制造业是为国民经济各部门和国防建设提供技术装备的重要基础产业,作为先进制造技术的基础设备,数控机床一直是研究的重点。精度作为衡量数控机床性能的重要指标,长久以来都是机床研究领域的重中之重。进给系统是影响数控机床精度的关键组成部分,其质量和性能对数控机床加工精度、精度保持性和可靠性具有极大的影响。机床精度设计有赖于对机床各层级问误差传递模型的充分认识,本文以影响机床精度的关键部分——直线进给系统为研究对象,分别从单元误差获取、进给系统的部件层误差建模、机床几何误差模型优化三个关键领域展开研究。在进给系统单元误差的获取上,针对目前几何误差辨识中所广泛采用的基于激光测量的九线法的不足,以九线法为基础,提出了基于对“斜率”误差的剔除与测点位置坐标点优化的新方法。在进给系统的部件层误差建模上,全面考虑多零部件、多因素对进给系统精度的影响,创新地采用耦合建模方法,研究部件自身误差、安装误差以及零部件间接触刚度对进给系统精度的综合影响机理。在机床几何误差模型优化上,针对多刚体系统理论建模方法的不足,结合部件层误差对进给系统精度的综合影响机理,提出了一种基于非刚性误差矩阵建模的优化方法。