CNC 工程師用什么來設(shè)計工具？設(shè)計與編程一體化，除了UG，還可以選擇CE

作為CNC編程工程師，很大一部分工作需要考慮工藝，其中裝夾方案非常重要。

一般我建議工裝設(shè)計和NC在同一個軟件中進行，這樣更方便，減少了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的麻煩，臨時改數(shù)據(jù)也很快。

在這方面，除了UG，CimatronE也很出彩。

下面是CimatronE設(shè)計的工裝，編程時可以和工裝一起加載，特別是在處理比較復(fù)雜的產(chǎn)品時，讓工裝參與干涉計算，避免碰撞。

工裝設(shè)計工程圖，包括零件和標準件BOM

這些是標準化和系列化的組合工裝夾具。通過部分零件的調(diào)整和更換，可以實現(xiàn)一系列不同長度、寬度或厚度的產(chǎn)品夾持要求。

用于產(chǎn)品組合的工具 [用于 NC 加工]

數(shù)控加工專用工裝

該工裝安裝在標準安裝臺上，有固定銷孔定位，定位精度可在0.05以內(nèi)，500長范圍內(nèi)。

標準化的好處是工裝的定位和鎖緊部分可以拆卸更換其他工裝仍然可用，可以節(jié)省成本，二來可以在短時間內(nèi)組裝多套工裝并投入生產(chǎn)使用.

有相關(guān)問題的朋友可以私信我，一起討論這個問題！

1.治具設(shè)計理念

1.1 夾具設(shè)計沿用臺灣名稱。在大陸，我們一般稱它為fixture和檢具設(shè)計。

（1）治具治具的定義：一般來說，在機械制造過程中，凡是能加速和方便輔助裝置的加工程序都可以稱為治具。廣義上的治具可能包括機器治具、沖壓治具、熱處理夾具、焊接夾具、裝配夾具等。

(2）治具分為工裝治具和檢測治具。前者是為機加工、焊接、裝配等工序設(shè)計的工裝夾具，方便加工，滿足精度的需要；后者是用于檢測，因為有些機械尺寸不方便測量，又因為它們的形狀比較復(fù)雜，所以我們不得不為某個產(chǎn)品設(shè)計專門的試塊或試具。

（圖片 1. 夾具）

1.2 治具的主要特點

（1）設(shè)計多樣化：由于產(chǎn)品加工工藝的多樣化，如機械加工、表面噴涂、檢測、涂膠等，由于所需的治具種類比較多，備件復(fù)雜多樣；

(2）型材設(shè)計：與型腔模具不同，夾具僅用于夾持和固定產(chǎn)品，因此其主要零件與產(chǎn)品形狀相似，有仿形和避讓之分。

1.3夾具設(shè)計的軟件要求

(1）方便快捷的設(shè)計處理能力；(2）快速的防復(fù)制處理；(3)豐富的備件庫以及標準和非標準件的定制能力；(4）有效處理設(shè)計變更的能力。

2.傳統(tǒng)夾具設(shè)計制造工藝

2.1 傳統(tǒng)夾具設(shè)計制造工藝

2.2 傳統(tǒng)夾具設(shè)計制造工藝分析

從上面的流程圖中，我們可以清楚地看到傳統(tǒng)夾具設(shè)計和制造的全過程。在這個過程中，我們可以看到所使用的軟件涉及到多種軟件，因此對工程師的要求和能力培養(yǎng)的成本都非常高。并且多個軟件之間的數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換可能會造成一定的數(shù)據(jù)丟失和損壞，從而導(dǎo)致最終制造不合格；另外，將2D軟件中繪制的避讓區(qū)域圖導(dǎo)入3D軟件后，在2D地圖中創(chuàng)建的那些如果保留避讓區(qū)域的輔助地圖，肯定會增加素材管理的工作量，這不是易于管理。

3.CimatronE夾具全3D設(shè)計制造流程

3.1CimatronE夾具全3D設(shè)計制造流程

下面我們通過一個案例來介紹CimatronE全3D夾具的設(shè)計。

(1)。在準備支撐塊設(shè)計之前，根據(jù)產(chǎn)品加工工藝的不同需要，可以在CimatronE軟件中設(shè)計相應(yīng)的夾具框架結(jié)構(gòu)，這些夾具框架可以定制成公司的標準。這樣可以大大節(jié)省夾具設(shè)計的時間：

（圖片2.CimatronE設(shè)計夾具框架）

(2).根據(jù)不同的產(chǎn)品加工工藝，調(diào)用現(xiàn)成的合適的夾具框架結(jié)構(gòu)（本案例稱為上升夾具框架結(jié)構(gòu)）

（圖片 3. 轉(zhuǎn)移到夾具支架上）

(3). 將需要為支撐塊設(shè)計的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到合適的位置：

（圖片4.轉(zhuǎn)產(chǎn)品圖片）

(4)。由于產(chǎn)品的尺寸和形狀不統(tǒng)一，加載產(chǎn)品后，需要根據(jù)不同的產(chǎn)品尺寸調(diào)整整套夾具框架的相對尺寸。在CimatronE軟件中，使用專業(yè)的裝配尺寸對話框，您可以在 3D 中調(diào)整適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)尺寸：

