随着高端装备在加工光学零件以及一些大型复杂零件时对加工精度的要求越来越高,超精密机床的地位在机床行业越来越高。超精密机床对关键运动部件要求极高,一般需要要求重复定位、运动直线度、主轴跳动、主轴回转等精度均达到纳米级别,甚至更高。导轨是机床直线运动的良好部件,但普通导轨的精度却达不到超精密机床的要求。静压导轨因其高精度、高稳定性、低振动、低摩擦成为超精密机床最适用的直线运动部件,因而被广泛应用于超精密机床,并且国内外学者都对其做了广泛研究,包括承载力特性,刚度,节流孔,油腔结构等,但是在对滑块运动直线度的相关研究上不够深入或者几乎没有。现有关于研究滑块运动直线度的都是先给定一个特征平面(一般用三角函数来描述给定的平面),使滑块在上面进行运动,然后改变三角函数的相位、幅值或者波长,来探究滑块在这些平面上的运动情况,而实际情况下导轨表面是无规则的凹凸不平的面,与现有研究假设的导轨面相差较大。因此为了与实际情况更加贴合,本文做了以下研究:(1)设计了一个液体静压导轨工作台,对部分结构如油腔、小孔、幅板等结构使用了ANSYS仿真分析,并根据实际情况进行选择,然后平台的整体结构进行了仿真优化,并使得变形量有较大的减小,提高了工作台的刚度。(2)对设计的平台的静力学特性进行了分析,利用ANSYS软件对油腔承载力、节流器的直径对承载力、流量、节流比等的影响,以及仿真分析了在不同速度下油腔内部的压力分布,承载力变化,并发现伴随着油膜相对位移的增大,油膜的承载力增大;小孔孔径越大,其承载力越大,流量增大,节流比减小;速度的增加会导致油腔的压力出现沿速度方向的分层现象,速度越大分层越多,承载力变化不大;通过流固耦合仿真分析发现,在滑块运动中,导轨条基本不变形,最大变形均位于螺钉处,最大变形为0.09mm。(3)推导了导轨面到滑块运动直线度的计算函数,然后利用ANSYS软件仿真分析了螺钉的数量以及排列、螺钉的预紧力、导轨平面度以及供油压力对滑块运动直线度的影响,并总结相应的规律,并且仿真分析了滑块运动到不同位置时候对导轨条的影响,可以得出螺钉数量越多,采样直线变形量越小,滑块的运动直线度越小;螺钉预紧力越小,采样直线变形量越小,滑块运动直线度越小;导轨平面度要求越高,滑块的运动直线度越小;随着供油压力的增加,运动直线度先增加后减小,但变化幅度都很小。(4)搭建了实验平台,并做了实验进行验证仿真结果。通过将其对比发现,实验结果与理论仿真结果变化趋势一样,且在数值上差距较小,因此可以认为仿真结果基本正确。