Фрезерные и Сверлильные станки – весьма обширная категория, к которой относятся различные группы станков. В настоящем разделе представлены станки, предназначенные для фрезерования и сверления металлических деталей, в основу конструкции рамы у которых заложен принцип консоли, на которой крепятся шпиндель с вращающимся инструментом и подвижный стол с деталью. Консоль удобна тем, что обеспечивает доступ к детали и инструменту с трёх сторон, однако при увеличении размеров и веса обрабатываемых деталей жёсткость такой конструкции становится недостаточной, поэтому крупногабаритные детали обрабатывают на портальных станках, у которых горизонтальная поперечина крепится на двух вертикальных стойках, а подвижный рабочий стол опирается непосредственно на фундамент (в зарубежной классификации такой тип называют Гантри/Gantry типом).  Фрезерные станки (а также гравировальные и сверлильные станки) портального типа представлены в другом разделе. Кроме того, в самостоятельную категорию вынесены фрезерные станки по металлу с горизонтальным шпинделем и столом, опирающимся на собственный или совместный с консолью фундамент – горизонтальные расточные фрезерные станки. Вертикальные консольные фрезерные станки, оснащённые сменщиком инструмента, представлены в категории фрезерных обрабатывающих центров. Токарно-фрезерные обрабатывающие центры отнесены к категории токарных станков.

Фрезерные станки обрабатывают поверхность при помощи вращающегося инструмента – свёрел и разнообразных фрез (фасонные, концевые, дисковые, угловые и т.п.), вращение режущего инструмента является основным для всех фрезерных и сверлильных станков. Подачи рабочего стола, выдвижения шпинделя, смена скоростей и режимов работы относятся к служебным/вспомогательным движениям как фрезерных, так и сверлильных станков по металлу.

В подавляющем большинстве фрезерных станков по металлу, в том числе и во фрезерных станках с ЧПУ, используется прямоугольная (Декартова) система координат. Исключение составляют радиально-сверлильные станки и частные случаи, когда на «обычных» станках применяются дополнительные делительные приспособления – поворотные столы и индексные делительные головки, служащие для поворота детали вокруг вертикальной или горизонтальной оси.

Вертикальные консольно-фрезерные станки - это группа фрезерных станков, характеризующихся тем, что их шпиндель в своём основном положении расположен вертикально. Шпиндельные головки вертикальных фрезерных станков имеют много модификаций: головки первого типа могут наклоняться влево-вправо, как маятник, головки второго типа могут поворачиваться относительно вертикальной оси, горизонтально выдвигаться в направлении поперёк рабочего стола вертикально-фрезерного станка, а головки третьего типа - поворачиваться на 360° относительно оси, расположенной под 45° к горизонту, трансформируясь таким образом в горизонтально-фрезерный станок. Существуют также «комбинированные» модификации вертикальных фрезерных станков, в которых вертикальная головка путем наклона отводится в сторону и освобождает доступ к горизонтальному шпинделю (точнее, к его приводу, а уже в привод устанавливается оснастка, на которую крепятся фрезы).

При всём разнообразии конструкций шпиндельных головок в металлообрабатывающих вертикально-фрезерных станках, у всех этих станков подачи по осям X, Y и Z осуществляются именно за счёт движения рабочего стола (в частности, движение по оси Z обеспечивается вертикальным подъёмом-опусканием консоли с рабочим столом). Все три подачи могут быть как ручными, так и моторизованными.

Для достижения большего разнообразия в способах фиксации деталей некоторые из вертикально-фрезерных станков дооснащаются вертикальными столами с Т-пазами. При наличии вертикального рабочего стола горизонтальный стол является съёмным.

Как уже упоминалось выше, при необходимости вращения детали относительно вертикальной или горизонтальной оси фрезерные станки могут комплектоваться горизонтальными и горизонтально-вертикальными поворотными столами с Т-пазами, либо индексными делительными головками с зажимом детали в кулачках. Применение таких приспособлений даёт возможность быстро и легко повторять некоторый фиксированный набор фрезерных и сверлильных операций (выполнение отверстий, канавок, углублений, зубьев и т.п.) после очередного поворота заготовки на заданный угол.

У горизонтальных фрезерных станков по металлу шпиндель расположен горизонтально; хотя бывают и исключения, в большинстве случаев он не наклоняется. На горизонтальных фрезерных станках (равно как и на вертикальных фрезерных станках) применяются практически все виды фрез: торцевые, концевые, фасонные, угловые, а чаще всего - цилиндрические и дисковые. Оправка, на которой устанавливается фреза, имеет длину, сопоставимую с шириной рабочего стола фрезерного станка, и для уменьшения биений с дальней от шпинделя стороны крепится к консоли («хоботу») с помощью кронштейна-«серьги», в которой для этой цели установлен подшипник вращения.

Как правило, у горизонтально-фрезерных станков все подачи осуществляются за счёт ручного либо механизированного движения рабочего стола, включая его подъём и опускание. В Т-пазах рабочего стола крепится обрабатываемая деталь. Рабочий стол подается в трёх направлениях, описываемых Декартовой системой координат. В редких исключениях вертикальное перемещение (ось Z) обеспечивается смещением не стола с деталью, а фрезерной головки, двигающейся вверх-вниз по направляющим вертикальной стойки консоли. Такая конструкция фрезерного станка используется для обработки деталей с относительно большой массой.

