在加工过程中,工件的装夹是加工工件的必要前提和首要任务。由于受到切削力、切削扭矩等外载的作用,工件将会产生位置移动或转动,甚至飞出机床产生生产事故。因此,工件的装夹稳定性是保证其加工精度的前提,它直接影响工件的加工质量、产品的生产效率以及其制造成本。此外,随着经济的发展,社会对于产品的生产要求越来越高,必须高速度、高质量地完成产品的生产,因此企业就必须最大程度地缩短产品的生产设计周期。计算机辅助夹具设计可以大大缩短夹具设计的时间,随着计算机技术的飞速发展,计算机辅助夹具设计(Computer Aided Fixture Design,CAFD)已成为国内外制造业研究的热点。然而,夹紧力的自动规划却成为阻碍CAFD系统实用化进程的“瓶颈”之一。因此,本论文主要是根据工件装夹方案的力学模型,利用线性规划技术,构建力的存在性和可行性分析模型及其求解方法,实现夹紧力是否有解、是否合理的判断。通过引入夹紧力可行区间的离散化思想,建立夹紧力反向增量递减规划算法。提出的方法不仅能够适用于形状复杂的工件,而且易于编程实现夹紧力的自动化设计,对提高制造水平具有重要的研究价值与现实意义。本论文的主要内容如下:首先,讲述了本论文的研究目的和意义,分析和总结了计算机辅助夹具设计的研究现状和发展动态,介绍本文的研究方法以及创新点。其次,根据工件在装夹布局方案中的受力状态,建立工件在力的单向性约束条件下的静力平衡方程,构建工件的装夹稳定分析模型;在给定装夹元件、重力、加工力的位置与方向,构建了夹紧力的存在性分析方法;针对夹紧力存在的条件下,已知夹紧力大小,构建了力的可行性分析方法。然后,通过引入夹紧力可行区间的离散化思想,建立夹紧力的反向增量递减规划算法。首先根据力的存在性分析方法,判断装夹方案是否具有合理的夹紧力,若无,设计过程结束;若有,根据力的可行性分析方法判断相邻两个夹紧力的可行状态,若相同,按照相同步长增加形成下一个夹紧力,否则以一半步长减小形成下一个夹紧力。如此反复,直至当前步长的绝对值在给定的阈值范围之内,从而确定夹紧力的临界值或临界区间。最后,总结了本文的工作内容,并对以后的研究发展方向进行了描述。