形态设计着眼于使机床更符合操作者和使用者的生理和心理特征，它从人机工程学和美学观点来考虑设计问题，使机床造型美观、使用方便，所完成的是对产品平面及立体构成的设计，设计的好坏直接影响到产品的美学效果和暗示功能，因此它对于改善用户工作环境，调节用户心理状态和提高用户工作效率具有重要的作用。在设计中为使产品达到良好的视觉效果和心理感受，就必须按照美的形式法则进行设计，这些法则在美学中属于形式美的范畴，它们是人们在长期的艺术造型设计的实践中总结出来的，主要包括“统一与变化”、“对称”、“均衡”、“安定”、“轻巧”、“对比”、“调和”、“节奏”和“比例”等。这些原则可以分为两类，一类为指导性原则，包括“统一与变化”、“均衡”、“安定”、“轻巧”、“对比”、“调和”、“节奏”，它们所描述的内容是模糊的、感性的，很难用计算机定量地实现；另一类为约束性原则，包括“对称”和“比例”，它们都是以一定的方式限制用户的操作，从而保证用户设计的结果符合美学原则。 这些美学原则特别是“比例与尺度”原则在目前流行的CAID软件系统中未曾有体现。目前工业设计的方法和原则已逐渐普及，但设计手段还不够完善，为了清楚地表达设计者的设计意图，往往需要绘制多幅效果图，必要时需要制作模型，这种设计手段效率低、效果差，同时对比例与尺度的掌握不是很准确。利用比例与尺度约束方法可使设计者直接按照要求准确设计出符合美学原则的机床外型。 在测量学与制图学中，尺度就是比例尺，表示图上线段的大小与相应的实物线段大小之比。利用这种比可以从图上得到某个对象整体或者其局部实际大小的概念。在立体空间造型中，尺度是以人的身高尺寸作为度量标准，对形体进行的衡量，表示形体整体与局部的大小关系，以及同它自身用途相适应的程度和与周围环境相适应的程度，来表示形体体积的大小。尺度也可以认为是与人体或与人所熟悉的零部件或环境相互比较所获得的尺寸印象。尺度感是人对形体所产生的尺度感觉，它不是形体体量的实际大小的数量概念，而是指和人相称的尺度。具有良好尺度感的造型物必须根据人们使用和操作机械产品时操作活动及空间的需要，应当使造型的形式和尺寸适应人的习惯和需要。 机械产品形态造型设计中，首先要解决的是尺度问题，然后才能进一步推敲其比例关系。造型中如果只有各部分之间的良好比例，而没有合理的尺度是不可能符合使用要求的。造型中比例和尺度问题应该综合、统一地加以研究，两者的协调统一乃是创造完美造型形象的必要条件之一。对于NC机床形态造型设计而言，必须根据当前流行的比例和尺度风格、功能、使用环境、人机工程学等方面因素，推敲出机床整体与局部、局部与局部以及整体或局部自身的尺寸比例，使其形态设计具有良好的比例和正确尺度。在形态设计中常用的比例主要有黄金比例、平方根比例、相加级数比、整数比和模度理论。
