MasterCAM软件在数控加工中的应用

0 引言

　　数控加工技术的广泛应用使现代化的生产制造技术有了质的飞跃，同时众多软件的加盟又使生产加工变得更加高效、质量更好、精度更高，MasterCAM 软件的应用就是最好的说明之一。该软件是美国CNCSoftware 公司基于PC 平台研发的CAD/CAM 一体化的工具软件，具有二维制图、三维实体建模、数控加工编程、刀具路径模拟和复杂曲面设计加工等功能，同时，该软件能够在普通的系统中运行，使用户在数控车床、加工中心、线切割等加工中都能取得很好的应用效果。MasterCAM 软件把零件的设计和加工模块有机地结合起来，形成了一种新的加工方式，从零件的图样分析到建模，进一步建立相关的加工模式，并自动生成相关的刀具加工轨迹，再经过后置处理，传送给数控机床进行加工。MasterCAM 软件的实际应用在很大程度上提高了生产加工的质量和效率。

1 MasterCAM 软件

　　1.1 MasterCAM 软件的相关功能

　　MasterCAM 软件是一款经济且有效的软件系统。它具有强大的二维、三维图形绘制及实体建模等功能，利用CAD 技术生成的三维造型产品，包含了数控编程所需要的产品表面的完整信息，并可以对这些几何信息进行数控加工刀位的自动计算，从而实现从产品的几何模型设计到加工制造的CAD／CAM 一体化。同时，它还具有更加方便实用的计算机辅助制造功能。目前，该软件广泛应用于机械、电子、模具、汽车、航空航天等领域。

　　1.2 MasterCAM 软件的特点

　　在MasterCAM 软件的CAD部分，二维制图和三维实体造型都可以轻松完成，可以将图形转换到AutoCAD或其他相关的软件，也可以把其他相关的软件转换到MasterCAM系统中运行。在CAM部分，既可以提供精确刀具轨迹，又可以很方便地设计出实用的数控加工指令或者代码，缩短加工时间，提高该环节的效率。

　　在实际数控加工环节中，该软件具有诸多特点：①能够提供比较精确的刀具加工轨迹；② 能够加工较为复杂的型腔及曲面；③ 具有外形铣削、钻孔、多轴加工等多种加工方式；④ 刀具库和加工参数相关数据库比较完善；⑤ 提供了一些辅助功能，如工作报表和零件的管理；⑥ 其后置处理功能强大，能够生成有效实用的数控加工代码或者指令文件。

2 MasterCAM 软件在数控加工应用时的主要步骤

　　应用MasterCAM 软件可以方便地对零件建立相关几何模型，再经过后置处理可以得到数控加工代码或者指令，缩短了一般生产加工环节所需要的编程时间，尤其是在编写复杂零件的数控加工代码或者指令方面效果非常显著，使得各加工代码或者指令的正确性和安全性大幅提升，降低了生产成本，提高了生产效率。

　　基于MasterCAM 软件的数控加工流程如图1所示。

图１ 基于MasterCAM 的数控加工流程 

　　2.1 零件的工艺分析

　　数控加工之前，首先要对零件的图样进行相关的加工分析，既要考虑零件的尺寸、形状、加工精度，也要充分考虑待加工零件的强度、变形和刚度等其他相关因素，前期的工艺分析有利于在实际生产中提高成品的合格率。

　　2.2 零件的几何建模

　　在数控加工中，被加工零件几何模型的建立是首要环节，对于复杂零件的几何建模应充分考虑曲线曲面的生成、编辑、过渡、裁剪、偏置等技术。Master‐CAM 软件的建模功能强大，由设计模块（Design） 、铣削模块（Mill） 、车削模块（Lathe）和线切割模块（Wire）构成。设计模块主要用于零件的制图和造型，铣削模块主要用于得到铣削的刀具轨迹，车削模块主要是得到车削加工的刀具轨迹，线切割模块主要是得到电火花线切割的加工轨迹，当然这些加工模块也具有设计模块的完整功能。这些模块在实际生产中，既可以直接应用，也可以将其他相关联的图形文件进行转换后在MasterCAM 系统上应用。

　　2.3 刀具路径的确定

　　当完成零件建模后，就可以创建相关加工刀具路径，这里应考虑加工过程中各工序所需要的刀具，做好工艺参数的设定，注重加工轨迹的优化。在数控加工中，MasterCAM 软件可生成相应的刀具加工数据，包括刀具的运动轨迹和相关的加工信息。在该环节，可通过MasterCAM 软件来生成加工数据，同时也应注重实际加工经验的应用，把两者有效地结合起来，最终完成刀具加工路径的确定。

　　2.4 零件在数控系统中的模拟加工

　　在数控机床或者加工中心上加工之前，可以通过MasterCAM 软件自带的零件模拟加工功能对被加工零件进行模拟加工。在零件的图形和刀具加工路径的基础上，该软件可以快速地生成相关的加工代码。这里应检查工艺参数的设置是否合理，并根据实际工作经验和理论预判在加工过程中是否出现干涉等情况，考虑加工出的产品是否符合技术指标，然后再应用该软件提供的模拟器功能，使操作者能够在屏幕上清楚地看到“实际”的加工效果。在模拟加工环节，该系统会自动生成相应的加工数据或者记录，因此在实际加工中，省去了试切的步骤，减少了材料的不必要浪费，相应地缩短了单个产品的加工时间，提高了生产加工环节的质量和效率。