随着制造业向精密超精密方向发展,精密气静压轴的应用越来越广泛。径向气膜厚度对气静压轴的性能影响较大,为保证批量生产的气静压轴性能的稳定性,本文对气静压轴径向气膜厚度一致性控制技术进行了研究。提出了利用Talyrond585LT圆柱度仪和标准环测量圆柱体全局尺寸的方法,用标准环消除由Talyrond585LT圆柱度仪测量圆柱体圆周轮廓时存在的系统误差,将测得的圆周轮廓值转换成测量点到回转轴线的径向尺寸,实现了圆柱体全局尺寸要素的轮廓提取和全局尺寸评定;对基于轮廓测量的非理想圆柱体表面建模方法进行了研究,对圆柱体要素的轮廓按3σ准则判别奇异点并采用线性插值法进行替换,采用Geomagic Studio软件建立非理想圆柱体表面模型,使用Geomagic Qualify对非理想圆柱表面模型进行精度分析;使用UG软件创建基于非理想圆柱表面的气静压轴承仿真模型,采用ANSYS WORKBENCH软件对模型进行网格划分及迭代求解;以10组转子和多孔质气静压轴承为实验对象,使用Geomagic Qualify对不同采样参数创建的非理想圆柱表面模型进行精度统计分析,得到最佳采样参数,使用基于最佳采样参数下的测量值,分别对基于非理想圆柱表面和基于全局尺寸的气静压轴的承载力和刚度进行了仿真分析,并在模块化主轴性能试验台上进行了刚度测试。仿真和测试结果表明,对于转子和轴承的三种全局尺寸组合(转子(最小二乘直径)-轴承(最小二乘直径)、转子(最小外接直径)-轴承(最大内切直径)、转子(最大最小直径)-轴承(最大最小直径)),转子(最小二乘直径)-轴承(最小二乘直径)组合形成的气膜的承载力与非理想表面形成的气膜的承载力之差较小,非理想表面形成的气膜的刚度与测试结果的吻合度较高。因此,基于非理想圆柱面的气膜建模方法可为非理想状态下实现气静压轴的刚度仿真评价提供了技术支撑,基于全局尺寸的气静压轴气膜厚度评价方法为实现气静压轴批量生产中的径向气膜厚度一致性控制提供技术支持。