结合国家自然科学基金、国家重大科技专项和航空制造企业的实际需求,针对飞机结构件加工尺寸大、壁厚薄、材料去除率高、加工易变形的问题,本文设计了能够减少零件加工变形的自适应装夹装置,论文的主要成果如下:(1)对飞机结构件数控加工装夹需求进行调研。调研表明:飞机结构件尺寸大、壁厚薄、材料去除率高、加工易变形;装夹是影响加工变形的重要因素,现有的固定装夹加工模式下零件变形量大,难以满足飞机结构件加工质量要求,对装夹装置的研究提出了迫切需求。(2)设计了一种在加工过程中允许工件变形的自适应装夹装置。给出了自适应装夹装置主要功能模块的结构设计方法,选用典型飞机结构件进行了装夹装置的实例设计,依据零件毛坯自重给出了夹具主要参数校核方法,为实现飞机结构件的自适应加工奠定了基础。(3)提出了自适应装夹装置的控制方法。建立了自适应装夹装置控制机制,给出了零件加工状态监测方法、零件变形释放方法、零件变形监测方法、以及夹紧机构控制方法,实现了监测信号的实时传输、零件装夹状态的实时调整及零件变形的释放。(4)对飞机大型结构件自适应装夹装置进行了实验验证。开发了飞机结构件自适应加工控制软件,对自适应装夹装置进行了实验验证,结果表明本文设计的自适应装夹装置可以有效减少零件加工变形,提高零件合格率。