本发明提供一种双向拉伸聚乙烯醇薄膜的加工装置及其配套方法，该加工装置包括两组啮合履带机构、加热辊组、啮合夹持力调节组件、主体底座和传动电机，通过两组啮合履带机构呈“八”字形设置，在夹持薄膜并传动过程中，两组啮合履带机构间距逐渐增大，对薄膜产生横向拉伸作用；传动电机所驱动的加热辊组中主动辊的转动线速度v1小于两组啮合履带机构的履带传动辊的转动线速度v2，通过加热辊组与啮合履带机构之间薄膜输送的速度差对薄膜产生纵向拉伸作用。该加工装置通过啮合履带机构与啮合夹持力调节组件实现对薄膜的双重夹持固定，从而适于对薄膜进行高倍率的拉伸。