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來開展性工作的經驗證明，性設計和分析對系統性有著重要影響。要提高系統的性，關鍵在于搞好系統的性設計和分析工作。把性工程的放在設計階段，主要有以下兩方面原因：
①設計過程對機床的性水平起著決定性的作用。機床在完成設計的同時，其固有性就已經形成。制造、裝配過程是實現設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，也難以實現高的性要求。
②在設計階段采取措施提高機床性的效費比 高。隨著技術的發展，機床生產企業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。設計時如果不認真考慮性要求，等到制造裝配時才發現嚴重問題，再反過來改進設計，必然會推遲產品投入市場的周期，提高產品的價格，降低競爭力。據 Northrop Grumman公司估計，在設計階段每投入1美元用來提高產品的性和維修性，可在使用階段中節約30美元的維修保養費用到。因此要盡可能將不因素在設計早期。
在研究設計階段應開展的性工作之前， 先要明確數控機床設計階段包括的主要內容。
數控機床的設計過程可分為四個階段，每個階段的主要工作如下：
1)設計準備階段
分析設計任務書，研究市場和用戶對設計的要求，做好市場和技術預測。通過各種渠道收集、檢索有關資料，包括情報、試驗研究成果、發展趨向、(新結構、新工藝、新材料)應用、結構圖樣資料等。要博采眾長、學習，創造性地應用在產品的設計中。
2)方案設計階段
方案設計的內容有：原理性方案，主要技術參數，總布局、傳動系統、控制系統和主要部件的原理圖，試驗結果及技術經濟評價和可行性分析等。
原理性方案的 主要內容是機床的運動原理，它包括運動要求，運動分配，運動聯系和實現運動的方式。在布局設計中要考慮到內部、外部兩方面的因素。內部因素主要是工件與刀具間的相對運動和位置關系，工件的形狀和重量等。外部因素則主要是人一機關系，如外形、操作和管理維護等。為便于技術經濟評價，對機床總體性能有直接影響的部分要有具體的性能參數，要提供計算或實驗驗證的結果，計算出它們對 終結果的影響程度，以選擇出 優方案。
3)技術設計階段
在這個階段要完成機床總體和部件的結構設計，從而初步構成機床外形和內部結構。 先繪制出機床的總體尺寸關系圖，在圖中確定各部件的輪廓尺寸和部件間有聯系的相關尺寸，以各部件在空間不發生干涉。
對初步設計的結果進行 的計算和技術經濟分析。經反復修改后確定初步設計總圖和部件結構圖，組織有經驗的技術人員、用戶或委托設計方進行初步評審。
按照初步評審后確定的總裝配圖和部件結構圖，繪制出機床主要零件的結構圖，如床身、立柱、橫梁、主軸箱等。應用有限元計算、模態分析和優化設計軟件，對主要件及機床的整體結構進行靜、動態性能分析，找出薄弱環節。進一步修改后再組織 次評審，評審通過后，正式繪制出技術設計的總體和部件裝配圖。
4)工作圖設計階段
根據總裝圖和部件圖，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，尺寸及公差數值是否符合尺寸鏈的要求。請工藝人員審查零件的結構工藝性是否合理，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文件。
