本发明涉及铝合金淬火技术领域，具体公开了一种大尺寸薄壁工件淬火用夹持装置及淬火方法，夹持装置安装在夹持手臂上，夹持装置上安装有视觉抓取装置，夹持装置为若干组，每组夹持装置包括夹取固定板、依次设置在夹取固定板一侧的若干个气缸、若干个拉杆和仿形块，仿形块外侧安装有工件，仿形块内设有锥形台，锥形台的大端端面通过伸缩部件与夹取固定板连接，仿形块包括上仿形块和下仿形块，上仿形块与下仿形块之间配合连接。本发明中的夹持装置上安装有视觉抓取装置，使得夹取更准确；气缸的输出端通过推杆推动仿形块伸出或收缩，再加上仿形块内设有的弹性体，对工件进行抓取和张紧，从而减少了人工成本和物资浪费，同时也提高了生产效率。