1引言

1.1研究背景与意义

随着全球工业技术的不断进步，线切割加工技术已成为现代制造业中不可或缺的一环。其在航空、汽车、模具等领域的广泛应用，得益于其高精度和高效率的加工特性。在这一技术体系中，夹具作为关键部件，其性能对加工精度和效率的影响不容忽视。传统夹具在设计和使用上存在一定的局限性，如在调平、定位及稳定性方面可能无法达到现代制造业的高标准。这些问题在一定程度上制约了线切割加工技术的进一步发展。为了解决这些难题，本文研究聚焦于可调平线切割夹具的创新研究。可调平线切割夹具的创新研究与应用，旨在解决传统夹具在实际应用中的瓶颈问题，推动线切割加工技术向更高精度、更高效率的方向发展。这一研究成果将对现代制造业产生深远的影响，为相关领域的技术进步和产业升级提供有力的支持。

1.2 研究目的与内容

1.2.1研究目的

本文研究旨在通过深入探索和创新设计，开发出一种两点式可调平线切割夹具。这种新型夹具的核心目标是解决现有传统夹具在线切割加工过程中遇到的调平困难、定位不准确以及稳定性差等问题，从而显著提升线切割加工的精度与工作效率。通过实现这一目标，期望能够为现代制造业，尤其是高精度、高效率加工需求的领域，提供更为可靠和高效的技术支持。

1.2.2研究内容

本文研究的内容主要围绕两点式可调平线切割夹具的创新设计、特色功能、实施方案等关键方面展开。针对夹具的创新与特色，研究将聚焦于设计一种具有简单结构、便于操作且性能卓越的新型夹具。该夹具将采用两点式调平机制，通过这一机制，夹具能够快速而准确地完成工件的调平工作，从而确保加工过程的顺利进行。在设计与实施方面，详细阐述两点式可调平线切割夹具的具体设计思路和实施方案，包括夹具的结构设计、材料选择、制造工艺以及装配流程等。通过综合运用现代设计方法和制造技术，研究将力求在确保夹具性能的同时，实现其制造成本的最小化，从而为夹具的广泛应用奠定坚实基础。

1.4研究方法与步骤

1.4.1研究方法

基于虎钳装夹技术，拟采用以一点作为支撑点对其余两点进行上下调节的平台设计，实现夹具角度调整从而对夹持的工件进行平面度的调整。

1.4.2研究步骤

1、理论研究：在理论研究阶段，本文研究详细分析了市场上主流线切割夹具的优缺点，特别是在调平精度、定位稳定性以及操作便捷性等方面的表现。通过对比分析，确定了本文研究的设计方向和目标，即开发一种具有高精度调平、稳定定位且操作简便的新型线切割夹具。

2、初步设计：根据理论研究的成果，本文研究进行了两点式可调平线切割夹具的初步设计。设计重点考虑了夹具的结构简洁性、调平机制的创新性以及使用的便捷性。通过反复的设计迭代与优化，最终形成了夹具的初步设计方案。

3、三维建模与仿真：在初步设计完成后，本文研究利用先进的三维建模软件对夹具进行了精确的数字化建模。随后，通过仿真分析软件对夹具在各种工况下的性能进行了模拟测试，包括调平精度、定位稳定性等关键指标。这些仿真结果为夹具设计的进一步优化提供了重要参考。

2设计与实施

2.1 夹具的创新性设计

在两点式可调平线切割夹具的机械设计中，我们着重考虑了结构合理性、材料耐用性以及加工工艺的精确性。对传统虎钳进行了结构优化和重新设计，根据三点可调式平台技术对传统虎钳进行结构优化和重新设计，同时重新设计夹持方式，采用模块化设计，建立不同尺寸的夹具零件系列。

创新点：

（一）两点可调式平台

通过在夹具的浮动板上设置一个支撑点和两个可独立调节的调节点，实现对工件平面度的微调。

（二）结构优化

采用高强度材料，优化结构布局，提高稳定性和耐用性。

（三）夹持方式重新设计

采用易于操作、直观的夹持机制，简化操作流程，提高工作效率。

（四）易于调节和维护

采用标准化设计和模块化结构，降低操作难度和维护成本。

（五）模块化设计

夹具的夹持部分进行模块化和可定制化设计，满足不同工件和应用场景的需求。

2.2 三维软件的应用

在两点式可调平线切割夹具的设计过程中，三维软件的应用发挥了至关重要的作用。通过采用先进的三维建模技术，我们能够更加直观地展现夹具的设计理念，精确地模拟其在实际应用中的性能表现，从而有效地提升设计的可行性和优化程度。

我们借助三维软件对夹具进行了精确的建模。在建模过程中，我们充分考虑了夹具的每一个细节，包括其结构特点、材料属性以及预期的功能需求。通过不断地调整和完善模型参数，我们成功地构建了一个与真实夹具高度一致的虚拟样机，为后续的设计优化和性能仿真奠定了坚实的基础。

