由于轴类零件自身结构的特殊性,在连接、传动等重要机械结构中成为了一种不可替代的零件,随着工业技术的高速发展,人们对轴类零件的尺寸精度要求也越来越高。细长轴作为轴类零件的一种特殊工件,由于其长径比大,刚性差,在车削时容易产生弯曲变形,难以保证其加工精度。针对传统的切削加工方式难以满足现阶段细长轴加工精度这一问题,寻找一种新的加工方法来保证细长轴类工件的加工精度势在必行。提高细长轴的加工精度,关键在于减小细长轴车削加工的尺寸误差。首先,通过分析细长轴车削加工国内外研究现状及其自身的特性,建立细长轴车削加工尺寸误差模型,求解得出影响细长轴车削加工尺寸误差的主要因素为切削速度、进给量、背吃刀量的大小。其次,利用ANSYS软件对切削速度、进给量、背吃刀量对细长轴车削尺寸误差的影响进行仿真分析,得出三者对尺寸误差的影响规律,并为后面切削参数的优化选择提供依据。然后,以最小切削时间为优化目标,以尺寸误差、表面粗糙度、切削用量为约束条件,利用遗传算法理论对细长轴车削参数进行优化,通过实验验证优化结果的正确性。最后,建立PID误差控制模型,对细长轴进行误差补偿车削加工,对比细长轴普通车削加工尺寸误差,结果显示,PID误差补偿车削加工可以大幅度提高细长轴车削加工精度。此外,本文理论分析、有限元仿真分析以及实际车削加工实验得出的结果相互验证,证明了文中建立模型和使用方法的正确性。结果表明尺寸误差补偿方法能够显著的提高细长轴的车削加工精度,达到了预期的目的,同时为后续细长轴车削加工精度的提高提供了重要依据。