一种光学自由曲面精密铣削机床，属于光学自由曲面制造及精密加工技术领域，包括机床底座，所述机床底座上表面通过防松螺栓组件安装有机床底板，机床底板上表面安装有Z轴运动机构和摇篮工作台，摇篮工作台上通过工件夹具安装有光学自由曲面工件，Z轴运动机构顶部安装有机床顶板，机床顶板上安装有重力平衡装置；所述机床底板上表面开设有铣削废液收集槽，废液收集槽槽底开设有废液收集孔，废液收集孔通过管线排出，对铣削废液进行回收；Z轴运动机构上依次安装有Y轴运动机构、X轴运动机构、主轴箱及主轴组件。该机床有着优良的刚度、强度和稳定性。所使用防松螺栓组件为一种“栓中栓”结构，可以保证机床有稳定的静动态特性。