Некоторые горизонтальные фрезерные станки оснащаются рабочим столом с поворотным механизмом и имеют возможность поворота на ± 45° в горизонтальной плоскости, что позволяет подавать деталь под разными углами по отношению к оси шпинделя. Станки такой модификации обладают несколько большими возможностями и называются Универсально-фрезерными станками.

В группу вертикально-горизонтальных фрезерных станков по металлу включены фрезерные станки, у которых есть два привода для вращения фрез: относительно горизонтальной оси и относительно вертикальной оси. Для этого применяются два конструктивных подхода: либо фрезерный станок оснащается двумя штатными шпинделями («2 в 1», см. фото слева), либо вертикальная головка может быть убрана в сторону - что открывает доступ к горизонтальной приводной оси («комбинированная схема», см. фото справа). Очевидно, что при комбинированной схеме одновременная работа горизонтального и вертикального шпинделей фрезерного станка исключена.

Третий подход - это наличие у фрезерного станка одного шпинделя и его поворот на разные углы в интервале от "строго вертикально" до "строго горизонтально". Фрезерные станки такой конструкции, с вращающейся под 45° к горизонту шпиндельной головкой, в данный раздел не вошли и представлены в разделе вертикальных фрезерных станков.

Фрезерные станки с ЧПУ (числовым программным управлением) в подавляющем большинстве случаев имеют вертикальное ненаклоняемое положение шпинделя. У фрезерных станков с ЧПУ вертикальный ход иногда осуществляется за счёт перемещения рабочего стола, но чаще - за счёт подъёма-опускания шпиндельной бабки. Продольно-поперечное перемещение детали во фрезерных станках с ЧПУ производится соответствующими подачами стола с направляющими, укрытыми телескопическим кожухом. Если фрезерный станок с ЧПУ дооснастить сменщиком инструмента (automatic tool changer, ATC) - этот станок уже можно классифицировать как обрабатывающий центр или, точнее, вертикальный фрезерный обрабатывающий центр по металлу.

Именно наличие сменщика инструмента даёт возможность осуществлять множество операций за один установ детали, тем самым  превращая фрезерный станок с ЧПУ в обрабатывающий центр, способный в полностью автоматическом режиме выполнить десятки разных операций. В отличие от фрезерных станков с ЧПУ, обрабатывающие центры имеют также ограждение рабочей зоны, преграждающее разлёт брызг и стружек вокруг станка, систему охлаждения с током жидкости по специальным каналам внутри шпинделя (используется для работы на высоких оборотах), систему сбора и удаления стружки (удобно в серийном производстве), а также другие новшества и инновации. Тем не менее, фрезерные станки с ЧПУ имеют свои преимущества перед обрабатывающими центрами - они дешевле, проще в обслуживании и поэтому рентабельны в мелкосерийном производстве относительно несложных деталей.

Радиально сверлильные станки, как и другие сверлильные станки с вертикальным положением шпинделя, можно рассматривать как частный случай фрезерного станка, который специализируется на движении шпинделя вверх—вниз и использует в качестве инструмента свёрла. Другие (невертикальные) перемещения у радиальных сверлильных станков являются установочными/служебными и поэтому в большинстве случаев механическими приводами не оснащаются.

Радиально-сверлильные станки используются для сверления, развёртки, расточки и зенкования проходных и глухих отверстий в металлических заготовках. Некоторые радиально-сверлильные станки оснащаются дополнительным устройством для нарезания резьбы, в котором вертикальная подача механически, с заданным шагом подачи на каждый оборот, привязана к вращению шпинделя сверлильного станка.

В своей конструкции радиально-сверлильные станки имеют закреплённый на фундаментной плите коробчатый рабочий стол с Т-пазами, с помощью которых зажимается неподвижная деталь. Основным силовым элементом конструкции радиально-сверлильного станка является вертикальная колонна, по которой вверх-вниз перемещается траверса (рукав). Траверса с горизонтально перемещаемой по её направляющим шпиндельной бабкой вращается вокруг колонны, поэтому у радиально-сверлильных станков для описания положения инструмента используется полярная система координат. Вертикальное - вдоль своей оси - смещение шпинделя в пиноли шпиндельной бабки наряду с вращением инструмента является основным рабочим движением радиально-сверлильного станка, за счёт этого движения происходит обработка детали, подача и возврат вращающегося сверла или иного инструмента. К вспомогательным (установочным) движениям относятся подъём, опускание и вращение траверсы, её закрепление на колонне сверлильного станка, радиальное перемещение и фиксирование шпиндельной бабки на рукаве, выбор скоростей вращения и другие.

Основные параметры, характеризующие радиально-сверлильные станки – это максимальный диаметр сверления заготовки, пределы радиальных перемещений шпинделя по траверсе, минимальное и максимальное расстояние между шпинделем и поверхностью рабочего стола (диапазон вертикальных перемещений) сверлильного станка.