组合机床作为一种专用、高效率、高质量的自动化装备,广泛用于工业生产中。目前,多数中小企业在设计组合机床时依然采用传统的经验设计方法,设计周期较长,设计过程参考相似产品,设计方案缺乏创新性。加强组合机床的计算机辅助方案设计研究,有助于改变当前的设计模式,推进组合机床的广泛应用,进而增强企业的生产能力和市场竞争力,促进国家的工业发展。组合机床CAD研究包含结构设计、多轴箱设计、夹具设计和控制系统设计等方面。目前,CAD技术已引入到组合机床设计中,开发了一批设计系统,但在功能性、融合性和技术更新方面尚有欠缺。本文基于以上情况并结合浙江某公司钻孔攻丝组合机床项目,对组合机床计算机辅助结构方案设计进行了深入的理论研究并予以实现,主要研究工作体现在以下几个方面：1)建立了基于加工特征的组合机床加工需求表达模型。工件的加工需求一般较复杂,本文基于计算机知识表达方法和空间几何原理,建立加工需求层次表达模型。该模型容易理解和操作,实现了工件需求的计算机表示,同时建立了组合机床加工特征模型库。基于此模型又完成了组合机床刀具信息的表示,实现刀具信息数字化,为组合机床快速方案设计提供支持。2)建立了组合机床设计资源库。组合机床设计需要大量的数据支持,包括机械加工工艺参数、组合机床零部件信息和刀具信息等。在参数化设计方法、数据库和相关设计标准的基础上,建立组合机床通用零部件信息库、组合机床加工工艺数据库和刀具信息库,为下一步的加工工序规划、优化和组合机床方案设计提供了依据。3)基于抽样方法对组合机床加工工序进行合理规划。组合机床加工具有多特征、多刀、多工位的特点,加工工序数目通常在十几到几十个之间,即使考虑了工序间的先后约束关系,可行排序方案的计算量也十分庞大。该规划方法对可行排序方案进行抽样、评价、取最优值,并通过多次抽样结果的差值判定优化程度,从而找到最优或者接近最优的排序方案。此方法便于理解,易于程序实现。4)组合机床整体结构方案设计。根据组合机床的设计特点,提出了组合机床配置形式和通用部件的选择方法,方法能够针对具体的加工需求,选择合适的配置形式并依此选取通用部件。然后,完成了组合机床整体结构的程序化设计研究,最后,提出了组合机床的方案评价方法,能够对设计方案的加工效率和成本等项目进行可靠评估。5)设计系统的实现和应用。基于以上的理论研究,开发了计算机辅助组合机床结构方案设计系统,构建了由加工需求表达、设计资源管理和整体结构方案设计组成的软件结构体系,结合企业项目,提出了可行的组合机床设计方案。