曲轴复合车削是在传统车削工艺上发展出来的一种新型曲轴外圆车削方式，有着良好的发展前景，当技术成熟后，必然会获得广泛的应用。本文以曲轴复合车削刀架为研究对象，通过对现有刀架存在的问题进行分析，根据跟随车削原理，探讨了刀架的基本运动形式，提出并设计了一种新的刀架结构设计方案以及相关机构的力学分析。本次设计的主要内容是：

（1）分析了曲轴复合车削机床的跟随车削原理，对平行四边形机构、正弦机构、带移动副的五杆机构等三种平动机构，分析了它们各自的优缺点并最终选定平行四边形机构作为刀架的运动形式。

（2）分析现有刀架系统存在的一些问题：第一，现有刀架机构曲柄长度调整复杂，而且调整过程中其长度容易改变。另外，曲柄长度调整后，圆螺母不能提供足够的锁紧力将偏心轴和偏心盘锁死。第二，现有刀架曲柄重力矩没有得到平衡导致曲柄运动忽快忽慢，曲轴曲柄与刀架曲柄不能保持同角速度同相位转动，最终导致连杆不能实现曲轴连杆颈的跟随车削。现有刀架的连杆、曲柄尺寸质量较大，相应带来平衡块的质量较大，导致导轨承受的载荷很大，严重影响其寿命。第三，同步带的更换麻烦，机床调整、维修不方便。

（3）对改进刀架机构的关键部分及主要零部件进行设计，通过设计移动副式的分离滑块来调整曲柄的长度；通过将连杆的离心惯性力分解平移到与曲柄铰接点处，再在曲柄的另一端安装平衡块来抵消连杆和曲柄的惯性力，从而实现刀架的动平衡。利用Ansys Workbench 软件对刀架系统受力最复杂的连杆进行了有限元分析，根据分析结果的应力、应变图可以得出刀架连杆在运行过程中是非常安全的。