为了解决磨粒流抛光机床的夹具主要为专用夹具,存在的专用性强、通用性差、利用率低、成本高的问题,提出将组合夹具应用到磨粒流抛光机床夹具的研究设计中。通过对夹具设计基本理论和磨粒流抛光机床组合夹具的特点及要求进行理论研究后,使用三维造型软件设计了集组合性和专用性于一体的磨粒流抛光机床组合夹具。组合夹具采用槽系和孔系相结合的结构,在受力较小的轴向采用槽系结构;受力较大的径向采用键槽孔系结构,既保证夹具刚度和强度,又提高了通用性。外形、尺寸相差较大的各种零件均可通过此夹具实现磨粒流加工,对于相似特征零件,夹具元件通用程度高、互换性好。利用ANSYS Workbench的优化设计功能对夹具主体结构进行优化分析改进后,夹具主体结构变形量由4.5799mm减小到0.0998mm,质量减少10.17kg。使用组合夹具,针对选定的弯管,可以同时加工6根弯管,加工效率提高5倍;针对选定的齿轮,可以同时加工8个齿轮,加工效率提高7倍。利用ANSYS Workbench的流固耦合模块对弯管和齿轮的磨粒流加工过程进行仿真分析。弯管内磨料速度均匀稳定,弯管的最大变形量为0.0043094mm,弯管内壁受力均匀。齿轮与齿轮套配合形成的腔道内,磨料速度均匀稳定,齿轮每个轮齿受力均匀一致。验证了组合夹具设计的合理性和正确性。