航空发动机是一种典型的集合多学科科学知识和技术实践的战略产品,代表着国家的综合实力,其关键部件多级转子一般是由多个单级转子逐级堆叠装配而成,各单级转子关键配合表面的加工误差会在堆叠过程中传递、累积,最终有可能造成多级转子装配体几何精度超差,因此,有必要对转子关键配合界面几何特征进行精确测试并通过相关数据处理技术获取指导装配的有效数据;航空发动机多级转子高的几何精度装配要求决定了其装配工艺复杂、耗时长,因此为了提高其一次装配成功率和装配精度,有必要建立多级转子几何精度预测模型和优化模型。本文针对精确测试和预测、优化模型开展了如下研究:（1）开展了航发转子关键配合界面的几何特征测试及数据处理技术的研究。首先介绍了航发转子的典型结构及关键的配合界面,并基于精密转台测试系统对关键配合界面的形貌进行了精密测试;接下来对配合界面的表面结构进行了尺度分析,利用异常值剔除、数字滤波、离散小波变换技术对实测数据进行相关处理;并通过实验验证了形貌的低频特性是本文预测模型所需的有效数据。（2）建立了融合止口、端面装配特征的基准误差消减模型以表征转子本身的几何特征。首先通过最小二乘拟合导出有效装配数据中包含的装配特征参数;接着基于矩阵变换建立融合止口、端面装配特征的基准误差消减模型（基准无关矩阵）;最后给出了基于投影法和基准误差消减的同心/轴度计算方法。通过6组独立实验验证了本文基于投影法和基准误差消减的同心度计算方法的有效性。（3）提出了考虑止口、端面装配特征,装配相位,装配工艺的综合预测模型。以提出的基准误差消减模型为基础框架,考虑各级转子间的装配相位,并通过迭代测量的手段将装配工艺的影响纳入预测模型,给出了偏心和同轴度的预测流程。通过实验验证了综合预测模型的精度达92%,为多级转子一次装配成功率的提高提供了保证。（4）建立了航发多级转子几何精度优化模型。通过改变各级转子间装配相位实现多级转子装配体同轴度的优化,并基于离散相位、连续相位条件分别进行了优化效率的对比,验证了连续相位条件下的高求解效率;同时分析了相位连续化引入的求解结果（最优装配相位）与实际螺栓孔相位不一致的问题,并提出了区域优化的解决办法。