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數控機床的總體設計內容包括：系統(tǒng)設計（含數控裝置的功能設計，元件和部件設計，程序段格式設計及系統(tǒng)的總體結構設計）；邏輯設計（含運算器設計，控制器設計及電路設計）；機床主機的結構設計。
數控機床功能和設計與普通機床有著很大差異。對數控機床的結構設計要求可歸為以下幾點：
（1）具有大的切削功率，高的靜，動態(tài)剛度和良好的抗振性能
（2）具有較高的幾何精度，傳動精度，定位精度和熱穩(wěn)定性。
（3）具有實現輔助操作自動化的結構部件。
有關提高靜動剛度，抗震性能，熱穩(wěn)定性和幾何精度等方面的要求和結構措施，對普通機床和數控機床的設計都是一致的，但是要求的程度有差異。數控機床結構設計的主要要求如下：
一：提高機床的結構剛度
機床的剛度是指在切削力和其他力的作用下，抵抗變形能力。數控機床比普通機床要求具有更高的靜剛度和動剛度，有標準規(guī)定數控機床的剛度系數應比普通機床高百分之五十。
機床在切削加工過程中，要承受各種外力的作用，承受的靜態(tài)力有運動部件和被加工零件的自重；承受的動態(tài)力有：切削力，驅動力，加減速時引起的慣性力，摩擦阻力等。組成機床的結構部件在這些力作用下，將發(fā)生變形 ，這些變形都會直接或間接地引起*和工件之間的相對位移從而導致工件的加工誤差，或者影響機床切削過程的特性。
由于加工狀態(tài)的瞬時多變情況復雜，通常很難對結構剛度進行的理論計算。設計者只能對部分構件進行計算其剛度，盡管如此，遵循下列原則和措施，仍可以合理地提高機床 結構剛度
1：合理選擇構件的結構形式     （1）正確選擇截面的形狀和尺寸    （2）合理選擇及布置隔板和筋條      （3）提高構件的局部剛度      （4）選用焊接結構的件。
2：合理地結構布局可以提高剛度      數控機床的托板或工作臺，由于結構尺寸的限制，厚度尺寸不宜設計的太大，但是寬度或跨度又不能設計減小，因而剛度不足，為彌補這個缺陷，除了主導軌外，在懸伸部增設輔助導軌，可大大提高托板或工作臺的剛度。
3：采取補償構件變形的結構措施      當能夠測出著力點的相對變形的大小和方向，或者預知構件的變形規(guī)律時，便可采取相應的措施來補償變形以消除影響，補償的結果相當于提高了機床的剛度。
二：提高機床的抗振性
1：強迫振動         機床強迫振動的振源是：高速旋轉零部件的動態(tài)不平衡力，往復運動件的換向沖擊力，周期變化的切削力等。機床外部的振源通過機床的地基傳給機床，也可使其產生強迫振動。
2；自激振動         機床的自激振動可根據穩(wěn)定性極限切削寬度理論來指導機床改進設計。決定機床動態(tài)特性的基本要素是機床動柔度的zui大負實部，模態(tài)柔度，能量分布以及阻尼分配。
3：提高抗振性的措施:  (1) 提高機床的內部震源   （2）提高靜態(tài)剛度    （3）增加構件或結構的阻尼
三：提高低速進給運動的平穩(wěn)性和運動精度
數控機床各坐標軸進給運動的精度*地影響著零件的加工精度，在開環(huán)進給系統(tǒng)中運動精度取決于系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)，特別是機械傳動部件的精度；在閉環(huán) 和半閉環(huán)進給系統(tǒng)中，位置檢測裝置的分辯力和分辨精度有決定性影響，但是機械傳動部件的特性對運動精度也有一定影響。
四：減小機床的熱變形
1：減小機床內部熱源和發(fā)熱能量
2：改善散熱和隔熱條件
3：合理設計機床的結構和布局
4：進行熱變形補償