三维软件还为我们提供了丰富的绘图工具和技术支持，使得我们能够更加高效地完成夹具的设计图纸。在绘图过程中，我们充分利用了软件的智能化功能，如自动标注、参数化设计等，大大提高了绘图效率和图纸质量。同时，通过不断地学习和掌握新的绘图技巧，我们的设计团队在提升设计能力的道路上不断前行。

2.3夹具的建模和优化

（1）确定了固定及浮动板的三点调节设计，其原理是不在同一直线的三点能确定一个平面。并完成了夹具主体的建模和组合。完成了调节平面度结构的零件化具体设计。

图1

（2）三点调节优化为两点调节，在夹具体和浮动板之间了以一点作为调节支点对其余两点实现调节平面的结构零件设计，并且在建立三维模型中逐步对调节结构尺寸参数进行合理优化。完成调节平面度结构的零件化具体设计。

图2 总装图

（3）确定了锁紧块设计了两种不同的可更换夹具体，建立零件模型。最后把各零件装配了起来，得到完整的夹具装配体。完成从创新的思路到具体零件的实现。

图3 可更换夹具体

（4）更换为有刻度的棘轮结构及其固定部分，并优化了夹具的固定部分。通过最后的三维建模，装配，完成夹具的结构优化。

图4 优化后夹具装配体

2.4 3D打印实体

（1）对夹具设计模型的各零件逐步进行3D打印验证。

图5 3D打印

3评估与应用

在线切割加工领域，夹具作为关键的辅助工具，其性能对加工效率和质量具有显著影响。本文所研究的两点式可调平线切割夹具，在经过一系列的理论研究、设计优化和实验验证后，已成功应用于实际生产环境中，展现出卓越的性能和广泛的适用性。

在实际应用中，该夹具首先被应用于航空、模具制造、汽车领域的某型复杂零件加工。由于该类零件具有高精度、高复杂度的特点，传统夹具往往难以满足加工需求。而两点式可调平线切割夹具凭借其快速调平、高精度定位和结构稳定等优势，成功解决了这一问题。加工过程中，夹具能够快速准确地完成工件的定位和夹紧，有效提高了加工效率。同时，其稳定的结构设计和优异的调平性能保证了加工精度和工件质量，大大降低了废品率和返工率。

4结论与展望

4.1研究总结

本研究通过对线切割加工夹具的深入探索和创新设计，成功研发出一种两点式可调平线切割夹具。该夹具在快速调平、高精度定位、结构稳定性以及广泛适用性等方面展现出显著的优势，为线切割加工领域提供了一种高效、可靠的解决方案。

在快速调平方面，本研究采用的一点支撑双点调节原理实现了工件的迅速调平，大大提高了加工前的准备效率。通过手动或电动方式灵活调整支撑脚的高度，配合高精度测量工具的监测，确保了调平过程的简便快捷和调平结果的高精度。这一创新功能显著缩短了加工周期，提升了整体生产效率。

夹具的结构设计体现了简单性与稳定性的完美结合。选用优质材料和合理的结构布局，增强了夹具的承载能力和抗变形能力。经过优化的加工工艺进一步提升了夹具的精度和耐用性。在实际应用中，该夹具展现出卓越的稳定性和可靠性，有效保障了加工过程的顺利进行。

同时，夹具的通用性和可扩展性设计使得用户能够根据实际需求进行定制和升级，进一步拓展了其应用范围。

4.2未来展望

随着工业技术的持续进步和制造业的不断发展，线切割夹具作为加工过程中的关键部件，其重要性日益凸显。两点式可调平线切割夹具作为一种创新型的夹具解决方案，已经在提高加工精度和效率方面取得了显著成效。然而，任何技术的进步都离不开持续的研究和改进，线切割夹具的未来发展同样充满了挑战与机遇。

从技术发展的角度来看，未来的线切割夹具将更加注重智能化和自动化。通过集成传感器、控制系统等先进技术，实现夹具的自动调平、自动定位、自动夹紧等功能，从而进一步提高加工过程的自动化程度，减少人工干预，提高生产效率和加工质量。

针对不同类型的工件和加工需求，未来的线切割夹具将更加注重个性化和定制化。通过模块化设计、参数化建模等技术手段，实现夹具的快速设计和定制，以满足用户多样化的加工需求。

参考文献：

[1] 王静.新标准机械图图集[M].北京：机械工业出版社,2014.

作者简介：

费家祥（2003—），男，上海，专科，研究方向：模具设计与制造。

李佳慧（2003—），女，江苏，专科，研究方向：模具设计与制造。

黄诗芸（2004—），女，上海，专科，研究方向：模具设计与制造。

叶锦华（2004—），男，福建，专科，研究方向：模具设计与制造。

顾旭波（2005—），男，上海，专科，研究方向：模具设计与制造。