Reka bentuk untuk pemesinan CNC melibatkan pertimbangan menyeluruh terhadap kebolehpembuatan, ketepatan dan kos, dengan cabaran utama dalam enam dimensi:
Ciri-ciri kompleks seperti rongga dalam, takungan bawah (undercuts), dinding nipis dan permukaan melengkung memerlukan pengesahan teliti terhadap ketercapaian alat, gangguan pemotong dan ruang pengekalan. Reka bentuk yang lemah dari segi kebolehpembuatan akan menyebabkan peningkatan kos, tempoh penghantaran yang lebih panjang atau bahkan struktur yang tidak dapat diproses.
Bahagian berketepatan tinggi memerlukan kawalan ketat terhadap toleransi dimensi, toleransi bentuk dan toleransi kedudukan (seperti keselarian pusat, ketegaklurusan, dan kerataan). Deformasi akibat daya pemotongan, deformasi haba semasa pemesinan dan ralat pengekalan semua mempengaruhi ketepatan akhir, menuntut pampasan proses secara komprehensif.
Bahan kerja yang berbeza mempunyai prestasi pemotongan yang sangat berbeza. Keluli keras, aloi titanium, aloi super dan bahan sukar dipotong lain menyebabkan kerosakan alat yang cepat, kualiti permukaan yang rendah dan mudah mengalami ubah bentuk benda kerja, serta memerlukan alat khas, parameter pemotongan dan penyelesaian penyejukan.
Komponen kompleks biasanya memerlukan pelbagai proses, pelbagai pemasangan dan malah pelbagai jentera. Reka bentuk laluan proses perlu menyusun secara rasional urutan operasi kasar, operasi akhir dan rawatan haba, serta mengawal ralat kumulatif daripada pelbagai kali pelekap, yang sangat bergantung kepada pengalaman kejuruteraan proses.
Struktur berdinding nipis, aci langsing dan benda kerja berketegaran rendah cenderung mengalami ubah bentuk elastik di bawah daya pemotongan, menyebabkan sisihan dimensi, getaran berdegup dan kualiti permukaan yang buruk. Reka bentuk dan proses perlu dioptimumkan secara serentak untuk memastikan ketegaran struktur dan kestabilan pemesinan.
pemesinan 5-paksi dan pemesinan pelbagai tugas melibatkan pengaturcaraan laluan alat yang kompleks serta simulasi pergerakan. Jurutera mesti mengesahkan risiko perlanggaran antara spindel, pemegang alat, benda kerja, kelengkapan dan badan mesin, yang memerlukan kemahiran pengaturcaraan profesional serta sokongan perisian simulasi.