CimatronE在治具設計中的應用
1.治具設計的概念
1.1治具設計 沿於臺灣的叫法，在大陸我們一般叫工裝夾具與檢具設計。
（1）夾治具（Fixture Jig)的定義：一般而言，凡是在機械製造過程中，使任何加工程式能加速、方便輔助裝置工具，均可稱為夾具（Fixture)。廣義的夾具可包括機器夾具，衝壓夾具，熱處理夾具，焊接夾具，裝配夾具等等。
（2）治具又分工裝治具，檢測治具兩種，前者用於機械加工、焊接加工、裝配等工藝便於加工、滿足精度的需求而設計的一種工裝夾具；後者為檢測使用，因為有些機械尺寸不便於測量，因其形狀複雜，我們只好設計專門的檢測塊或者檢測用的針對某一種產品而設計檢具。
(圖1.治具)
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，如機加工、表面噴塗、檢測、膠合等工藝處理，因為需要的治具種類相對繁多，零配件複雜多樣化；
（2）仿形設計：和性腔模具不同，治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治具設計對軟體的要求
（1）方便快捷的設計處理能力；（2）快速的仿形避讓處理；（3)豐富的零配件庫和自定義標準件和非標件的能力；（4）高效處理設計變更的能力。
2.傳統治具設計製造流程
2.1傳統治具設計製造流程
從上述流程圖我們可以清晰的看到傳統治具設計製造的整個流程，在這個過程中我們可以看到使用到的軟體就涉及多款軟體，所以對工程師的要求和能力培養成本就很高，並且多款軟體之間的資料傳輸轉換可能會造成一定的資料丟失和損壞，以致最終的製造不合格；另外，在2D軟體中繪製的避讓區域圖導入3D軟體以後，在2D圖中創建的那些避讓區輔助圖如果保存著肯定會增加材料管理工作量，不便於管理。
3.CimatronE治具全3D設計製造流程
3.1CimatronE治具全3D設計製造流程
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品處理工藝的不同需求，可在CimatronE軟體中設計好相應的治具架結構，並且可以將這些治具架客自化成公司的標準件進行使用，這樣可以極大的節省治具設計的時間：
(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.調入產品圖)
(4).由於針對的產品大小形狀都不統一，所以載入產品以後需要根據不同的產品尺寸再調整整套治具架的相關尺寸，在CimatronE軟體中採用專業的裝配尺寸對話方塊，可以在三維狀態下調整合適的結構尺寸：
(圖5.調整整套治具架尺寸)
(5).支撐塊的設計，在傳統治具設計過程中支撐塊採用的是壓板和支撐塊在一起進行設計，當進行支撐塊的設計的時候不方便觀察上壓板是否干涉支撐塊的相關位置，同理做壓板設計的時候也不方便觀察支撐塊是否干涉，為了避免此問題在CimatronE全3D治具設計中出現，我們推薦採用快速分模將產品快速的分出上下兩個部分，分別進行上壓板和支撐塊的設計，這樣就可以分別隱藏上下面進行壓板和支撐塊的設計：
(圖6.分出上下麵)
(6).在創建支撐塊主體之前先創建讓位槽，傳統創建讓位區域採用在2D環境下手動繪製草圖，在2D環境下創建讓位區域對設計師的經驗要求非常高，且出錯率較高，當導入3D軟體中設計好支撐塊主體以後再需要修改讓位區域就非常麻煩，因為尺寸參數不能關聯。CimatronE全3D設計採用的是利用讓位標準件和隨形線框功能，並且參數可以相互關聯便於後期的修改：
(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，快速創建支撐塊主體：
(圖8.設計支撐塊)
(8).在完成讓位槽和支撐塊主體設計之後，就需要添加相應的元件完成整套治具的設計，像汽缸、電子眼、五通、加熱棒、軸承套等均可在CimatronE軟體中定義為標準件或非標件，然後在治具裝配設計的時候只需要載入即可。
(圖9.自定義標準件)
另外，CimatronE軟體自帶多大30多種標準件，通用的螺栓螺帽均可直接調取使用：
(圖10.調入自帶標準件)
(9).所需要的標準件、客自化件、支撐塊主體、壓板等部件都設計完成並組裝完整以後，為了保證每個裝配件之間不發生干涉，CimatronE軟體支援每個部件之間的干涉檢查分析，可以快速直觀的看到每個部件之間的干涉且可以顯示局部細節情況：
(圖11.干涉檢查分析)
找到干涉區域，並可快速的修改。
(10).在完成以上的所有操作流程並完成治具設計，後續出現產品的資料設変的時候，CimatronE全3D設計模式採用專業的設変處理功能，減少因為傳統3D軟體全參數設計的參數關聯導致變更的時候每個部件之間關聯性的變化，而CimatronE軟體採用的是全參和無參相結合的設計模式，方便快捷的做到資料的設計變更：
(圖12.設計變更)
(11).完成整套治具設計：
(圖13.整套治具裝配)
4.CAM製造
為了使得企業在治具設計製造的過程中實現由設計到加工一體化操作，CimatronE軟體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模式下，進行編程，相同軟體之間的操作可以極大的減少資料轉換造成的資料錯誤：
(圖14.CAD-CAM轉換)
5.小結
由於傳統治具設計要完成一整套治具設計需要涉及多款軟體，首先對產品資料本身的多次轉換勢必會造成部分資料錯誤，其次，涉及到多款軟體也會造成企業人力資源成本的提升；CimatronE提出採用全3D治具設計，將冗繁的2D的工作整合到全3D模式下，這樣極大的減少了因數據轉換造成的資料錯誤，且CimatronE是一款CAD/CAM一體化的軟體，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。