精度保持性是评价数控机床的关键性能指标,亦是制约国产数控机床使用性能与市场竞争力的主要因素。基础件作为数控机床的关键部件,其安装后的精度保持性是影响整机精度性能的关键要素。直线度精度是表征基础件几何精度的重要指标之一,受到基础件装配工艺及机床服役过程中的各因素影响后,往往会缓慢衰退,进而直接影响到机床的加工精度。本文依托国家科技重大专项,围绕精度保持性评价、保持性提升与保持性监测等三个方面内容,开展数控机床直线度保持性提升方法与技术研究工作。提出精度保持性量化评价方法,辨识影响精度保持性的关键误差源。虑及数控机床的实际使用工况,明确精度保持性与精度保持时间的定义,提出衡量精度保持性的特征量“精度保持度”的概念,以解决精度保持时间无法反映精度在规定范围内保持在原始状态能力的问题。建立数控机床空间位置精度保持度模型,揭示机床空间位置精度保持度与几何误差时变状态间关联关系。基于敏感度分析理论,研究影响机床空间位置精度保持度的关键误差源识别方法。研究虑及基础件弹性体特征的导轨安装面直线度误差预测方法。提出导轨安装面直线度误差模型,建立虑及螺栓间弹性相互作用的螺栓预紧力、预紧顺序与导轨安装面直线度误差间关联关系。提出螺栓间交互刚度解析模型,揭示螺栓间弹性相互作用内涵,并采用数值模型对比验证。在此基础上,量化分析各影响因素变化时,螺栓间弹性相互作用对螺栓残余预紧力变化的影响,明确弹性相互作用的影响范围,提出减小螺栓间弹性相互作用对螺栓预紧力影响的措施。研究面向直线度保持的基础件预紧工艺优化方法。提出面向直线度保持的基础件优化预紧工艺,旨在预紧阶段直接满足基础件精度与刚度要求。分析螺栓预紧顺序对基础件连接刚度的影响,提出螺栓预紧顺序约束模型与合理预紧序列制定策略。研究适用于螺栓预紧顺序优化的粒子群优化算法,结合遗传算法中的交配运算,提出粒子位置、个数更新策略,制定螺栓预紧序列优化流程。应用验证直线度保持性提升方法。以某机床厂的重型数控轧辊车床为实验对象,通过现场检测,验证提出导轨安装面直线度误差模型的准确性。对比按照不同预紧工艺装配后的床身导轨直线度误差,评估基础件优化预紧工艺效果。研究基于分布式应变在线获取的床身导轨安装面直线度保持性检测方法。基于弹性力学的平面应力理论,提出适合任意应变测点分布形式的导轨安装面直线度误差预测算法。制定应变片布置策略,开发面向床身导轨安装面直线度误差长期监测的多通道应变远程监测软硬件系统。提出方法被制定为企业标准,提升了几个系列产品基础件直线精度保持能力,并在多类机床上进行推广应用,为稳步推进国产数控机床精度保持性的全面提升做出了积极贡献。