來開展性工作的經(jīng)驗證明，性設(shè)計和分析對系統(tǒng)性有著重要影響。要提高系統(tǒng)的性，關(guān)鍵在于搞好系統(tǒng)的性設(shè)計和分析工作。把性工程的放在設(shè)計階段，主要有以下兩方面原因：
?、僭O(shè)計過程對機床的性水平起著決定性的作用。機床在完成設(shè)計的同時，其固有性就已經(jīng)形成。制造、裝配過程是實現(xiàn)設(shè)計過程所形成的固有性，使用和維護過程是保持已形成的固有性。如果在設(shè)計階段沒有認真考慮性問題，那么無論怎樣制造、嚴格管理、合理使用，也難以實現(xiàn)高的性要求。
?、谠谠O(shè)計階段采取措施提高機床性的效費比 高。隨著技術(shù)的發(fā)展，機床生產(chǎn)企業(yè)之間的競爭不斷加劇，這就要求新機床不但研制周期要短，而且性水平要高。設(shè)計時如果不認真考慮性要求，等到制造裝配時才發(fā)現(xiàn)嚴重問題，再反過來改進設(shè)計，必然會推遲產(chǎn)品投入市場的周期，提高產(chǎn)品的價格，降低競爭力。據(jù) Northrop Grumman公司估計，在設(shè)計階段每投入1美元用來提高產(chǎn)品的性和維修性，可在使用階段中節(jié)約30美元的維修保養(yǎng)費用到。因此要盡可能將不因素在設(shè)計早期。
在研究設(shè)計階段應(yīng)開展的性工作之前， 先要明確數(shù)控機床設(shè)計階段包括的主要內(nèi)容。
數(shù)控機床的設(shè)計過程可分為四個階段，每個階段的主要工作如下：
1)設(shè)計準備階段
分析設(shè)計任務(wù)書，研究市場和用戶對設(shè)計的要求，做好市場和技術(shù)預測。通過各種渠道收集、檢索有關(guān)資料，包括情報、試驗研究成果、發(fā)展趨向、(新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料)應(yīng)用、結(jié)構(gòu)圖樣資料等。要博采眾長、學習，創(chuàng)造性地應(yīng)用在產(chǎn)品的設(shè)計中。
2)方案設(shè)計階段
方案設(shè)計的內(nèi)容有：原理性方案，主要技術(shù)參數(shù)，總布局、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和主要部件的原理圖，試驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟評價和可行性分析等。
原理性方案的 主要內(nèi)容是機床的運動原理，它包括運動要求，運動分配，運動聯(lián)系和實現(xiàn)運動的方式。在布局設(shè)計中要考慮到內(nèi)部、外部兩方面的因素。內(nèi)部因素主要是工件與刀具間的相對運動和位置關(guān)系，工件的形狀和重量等。外部因素則主要是人一機關(guān)系，如外形、操作和管理維護等。為便于技術(shù)經(jīng)濟評價，對機床總體性能有直接影響的部分要有具體的性能參數(shù)，要提供計算或?qū)嶒烌炞C的結(jié)果，計算出它們對 終結(jié)果的影響程度，以選擇出 優(yōu)方案。
3)技術(shù)設(shè)計階段
在這個階段要完成機床總體和部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而初步構(gòu)成機床外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 先繪制出機床的總體尺寸關(guān)系圖，在圖中確定各部件的輪廓尺寸和部件間有聯(lián)系的相關(guān)尺寸，以各部件在空間不發(fā)生干涉。
對初步設(shè)計的結(jié)果進行 的計算和技術(shù)經(jīng)濟分析。經(jīng)反復修改后確定初步設(shè)計總圖和部件結(jié)構(gòu)圖，組織有經(jīng)驗的技術(shù)人員、用戶或委托設(shè)計方進行初步評審。
按照初步評審后確定的總裝配圖和部件結(jié)構(gòu)圖，繪制出機床主要零件的結(jié)構(gòu)圖，如床身、立柱、橫梁、主軸箱等。應(yīng)用有限元計算、模態(tài)分析和優(yōu)化設(shè)計軟件，對主要件及機床的整體結(jié)構(gòu)進行靜、動態(tài)性能分析，找出薄弱環(huán)節(jié)。進一步修改后再組織 次評審，評審通過后，正式繪制出技術(shù)設(shè)計的總體和部件裝配圖。
4)工作圖設(shè)計階段
根據(jù)總裝圖和部件圖，繪制機床的全部零件圖，無遺漏地定出零件上的每個尺寸，公差配合和形位誤差。然后對照總裝圖和部件圖對每張圖進行審核、校對。檢查尺寸標注有無遺漏和錯誤，尺寸及公差數(shù)值是否符合尺寸鏈的要求。請工藝人員審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理，是否便于制造和裝配。檢查尺寸標注的基準，公差的精度等級，材料的選擇，熱處理的要求等是否合理。 后編寫各類零件明細表、外購件明細表和使用說明書等技術(shù)文件。
