随着工业发展的不断推进,非圆截面零件在众多制造业领域应用日益广泛,汽车发动机零部件的活塞就是典型之一。非圆截面零件大多是回转体形状,车削是一种比较有效的加工方式。然而普通的车削机床并不能满足高精度与高效率的需求,因此,本文基于软靠模数控加工技术及音圈直线电机的控制方法,致力于非圆截面零件的高速高效率的加工研究。根据非圆截面零件加工原理以及高速往复进给的要求,搭建出了非圆截面零件高速车削加工平台。其中主要创新点在于快速伺服刀架的设计,采用音圈直线电机直接驱动刀架机构高速运动,配以高性能多轴运动控制器,同时,用高精度光栅尺检测音圈直线电机位置,并将位置信号反馈到控制器中,实现刀具位置的闭环控制。分析非圆截面零件形状特点,并建立其数学模型,将加工运动进行分解,并从横截面和轴截面两个方面分析其加工要素和加工方法,最后给出合成加工模型,为实际加工提供方法论。基于GALIL运动控制卡,并根据建模分析中的方法论设计加工算法和加工程序。由于本系统的控制较为复杂,因此设计了刀具的多回路串级PID复合式控制策略,设计了PC+运动控制器的上下位机结构控制系统。在搭建好的非圆截面零件高速车削加工平台上,进行刀架动态响应测试实验、空载轨迹运行实验以及实物加工实验,最终得出结果,实现了非圆截面零件的加工,验证了设计思路的正确性与车削加工平台的可行性。