本发明公开了一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法，将正方体的测试件固定在机床工作台上，选取三个面的中间位置加工凹槽，所加工的凹槽的尺寸和标准量块的尺寸一致，取标准块分别放置在三个凹槽中，测量标准块和凹槽的配合间隙。将标准量块在各个轴方向上产生的角度误差和标准块的旋转中心点相关联，旋转中心点到标准块端点的距离与角度误差共同作用使得运动误差增大，根据误差在各个平面上的实际情况建立误差模型。本发明提出了一种新的方法辨识三轴机床在加工时的运动误差。通过加工测试件的不同部位分析出机床的加工误差建立机床的运动学误差模型。运用这种方法机床最终状态的运动误差被辨识，在实际的加工中机床的最终性能被评估。