薄壁零件的加工精度要求往往较高,但由于其刚度低,易受夹紧力影响产生较大夹持变形而影响其加工精度。本文在分析薄壁零件定位和夹持特性的基础之上,以减小薄壁零件的夹持变形提高其加工精度为目的,设计用于自动车床上夹持薄壁零件的外抱式锥面弹性夹具(以下简称锥面弹性夹具)。本文采用理论推导、有限元模拟计算以及回归分析等方法,分析计算了锥面弹性夹具的夹紧力和薄壁零件的夹持变形。具体研究内容如下:首先,根据薄壁零件定位和夹持特性,初步确立薄壁零件的夹持方案;并根据零件的加工要求设计了无轴向定位的锥面弹性夹具和轴向定位的锥面弹性夹具。其次,根据力学理论知识推导出某特定锥面弹性夹具的夹紧力的理论计算公式;同时利用有限元软件对该锥面弹性夹具进行了模拟计算,得到该锥面弹性夹具的夹紧力;将有限元模拟计算求得的结果与理论计算公式求得的结果进行对比,相对误差<15%,由此验证本文有限元模拟计算方法的正确性。最后,运用正交试验表安排计算参数(夹具的锥面半锥角、关键结构尺寸;轴向拉紧力;零件的外径、被夹持长度和壁厚等),对本文的外抱式锥面弹性夹具夹持薄壁零件进行有限元模拟计算,得到锥面弹性夹具夹持薄壁零件的夹紧力和薄壁零件的夹持变形;根据有限元模拟计算结果,利用回归分析方法建立锥面弹性夹具的夹紧力和薄壁零件的夹持变形的数学模型,为锥面弹性夹具的参数设计以及薄壁零件的夹持变形预测提供参考。