大落差非圆回转体是指截面尺寸落差较大、形状复杂、谐波成份丰富的非圆零件,它往往是设备的核心部件,在军事上的应用尤为广泛,是武器装备性能革新的重要内容。如何提高其加工精度进而提高设备的性能和寿命一直是世界各国的研究热点之一。本文正是要对大落差非圆回转体加工方法展开研究,旨在提供一种研究思路和分析方法。论文从分析大落差非圆回转体横截面数据的时频域特性入手,提出伺服刀架应满足的基本要求;针对不同截面特征的非圆工件,提出了三种不同的加工方案并作比较。论文以典型的非圆工件—活塞环为具体研究对象,提出基于直线运动平台的软靠模数控加工方案,进行了直线运动平台的机械设计和要素选取;通过对直线运动平台的有限元分析和动静态频率仿真,确定了刀架振动的原因,并优化了刀架的结构。在此基础上,对直线运动平台进行动态建模,极点配置和抗扰分析。论文根据数控方案,设计了机床接口电路板和系统控制软件,进行了机床试加工并作了误差分析,提出了改进措施并作了总结和展望。