直线导轨在加工过程中主要依靠矫直工艺提高其直线度精度,减少由于机械加工、热处理等工艺带来的弯曲变形。但目前常用的单步压力矫直技术实现的是在二维平面内矫直,无法满足直线导轨空间弯曲变形的矫直要求。因此,本文结合直线导轨的结构特点,在矫直过程中采用从不同方向加载的多步矫直方法,满足直线导轨的直线度需求。本文的主要内容如下:（1）建立考虑正交方向残余应力耦合的直线导轨矫直参数关联模型。根据直线导轨的空间弯曲变形特征,进行多步矫直加工方法分析;结合残余应力耦合现象与弹塑性变形重叠区域的影响,提出一种考虑正交方向残余应力耦合的直线导轨矫直参数关联建模方法;基于挠曲线的曲率积分方法,推导直线导轨矫直参数关联模型的计算方法。（2）提出一种针对空间弯曲变形的直线导轨多步矫直策略。考虑直线导轨空间弯曲变形特征,对多步矫直的挠曲形态演化过程进行分析,建立直线导轨多步矫直模型;考虑多步矫直过程中出现的轮廓误差与挠曲线失效现象,采用变步长的多步矫直策略,对多步矫直的过程进行分析,并设计直线导轨的多步矫直参数匹配算法。（3）进行直线导轨矫直参数关联模型与多步矫直模型的仿真分析。针对直线导轨矫直参数关联模型进行参数计算,分析矫直初始挠度、矫直行程与截面转角等参数的影响;通过有限元仿真对多步矫直过程进行应力分析与挠度分析,建立基于有限元仿真的直线导轨矫直参数模型并与理论计算结果进行对比;根据多步矫直模型以及参数匹配算法,通过理论仿真得到多步矫直结果,验证多步矫直理论模型的有效性。（4）搭建空间弯曲变形直线导轨多步矫直系统并进行试验验证。依据提出的多步矫直方法,在卧式压力矫直机上进行多步矫直控制系统设计与多步矫直的流程设计;通过弯曲试验数据与理论仿真数据进行对比分析,验证直线导轨矫直参数关联模型的有效性与正确性;依据多步矫直系统的设计方案搭建控制系统试验平台并进行压力矫直试验,验证多步矫直模型的有效性与系统的可靠性。