​CNC 机械加工的起源可以追溯到 20 世纪 40 年代，当时美国工程师约翰・T・帕森斯（John T. Parsons）及其团队正在为直升机开发转子叶片。他们意识到转子叶片设计的复杂性需要更精确和自动化的制造过程。这促使他们开发了数控（NC）方法，使用穿孔卡片来指导机床，从而简化了制造过程并提高了精度。​

到了 20 世纪 50 年代后期，麻省理工学院和美国空军合作开展了一个旨在进一步提高制造效率和精度的项目。这次合作导致了计算机数控（CNC）技术的发明，它用计算机生成的数据取代了穿孔卡片来控制机床。CNC 加工在制造过程中提供了更高的灵活性，精度和可重复性，彻底改变了该行业。​

随着 20 世纪 70 年代计算机技术的进步，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）系统的整合。CAD 软件允许工程师创建详细的三维模型设计，而 CAM 软件则将这些设计转换为 CNC 机器可读的指令。这种整合简化了整个制造过程，使得更复杂和精细的设计可以轻松地创建。​​

早期的 CNC 加工设备多为三轴机床，它能够在 X、Y、Z 三个直线方向上进行运动控制，满足平面铣削、钻孔、镗孔加工需求，广泛应用于普通机械零件的生产制造。在汽车发动机缸体的初步加工中，三轴 CNC 加工可以完成大部分平面和孔系的加工任务。​

到了 20 世纪 80 年代，四轴 CNC 加工中心开始崭露头角。在三轴的基础上增加了一个旋转轴（通常为 A 轴），这使得机床能够加工具有倾斜面、螺旋槽等特征的零件。航空发动机的叶片通过四轴 CNC 加工可以通过旋转轴的配合，更好地控制刀具与叶片曲面的接触角度，提高叶片的加工精度和表面质量。​

随着技术的不断突破，五轴联动 CNC 加工应运而生。五轴机床除了 X、Y、Z 三个直线轴外，还配备了两个旋转轴（如 A 轴和 B 轴），五个轴可以同时协调运动。五轴联动加工能够实现复杂曲面的一次装夹成型，避免多次装夹带来的误差，极大地提升了加工精度和效率。​

如今，更高轴数的 CNC 加工设备也在不断探索和发展中。六轴、七轴甚至更多轴的机床开始应用于一些特殊领域，它们进一步拓展了加工的可能性，能够完成更为复杂、精细的加工任务，如航空航天领域的大型整体结构件加工、医疗器械的超精密零件制造等。​​

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