在加工过程中，工件的加工质量取决于机床、夹具、工件、刀具组成的工艺系统，夹具是联系机床、刀具与工件的关键环节。在传统夹具设计中，定位元件、夹紧装置结构的选择、尺寸的确定，定位误差的计算，夹紧力的求解都需要设计人员完成，需要消耗较多人力物力。针对此问题，本文运用运动学原理、几何学原理和优化设计技术对夹具设计中定位方案的确立、定位误差计算、夹紧元件的布局和夹紧力的优化等问题进行了研究，以减少定位误差计算工作量、实现夹紧力优化，主要研究内容如下：1.构建工件自由度模型和基于运动学的定位方案模型，基于自由度的限制数目和接触点数目对定位方案合理性和正确性进行了分析；2.提出对刀基准概念并给出典型定位方式对刀基准的选取原则，构建基于对刀基准的定位误差计算模型并对典型定位方案的定位误差进行了分析计算；3.基于接触变形理论构建工件稳定性模型，对夹紧方案合理性进行了分析，对夹紧力进行了优化设计；4.基于VB6.0对solidworks进行了简单二次开发，并构建基于solidworks典型定位方案数据库。