對殘余應力的影響不太顯著，而加工淬火后回火的45鋼時，隨著切削深度的增加，表面的殘余拉應力將隨之略有減小。
（3） 殘余應力的測量，表面層殘余應力的測定方法大致可分為物理法和機械發(fā)兩大類。物理發(fā)是利用材料的物理性質來測定殘余應力的無損檢測法，如X射線法、超聲波法、磁性法和光彈性法等。
圖3-9 進給量對殘余應力的影響
刀具、工件同圖3-8 切削條件：υ=86m/min，ap=2mm，不加切削液
其中只有X射線法能作定量測量。機械法是利用殘余應力的不平衡使零件發(fā)生變形，再根據應力不平衡，只能將帶有殘余應力的零件逐層切除。因此機械法不是無損檢測方法。
