工具和模具中常见的三维自由曲面通常在五轴联运的加工中心上进行切削。由于工件的材料大多为合金钢或工具钢，机床的结构和数控系统必须考虑加工过程中生产率和工件精度的要求，并以此为依据进行适当的布局和优化。为了保证机床在切削各种模具材料时不发生太大的变形，在确定机床布局时，机床刚度应放在首位。较大的五轴加工中心，多半采用龙门式结构，一些中小尺寸的五轴加工中心有时也采用立柱式结构。
进入90年代以来，复杂型面在生产中几乎全部以高速切削的方式进行加工。目的是为了提高生产效率，降低产品的成本，同时提高工件的形状精度和降低表面粗糙度。为了满足高速切削的需要，机床的主轴几乎无一例外地采用电主轴。主轴转速根据所用刀具直径的不同进行无级变速，转速范围从每分钟几千转至几万转。滑台的驱动系统在高速切削时也不同于常规加工中心，常用的系统有高速丝杠螺母副驱动和直线电机驱动，最大的进给速度可以达到100m／min以上。 

在加工复杂型面时，机床的数控系统也必须满足一些特殊要求。比如，复杂型面的数控加工程序一般在CAD／CAM软件上生成，一个型面的程序往往需数兆字节（Byte）的储存空间，用软盘传递数控程序已经没有可能。所以数控系统必须有与其他计算机系统联网的功能，以便直接从CAD／CAM上接收数控程序。 

此外，数控系统还必须采用先进的控制技术，首先要求有前瞻（Look Ahead）的功能。也就是说，在机床加工某一轨迹前，数据系统对要加工的曲面进行预先分析，根据曲面各点的曲率以及各相邻点的衔接关系，适当调整机床的进给速度，以便在保证工件精度的前提下达到最高的生产率。为了减少加工过程中的动态误差，新型的数据系统伺服误差的校正不再采用以往的串联式比例微分积分（PID）调节器，而是采用按位置和速度等状态参数进行补偿的状态调节器，采用这种调节器可以彻底消除驱动滞后误差，补偿由于间隙或摩擦引起的非线性误差，甚至可以抵消机床的某些振动，从而达到提高工件形状精度和降低表面粗糙度的要求。