来开展性工作的经验证明，性设计和分析对系统性有着重要影响。要提高系统的性，关键在于搞好系统的性设计和分析工作。把性工程的放在设计阶段，主要有以下两方面原因：
①设计过程对机床的性水平起着决定性的作用。机床在完成设计的同时，其固有性就已经形成。制造、装配过程是实现设计过程所形成的固有性，使用和维护过程是保持已形成的固有性。如果在设计阶段没有认真考虑性问题，那么无论怎样制造、严格管理、合理使用，也难以实现高的性要求。
②在设计阶段采取措施提高机床性的效费比 高。随着技术的发展，机床生产企业之间的竞争不断加剧，这就要求新机床不但研制周期要短，而且性水平要高。设计时如果不认真考虑性要求，等到制造装配时才发现严重问题，再反过来改进设计，必然会推迟产品投入市场的周期，提高产品的价格，降低竞争力。据 Northrop Grumman公司估计，在设计阶段每投入1美元用来提高产品的性和维修性，可在使用阶段中节约30美元的维修保养费用到。因此要尽可能将不因素在设计早期。
在研究设计阶段应开展的性工作之前， 先要明确数控机床设计阶段包括的主要内容。
数控机床的设计过程可分为四个阶段，每个阶段的主要工作如下：
1)设计准备阶段
分析设计任务书，研究市场和用户对设计的要求，做好市场和技术预测。通过各种渠道收集、检索有关资料，包括情报、试验研究成果、发展趋向、(新结构、新工艺、新材料)应用、结构图样资料等。要博采众长、学习，创造性地应用在产品的设计中。
2)方案设计阶段
方案设计的内容有：原理性方案，主要技术参数，总布局、传动系统、控制系统和主要部件的原理图，试验结果及技术经济评价和可行性分析等。
原理性方案的 主要内容是机床的运动原理，它包括运动要求，运动分配，运动联系和实现运动的方式。在布局设计中要考虑到内部、外部两方面的因素。内部因素主要是工件与刀具间的相对运动和位置关系，工件的形状和重量等。外部因素则主要是人一机关系，如外形、操作和管理维护等。为便于技术经济评价，对机床总体性能有直接影响的部分要有具体的性能参数，要提供计算或实验验证的结果，计算出它们对 终结果的影响程度，以选择出 优方案。
3)技术设计阶段
在这个阶段要完成机床总体和部件的结构设计，从而初步构成机床外形和内部结构。 先绘制出机床的总体尺寸关系图，在图中确定各部件的轮廓尺寸和部件间有联系的相关尺寸，以各部件在空间不发生干涉。
对初步设计的结果进行 的计算和技术经济分析。经反复修改后确定初步设计总图和部件结构图，组织有经验的技术人员、用户或委托设计方进行初步评审。
按照初步评审后确定的总装配图和部件结构图，绘制出机床主要零件的结构图，如床身、立柱、横梁、主轴箱等。应用有限元计算、模态分析和优化设计软件，对主要件及机床的整体结构进行静、动态性能分析，找出薄弱环节。进一步修改后再组织 次评审，评审通过后，正式绘制出技术设计的总体和部件装配图。
4)工作图设计阶段
根据总装图和部件图，绘制机床的全部零件图，无遗漏地定出零件上的每个尺寸，公差配合和形位误差。然后对照总装图和部件图对每张图进行审核、校对。检查尺寸标注有无遗漏和错误，尺寸及公差数值是否符合尺寸链的要求。请工艺人员审查零件的结构工艺性是否合理，是否便于制造和装配。检查尺寸标注的基准，公差的精度等级，材料的选择，热处理的要求等是否合理。 后编写各类零件明细表、外购件明细表和使用说明书等技术文件。
