高档数控机床是国家战略层面的基础制造装备,精度分配设计是机床设计中的一个重要内容。本文结合国家科技重大专项课题,研究了基于区间层次分析的机床精度层级映射方法、基于实例推理的机床精度方案重用技术、基于Pareto最优的数控机床精度方案优化方法,开发了相应的功能模块,在数控机床整机方案设计的精度分配设计中进行了应用验证。论文的组织结构为：第一章介绍了国内外机床精度设计方法的背景、概念,分析了机床精度建模技术、设计资源的重用设计方法和产品公差优化设计的研究现状,指出现有技术存在的问题,最后给出本文的研究内容和组织结构。第二章介绍了基于区间层次分析的机床精度层级映射方法。概述了层次分析法的基本原理和量化方式,通过对精度分配问题的决策化描述,利用区间层次分析的方法将数控机床的精度特征自顶向下逐层映射。在数控机床多体系统精度建模的基础上,构建数控机床的精度层次结构模型和层次结构之间的关联矩阵,通过关联矩阵之间的映射计算得到机床几何精度相对于整机的综合权重。以三轴立式加工中心的精度设计为例,对上述方法进行应用验证。第三章构建了数控机床精度案例资源库,研究了基于实例推理的机床精度方案重用技术。结合可拓学的设计理论和实例推理技术,建立便于驱动相似度匹配计算的机床设计知识单元模型,根据设计需求构建便于驱动相似度匹配计算的设计需求单元模型。通过计算相似精度案例的方案相似度并排序,确定重用方案。最后以高精卧式镗床的精度方案重用设计为例,详细阐述了基于实例推理的机床精度方案重用技术的应用过程。第四章研究了基于Pareto最优的数控机床精度方案优化方法。介绍了关于机床精度的成本和可靠性建模方法,并建立了数控机床关于精度的成本和可靠性数学模型。概述了多目标优化问题的常用算法,运用改进的NSGA-Ⅱ遗传算法对优化问题进行计算求解。以三轴立式加工中心初始精度方案的优化设计为例,详细阐述了基于Pareto最优的数控机床精度方案优化的过程,验证了方法和改进算法的可行性。第五章根据本文所提出的理论与方法,开发了数控机床精度分配设计与优化功能模块,在数控机床的方案设计过程中进行应用,验证了本文所提出理论与方法的可行性和实用性。第六章总结全文,并概括所用理论、方法和技术,展望了今后工作的努力方向。