薄壁件广泛应用于航空航天、化工、核能等领域，而加工薄壁长筒件的专用数控机床切削工艺系统的动态性能对工件的表面质量和加工效率有着非常重要的影响。为了改善薄壁长筒件的可加工性，对加工工艺系统中的关键部件：镗杆、尾顶、外刀盘的功能和结构展开研究，对它们进行振动分析和结构优化具有重要的理论意义和工程实用价值。本文在已有的加工工艺系统的基础之上，通过对专用切削工艺系统动态特性实验的分析，将普通镗杆改为内置减振器的阻尼镗杆并对尾顶和外刀盘的结构尺寸进行分析优化。主要研究内容包括：利用提出的能量法对减振镗杆减振器的参数进行优化，设计并讨论了减振镗杆的工程实现方法，利用三维软件和有限元软件对加工系统关键部件进行建模和分析，利用isight软件集成pro/e和ansys的方法对镗杆、尾顶和外刀盘的尺寸参数进行优化。通过振动分析和结构优化，本文主要得出以下结论：（1）建立了减振镗杆的数学模型并给出了解析解，利用粘性阻尼吸收能量的原理推导出了吸振器吸收能量的能量方程，以更广频域内吸收能量最多为目标拟合出最优的吸振器参数；（2）将能量法与传统方法进行了对比，给出了他们各自的最优参数在各种设计目标中的结果。并画出了利用能量法选择吸振器参数的流程图，利用Matlab对振动系统的工作过程进行了数值计算，并用adams多体动力学软件进行了仿真验证。（3）对镗杆结构的刀头部分进行了设计，并研究了减振块材料，弹性元件的形状和材料以及阻尼材料的选择，讨论了减振器的工程实现问题。对镗杆、尾顶和外刀盘进行了三维建模和有限元分析，讨论了它们各阶振型的主要特征，以及产生这些振动形式的主要原因和改进措施。（4）给出了利用isight软件集成pro/e和ansys的基本步骤，并对专用数控机床加工工艺系统的关键部件分别进行了结构优化，取得了令人满意的效果。