Proiectarea mașinilor-unelte implică proiectarea, construirea și construcția de mașini-unelte utilizate pentru o varietate de scopuri industriale. Tipurile de mașini-unelte utilizate în mod obișnuit în industriile de astăzi includ strunguri, mașini de găurit și mașini de frezat, precum și mașini de transfer, șlefuit și șlefuit. Fiecare proiectare a mașinii-unelte trebuie să țină cont de sarcina pe care va trebui să o suporte mașina, cine va folosi mașina-uneltă și solicitările asupra componentelor cheie, precum și cerințele sale de putere și cât de mult din funcția sa va fi automatizată.
Proiectantul de mașini-unelte trebuie să se concentreze asupra mai multor aspecte cheie ale diferitelor tipuri de mașini-unelte. Primul dintre acestea este cadrul sau șasiul pe care este construită unealta. Poate fi un cadru turnat, fabricat sau construit, care va găzdui toate motoarele, mesele și comenzile necesare unealta. Adesea, aceste cadre sunt construite din oțel sau fontă, dar un design modern de mașini-unelte poate utiliza și un cadru din plastic compozit. Funcția cheie a cadrului este că trebuie să poată rezista și atenua efectele vibrațiilor pe termen lung, căldurii și sunetului pentru a face instrumentul mai eficient și mai fiabil.
Alte componente adesea incluse în proiectarea unei mașini-unelte sunt glisiere și șine, care sunt ghidaje care permit mișcarea meselor și axului. Există două forme primare pentru acestea. Glisiera pentru cutie, sau șina, este standardul și cel mai ușor de construit, cu o bună capacitate de amortizare și rezistență la șocuri, deși este adesea dificil de reparat și înlocuit. Designul cu role încorporează un rulment între glisier și șină, făcându-l mai versatil și mai ușor de poziționat. Cu toate acestea, modelele cu role ocupă mai mult spațiu și, datorită complexității lor crescute, sunt de obicei mai costisitoare de construit.
Motoarele electrice în designul mașinilor-unelte sunt disponibile într-una dintre cele trei soiuri. Motoarele cu ax sunt cele mai comune și sunt antrenate de arbore. Motoarele de alimentare dau putere glisierelor care mișcă mesele de lucru și sunt adesea denumite servomotoare. Motoarele liniare asigură mișcarea într-o direcție liniară printr-un rotor conectat la glisier și sunt de obicei mici și ușoare.
Designul unei mașini-unelte trebuie să aibă, de asemenea, controale, care pot fi manuale sau bazate pe diferite microprocesoare, cum ar fi controlerul logic programabil (PLC). Software-ul care funcționează cu PLC generează o piesă de mașină-uneltă folosind programe de fabricație asistată de computer (CAM) și software de control numeric computerizat (CNC) pentru a executa CAM și a rula unealta. Acest software controlează uneltele și bucățile detașabile din carbură de tungsten călită, care reprezintă punctul focal al designului mașinii-unelte.
Piața mașinilor-unelte este de așteptat să continue să crească, alimentând o nevoie mereu prezentă de absolvenți ai designului de mașini-unelte. Estimările afirmă că, în anul 2015, va fi o industrie globală de 80.7 miliarde de dolari SUA (USD), care aprovizionează națiunile din Europa și Asia în industrii precum aerospațial, generația eoliană și sectoarele auto. Piața nord-americană este văzută ca fiind matură, în timp ce echipamentele vechi de mașini-unelte pentru tăiere, șlefuire, șlefuire, precum și strunguri, mașini de frezat și multe altele vor fi înlocuite cu modele mai noi, care sunt la mare căutare în altă parte.