1.治具設計的概念

       1.1治具設（shè）計 沿（yán）於台灣的叫法，在大（dà）陸我們一般叫工裝夾具與（yǔ）檢具設計。

（1）夾治具（Fixture Jig)的（de）定義：一般而言，凡是在（zài）機械製造過程中，使任（rèn）何（hé）加工程序能加速、方便輔助裝置工具，均可（kě）稱為夾具（Fixture)。廣義的夾具可包括機器夾具，衝壓夾（jiá）具，熱處理夾具，焊接夾具（jù），裝配夾具等等。

（2）治具又分工裝治具，檢測（cè）治具兩種，前者用於機械加工（gōng）、焊接加工、裝（zhuāng）配等（děng）工藝便於加（jiā）工、滿足精（jīng）度的需求而設計（jì）的一種工裝夾具；後者（zhě）為檢（jiǎn）測使用，因為有些機械（xiè）尺寸不便於測量，因其形狀複雜，我們隻（zhī）好設計專門（mén）的檢測塊或者檢測用的（de）針對某一種產品而設計檢具。

(圖1.治具（jù）)

     1.2 治具主要特點

（1）設計多樣性：由於對產品處理工藝多樣化，如（rú）機加工、表麵噴塗、檢測、膠（jiāo）合（hé）等工藝處理，因為（wéi）需要的（de）治具種類相對繁多，零配件複（fù）雜多樣化；

（2）仿形設計：和性腔模具不同，治（zhì）具僅用於夾持和固定產品，所以其主要零件跟產品造型相似，有仿形也有避讓。

    1.3治具設（shè）計對軟件（jiàn）的要（yào）求（qiú）

（1）方便（biàn）快捷的（de）設計處理能力；（2）快速的仿形避讓處理；（3)豐富的零（líng）配件庫（kù）和自（zì）定義（yì）標準件和非標件的能力；（4）高效（xiào）處理設計變更的能力。

2.傳統治具設計製造流程

   2.1傳（chuán）統治（zhì）具設計製造流程

2.2傳統治具設計製造流程分析

從上（shàng）述流程圖我們可以清晰的看到傳統治具設計（jì）製（zhì）造的整（zhěng）個流程，在這個過程中我們可（kě）以看到使用到的軟件就涉（shè）及多款軟件，所以對工程師的要求和能力（lì）培（péi）養（yǎng）成本就很高，並且多款軟（ruǎn）件之間的數據傳輸轉換可能會造成一定的數據（jù）丟失和損壞，以致最終的製造不合格；另外，在2D軟件中繪製的避讓區域圖導入3D軟件以後，在2D圖中創建的那些避讓區輔助圖如果保（bǎo）存著肯定會增加材料（liào）管（guǎn）理工（gōng）作量，不便於管理。

3.CimatronE治具全3D設計製造流程（chéng）

3.1CimatronE治具全3D設計製（zhì）造流程

以下我們通過一個案例來介紹CimatronE全3D治具設計。

(1).在準備做支撐塊設計之前先根據產（chǎn）品處理工藝的不同需求，可在CimatronE軟件中設計好相應的治具架結構（gòu），並且可以將這些治具架客自化成公司的標準件進（jìn）行使用，這樣可以極大的節省治具設計的時間：

  
(圖2.CimatronE設計治具架)

(2).根據不同產品處理工藝，調用現成合適的治（zhì）具架結構（本案例調用上升（shēng）式治（zhì）具架結構）

(圖3.調入治具架)

(3).調入需要做支撐塊設計的產品至合適的位置:

(圖4.調（diào）入產品圖)

(4).由於針對的產品大小（xiǎo）形狀都不統一，所以加載產品以後需要根據不（bú）同的產（chǎn）品（pǐn）尺寸再調整（zhěng）整（zhěng）套治具架的相關尺寸，在CimatronE軟件中采用專業的裝配尺寸對話框，可以在三維狀態下調整合適的結構尺寸：

(圖5.調整整套治（zhì）具架尺寸)

(5).支撐塊的設計，在傳統治具設（shè）計過程中支撐（chēng）塊采用的是壓板和支撐塊在一起進行設計，當進行支撐塊（kuài）的設計（jì）的時（shí）候不方便觀察上壓板是否幹涉（shè）支撐塊的相（xiàng）關位置（zhì），同理做壓板設計（jì）的時候（hòu）也不（bú）方便觀察支撐塊是否幹涉（shè），為了避免此問題在CimatronE全3D治具設計中出現，我們推薦采用快速（sù）分模將產品快速的分出上（shàng）下兩個部分，分別進行上壓板和支撐塊（kuài）的設（shè）計，這樣就可（kě）以（yǐ）分別隱藏上下麵進行壓板和（hé）支撐塊的設計：