（圖5.調(diào)整整個夾具框架的大小）

(5).支撐塊的設(shè)計，在傳統(tǒng)的夾具設(shè)計過程中，支撐塊是與壓板和支撐塊一起設(shè)計的。在設(shè)計支撐塊時，不方便觀察是否上壓板與支撐塊干涉，同理在設(shè)計壓板時不方便觀察支撐塊是否干涉，為了在CimatronE全3D夾具設(shè)計中避免這個問題，我們推薦利用快速分模將產(chǎn)品快速分離成上下兩部分，分別設(shè)計上壓板和支撐塊，使壓板和支撐塊的設(shè)計可以隱藏上、下部分：

（圖片6.上下分開）

(6)。在創(chuàng)建支撐塊主體之前，先創(chuàng)建讓路槽。傳統(tǒng)的創(chuàng)建讓路區(qū)域的方法是在2D環(huán)境中手動繪制草圖。在2D中創(chuàng)建讓路區(qū)域環(huán)境對設(shè)計者的經(jīng)驗要求非常高檢具設(shè)計，而且錯誤率高，在3D軟件中設(shè)計支撐塊主體時，修改退位區(qū)非常麻煩，因為無法關(guān)聯(lián)尺寸參數(shù)。 CimatronE 的全 3D 設(shè)計使用標準件和保形線框功能，參數(shù)可以相互關(guān)聯(lián)以供后期修改：

（圖片7.設(shè)計讓路）

(7).創(chuàng)建支撐塊主體，結(jié)合CimatronE全3D建模設(shè)計和實體仿形切割功能，快速創(chuàng)建支撐塊主體：

（圖8.設(shè)計支持塊）

（8)。完成退位槽和支撐塊主體設(shè)計后，需要添加相應(yīng)的部件，完成整套夾具的設(shè)計，如氣缸、電子眼、五通、加熱棒、軸承套等都可以在CimatronE軟件中定義為標準件或非標準件，然后只需在夾具組裝設(shè)計時加載即可。

（圖9.定制標準件）

此外，CimatronE軟件自帶30多個標準件，常用螺栓螺母可直接使用：

（圖10.轉(zhuǎn)入內(nèi)置標準件）

(9). 需要的標準件、定制件、支撐塊主體、壓板等零件設(shè)計組裝完成后，為了保證每一個組裝不干涉，CimatronE軟件支持每一個之間的干涉檢查分析組件，您可以快速直觀地查看各個組件之間的干擾并顯示局部細節(jié)：

（圖11.干擾檢查分析）

找到干擾區(qū)域并快速修改它們。

(10)。完成以上所有操作流程和夾具設(shè)計后，當產(chǎn)品的數(shù)據(jù)設(shè)計在未來出現(xiàn)時，CimatronE全3D設(shè)計模式采用專業(yè)的設(shè)計變更處理功能，減少了需要對于傳統(tǒng)的3D軟件到參數(shù)化設(shè)計的參數(shù)關(guān)聯(lián)，在變化時會導(dǎo)致各個部件之間的關(guān)聯(lián)性發(fā)生變化，而CimatronE軟件采用全參數(shù)與無參數(shù)相結(jié)合的設(shè)計模式，方便快捷地進行數(shù)據(jù)設(shè)計變化：

（圖12.設(shè)計變更）

(11).完成整套夾具設(shè)計：

（圖13.完整的夾具組裝）

4.CAM 制造

為了使企業(yè)在夾具設(shè)計制造過程中實現(xiàn)從設(shè)計到加工的一體化操作，CimatronE軟件可以在夾具設(shè)計完成后，將相應(yīng)零件一鍵切換到NC模式，并進行編程。該操作可以大大減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換帶來的數(shù)據(jù)錯誤：

（圖14.CAD-CAM轉(zhuǎn)換）

5.總結(jié)

由于傳統(tǒng)夾具設(shè)計需要涉及多種軟件才能完成一套完整的夾具設(shè)計，首先產(chǎn)品數(shù)據(jù)本身的多次轉(zhuǎn)換必然會造成一些數(shù)據(jù)錯誤，其次涉及多種軟件也會增加人力資源成本。;CimatronE提出采用全3D夾具設(shè)計，將繁瑣的2D工作整合到全3D模式，大大減少了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換帶來的數(shù)據(jù)誤差，CimatronE是CAD/CAM集成軟件，CimatronE完成夾具設(shè)計后，可直接切換以CAM模式加工制造各種配件。

CimatronE自帶各種型號的30多個標準件，客戶可以根據(jù)自己的設(shè)計要求直接調(diào)用。同時，CimatronE提供定制標準件的設(shè)計功能檢具設(shè)計，使客戶能夠處理定制件。在配件方面很方便；CimatronE采用全參數(shù)設(shè)計和無參數(shù)設(shè)計相結(jié)合，使我們能夠快速重新布局和定位夾具裝配設(shè)計，全參數(shù)設(shè)計也使我們能夠進行設(shè)計更改。同時，保證整體結(jié)構(gòu)變化的一致性。

我是無名的，@CimatronE 工藝工程師