非圆零件广泛应用于汽车、生物、医学、航空、航天等机械设备。但由于非圆零件具有其独特的形状特征,致使一般的机械加工工艺方法存在着加工成本高,加工效率较低的不足,而非圆零件数控车削加工已成为一种具有较强竞争力的加工工艺方法。本论文针对国内非圆截面零件加工工艺现状,提出一种新型非圆切削数控车床驱动方案,即通过主轴旋转编码器所采集的角度信息和由直线电机驱动的径向位移构造一种“软靠模”,以代替常规的硬靠模完成非圆截面自由型线的加工过程,并开发试制了一台新型非圆零件车削数控机床样机。在该样机上通过对几种特殊非圆截面零件进行了实际切削试验,验证了机床的工作性能。其具体研究内容如下:1、运用谐波分析的原理,对非圆截面零件表面特征以及其车削进给运动过程进行了谐波分析,并对非圆截面零件车削时的刀具运动特征、进给速度以及加速度进行分析;2、在分析目前国内外各种高速加工机床进给机构的基础上,选用直线伺服电机作为直接驱动方式,进行了非圆切削数控车床径向进给系统的结构设计,并对刀架和工作平台两个关键结构件进行了力学性能分析,通过对活塞环、椭圆和正六边形几个特殊非圆截面零件车削时的速度和加速度计算,对所设计进给系统进行了切削能力分析;3、进行了非圆切削数控车床控制系统的总体设计,在分析以工控机和多轴运动控制器为平台的开放式数控系统功能基础上,对“软靠模”软件模块进行了设计,并对机床控制电气线路进行了设计,编制了PLC逻辑控制程序;4、进行了非圆截面零件数控车床样机的研制,并在该样机上通过对活塞环、椭圆、正六边形几种特殊非圆截面零件车削试验,对所设计的由直线伺服电机直接驱动的径向进给系统进行了性能验证。