传统的夹具设计需要工程师具有丰富的设计经验,这种设计方法对技术人员要求高,不易传承,设计周期长,随着计算机技术的高速发展,把计算机技术运用到夹具设计方面的需求越来越强。随着航空航天事业的发展,为了减轻零件重量增强零件结构,出现了越来越多的复杂薄壁异形零件,这些零件的装夹方案设计与夹具的研制与传统零件的夹具设计有很大不同是对工程技术人员的新的挑战。本文首先对两类典型的薄壁零件进行了工艺分析和结构分析,总结了零件在加工过程中出现的问题,指出装夹设备是提高复杂薄壁件加工质量,提升复杂薄壁件加工效率的重要且有效的途径。提出针对夹具设计的关键环节夹具布局的设计的解决方案。并计算出复杂薄壁零件铣削加工时的三向铣削力,作为下一步的分析、设计基本数据。根据工艺分析内容结合计算机仿真技术分别设计了薄壁板工件夹具的布局和安装座壳体工件的辅助支撑布局。详细阐述了设计辅助支撑点布局的拓扑优化技术的关键问题。研究了夹紧力和夹紧顺序对薄壁板工件装夹变形的影响。在夹具布局设计的基础上设计了薄壁板夹具和安装座壳体零件的辅助支撑装置的具体结构。通过有限元仿真和工程应用两种方式对薄壁板夹具的应用效果做了验证;通过设置对比模型应用变形仿真方法,验证了拓扑优化方法设计的辅助支撑布局的合理性和辅助支撑装置的应用效果。文章设计的夹具改善了复杂薄壁件的加工质量、提高了复杂薄壁件加工效率。文章中用拓扑优化方法设计辅助支撑装置的布局,对实现夹具优化设计的自动化具有一定的理论指导意义。