Master CAM 软件在数控加工中的应用

Master CAM软件在数控加工中的应用

李 敏

（常州铁道高等职业技术学校电气工程系 江苏 常州 213011）

摘 要：介绍MasterCAM软件的特点和功能，重点说明MasterCAM软件在数控加工中的应用。

关键词：CAD/CAM; MasterCAM软件; 数控加工

1．前言

随着现代机械工业的快速发展，CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）技术成为现代信息技术与传统机械设计制造技术相结合的一个典型范例，是先进制造技术的一个重要组成部分，它广泛应用于产品设计和机械制造中，使用CAD/CAM系统产生机床的数控加工程序可以替代传统的手工编程，运用CAD/CAM进行零件的设计和加工制造，可以缩短企业产品开发周期，改善产品质量，从而提高产品的市场竞争力。

MasterCAM软件是美国的CNC Software公司推出的集设计和制造、数控机床自动编程于一体的CAD/CAM软件。由于它对硬件要求不高，并且操作灵活、易学易用并具有良好的价格性能比，因而深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎，广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域，它具有二维几何图形设计、三维曲面设计、刀具路径模拟、加工实体模拟等功能，并提供友好的人机交互，从而实现了从产品的几何设计到加工制造的CAD/CAM一体化。是目前世界上应用最广泛的CAD/CAM软件之一。

2．MasterCAM软件的功能

MasterCAM是一种功能很强的CAD/CAM软件， 它由CAD设计模块和CAM制造模块组成，并分成Design(造型)、Mill(铣削加工)、Lathe(车削加工)和Wire(线切割)4个功能模块。Design设计模块集2D和3D线框、曲面和实体造型于一体，具有全特征化造型功能和强大的图形编辑、转换处理能力。CAM制造模块可生成和管理多种类型的数控加工操作。MasterCAM软件将CAD设计和CAM制造模块集成于一个系统环境中，完成零件几何造型、刀具路径生成、加工模拟仿真、数控加工程序生成和数据传输，最终完成零件的数控机床加工。

3. MasterCAM软件在数控加工中的应用

首先对所设计的零件进行加工工艺分析，然后利用MasterCAM软件中的CAD设计模块绘制几何图形，完成零件的造型，再利用CAM制造模块选择合适的加工步骤、合适的加工刀具、材料、工艺参数和加工部位，产生刀具路径，生成刀具的运动轨迹数据，通过仿真模块进行轨迹模拟。最终生成适合指定数控系统的数控加工程序，并通过通信接口，把数控加工程序送给机床系统完成加工。

下面结合实例介绍软件MasterCAM软件在数控加工自动编程中的的使用。

3.1 零件连杆的加工工艺分析

图 1所示为加工的零件图，在运用MasterCAM软件对零件进行数控加工自动编程前，首先要对零件进行加工工艺分析，确定合理的加工顺序，在保证零件的表面粗糙度和加工精度的同时，要尽量减少换刀次数，提高加工效率，并充分考虑零件的形状、尺寸和加工精度，以及零件刚度和变形等因素，做到先粗加工后精加工;先加工主要表面后加工次要表面;先加工基准面后加工其他表面。

图1所示连杆可通过铣削加工完成， 所用刀具Φ10的平铣刀、Φ50的钻头及Φ20的平铣刀。该零件在数控铣床上加工的工艺流程为：挖槽加工、钻孔加工、外形铣削加工。

3.2 零件连杆的几何造型

建立零件的几何模型是实现数控加工的基础，MasterCAM四大模块中的任何一个模块都具有进行二维或三维的设计功能，具有较强(CAD)的绘图功能。同时由于软件系统内设置了许多标准图形转换接口，可以将各种类型的图形文件如AutoCAD,Pro/ENGINEER,UG等软件上的图形转换成MasterCAM系统的图形文件，实现图形文件共享。

在对连杆造型时，我们就可以直接在Mill模块中进行绘图，绘图时必须根据连杆的实际尺寸大小来绘制，以保证计算生成的刀具路径的正确性。

3.3零件连杆的加工刀具路径确定

当完成了零件的CAD造型后，就可以进入CAM数控编程处理。CAM制造模块要求选择合适的加工步骤、合适的加工刀具、材料、工艺参数和加工部位，通过系统的处理自动生成刀具路径文件，生成刀具的运动轨迹数据。

本例零件连杆加工刀具路径利用Mill确定具体包括以下几方面的内容：

(1)加工坯料及对刀点的确定

在确定连杆的加工刀具路径前，先利用Mastercam系统提供的边界框（Bound.box）命令确定加工图形所需要的坯料尺寸，并将图形中心移到坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。

(2)挖槽加工刀具路径的确定

挖槽加工刀具路径主要包括刀具的选择、刀具参数的设定、加工参数（安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削量等）的设定。

(3)钻孔加工刀具路径的确定

主要包括钻头的选择、刀具参数的设定、加工参数（安全高度、下刀位置、切削深度等）的设定。

(4)外形加工刀具路径的确定

主要包括刀具的选择，刀具参数的设定，加工顺序的选择，加工参数（安全高度、下刀位置、补偿量、切削量等）的设定。

3.4 零件连杆的刀具路径模拟和实体切削仿真

设置好刀具加工路径后，利用MasterCAM系统提供的实体加工模拟功能，观察切削加工的过程，检测工艺参数的设置是否合理，零件在数控实际加工中是否存在干涉，验证刀具路径的正确性。同时在数控模拟加工中，系统会给出有关加工过程的报告。这样可以在实际生产中省去试切的过程，可降低材料消耗，提高生产效率。

3.5 生成加工NC代码及传输程序

利用MasterCAM系统的Post后处理功能，将连杆几何图形所规划的挖槽加工、钻孔加工及外形加工刀具路径所生成的NCI刀具路径文件转成能被CNC机床所使用的NC代码，并利用Communic传输功能进行NC代码的传输。对于不同的数控设备，其数控系统可能不尽相同，选用的后置处理程序也就有所不同。对于具体的数控设备，应选用对应的后置处理程序，后置处理生成的NC数控代码经适当修改后，如能符合所用数控设备的要求，就可以输出到数控设备，进行数控加工使用。

4 结语

采用 MasterCAM软件能方便地建立零件的几何模型，自动生成NC代码，缩短编程人员的编程时间，特别对复杂零件的数控程序编制，可大大提高程序的正确性和安全性，降低生产成本，提高工作效率。

参考文献:

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[3]王贵明.数控实用技术[M].北京：机械工业出版社，2007，7.

[4] 周建强，冯晋.MasterCAM在零件设计和加工中的应用[J].扬州职业大学学报，2001（3）.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yrbe.html