(圖6.分出上下麵)

(6).在創建支（zhī）撐塊主體之前先創建（jiàn）讓位槽（cáo），傳統創建讓位區域采用在2D環境下手動繪製草圖，在2D環境下創建讓位區域（yù）對設計師的經驗要求非常高，且出錯率較高，當導入3D軟（ruǎn）件中設計好支撐塊（kuài）主體以後再需要修改讓位區域就非（fēi）常麻煩，因為尺寸參數不（bú）能關聯。CimatronE全3D設計采用的是利用（yòng）讓位標準件和隨形線框功能，並且參數可以相互（hù）關聯便於後期（qī）的修改：

(圖7.設計讓位)

(7).創建支撐塊主體，結合CimatronE全3D造型設計以及仿形切割實體功能，快（kuài）速（sù）創建支撐塊主體：

(圖8.設（shè）計支撐塊)

(8).在完成讓位槽和（hé）支撐塊主體設計之後，就需要添加相應的組件完成整套治具的設計，像汽缸、電子眼、五通、加熱棒、軸承套等（děng）均可在（zài）CimatronE軟件中定（dìng）義為標準件或非標件，然後在治具裝配設計的時候隻需要加載即可。

(圖9.自定義標準件)

另外，CimatronE軟件自帶多大30多種標準件，通用的螺栓螺帽均（jun1）可直（zhí）接調（diào）取使（shǐ）用（yòng）：

(圖10.調入自帶標準件)

(9).所需要的標準件、客自化件（jiàn）、支撐塊主（zhǔ）體、壓（yā）板等部件都設計（jì）完成並組裝完整以後，為了保證每個裝配（pèi）件之（zhī）間不發生幹涉，CimatronE軟件支持每個部件（jiàn）之間（jiān）的幹涉檢查分析，可以快（kuài）速直觀的看到每個部件之間的幹涉且（qiě）可以顯（xiǎn）示局部細節情況：

(圖11.幹涉（shè）檢查分析)

找到幹涉區（qū）域，並可快速的（de）修改。

(10).在完成以（yǐ）上的（de）所有操作流程並完成治具設計，後續（xù）出現產品的（de）數據設（shè）変的時候，CimatronE全3D設計模式采（cǎi）用專業的設変處理功能，減（jiǎn）少因為傳統3D軟件全參數設計的參（cān）數關聯導致（zhì）變更的時候每個部（bù）件之間關聯性的變化，而CimatronE軟件采用的是全（quán）參和無參相結合的設（shè）計模式，方便快捷的做到數據的（de）設計變（biàn）更：

(圖12.設計變（biàn）更)

(11).完（wán）成整套治具設計：

(圖13.整（zhěng）套治具裝配)

4.CAM製造

   為了使得（dé）企業在治具設計製造（zào）的過程中實現由設計到加工一體化操（cāo）作，CimatronE軟件可以在治具設計完成以後將相應的各個零配件一鍵切換到NC模式（shì）下，進行編程，相（xiàng）同軟件之（zhī）間的操作可以極大的減少數據轉換造成的數據錯誤：

(圖14.CAD-CAM轉換)

5.小結

       由於傳統治具設計要完成一整套治（zhì）具設計需（xū）要（yào）涉及多款軟件（jiàn），首先對產品數據本身（shēn）的多（duō）次轉換勢必會（huì）造成部分數據錯（cuò）誤，其（qí）次，涉及到多（duō）款軟（ruǎn）件也會造成企業人力資源成本的提升；CimatronE提（tí）出采用全3D治具設計，將冗繁的2D的工作整合到全3D模式下（xià），這樣極大的減少了因數據（jù）轉換造成的數據錯誤，且CimatronE是一款CAD/CAM一體化的軟件，在CimatronE完成治具設計以後可直接切換到CAM模式下進行各個配件的加工製造。   

 
        CimatronE自帶各種型號的標準件多達30多種，客戶完全可以根據自己的設計需求直接調取即可，同時CimatronE提供了客自（zì）化標準（zhǔn）件的設計功能（néng），使客戶在處理（lǐ）客自化零配件的時候得心應手（shǒu）；CimatronE采用全參數設計和無參數設計相結（jié）合的模式，使得我（wǒ）們在進行治具裝配設計的時候，可以快速的（de）進行從新布局和定位，全參數設計也可以使（shǐ）得我們在進行設計（jì）變更的時候，保證整體結構的變更一致性。