數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于制造業(yè)， 其中數(shù)控銑削是零件的主要加工方法。對(duì)于簡(jiǎn)單的零件，通常采用手工編程的方法，但大多數(shù)模具往往都需要加工比較復(fù)雜的文字或者曲面， 要加工這樣的文字，手工編程是難以完成的，除了使用一些專業(yè)的雕刻軟件之外，MasterCAM 軟件編程可以輕松完成。

　　MasterCAM 軟件是美國(guó)CNCwSoftware 公司開發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD／CAM 系統(tǒng)，由于其誕生的較早且功能齊全，它操作靈活，易學(xué)易用，適用于大多數(shù)學(xué)生掌握。特別是在CNC 編程上快捷方便，因此有很高的市場(chǎng)占有率。正因?yàn)槠鋺?yīng)用廣泛，很多企業(yè)培訓(xùn)部門、社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、教育部門勞動(dòng)部門都開展了各種形式的培訓(xùn)教育， 特別是技工學(xué)校和高職高專院校甚至將其列為正式課程學(xué)習(xí)了。熟練掌握該軟件及其相應(yīng)關(guān)聯(lián)知識(shí)的人都是當(dāng)前市場(chǎng)所需的熱門人才。

　　本文以文字的建模和加工過程為例， 就如何靈活運(yùn)用MasterCAM進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和加工進(jìn)行了初步探討。

1 在Mastercam 系統(tǒng)中建立模型

　　MasterCam 具有二維和三維的建模功能?？梢赃\(yùn)用design建模，也可以根據(jù)加工的要求使用不同的模塊建模。MasterCam軟件具有較好的數(shù)據(jù)交換功能，可以轉(zhuǎn)換多種格式的文件，二維和三維圖形都可以在Master—Cam 中直接繪制，也可以在Auto-CAD、CAXA、UG、Pro／E 等軟件上繪制后再轉(zhuǎn)換到MasterCam中使用。如在進(jìn)行手動(dòng)零件的建模時(shí)，先繪制出零件的二維和三維模型，通過實(shí)體Solids

2 在Mastercam 系統(tǒng)中設(shè)置合適的模型工藝

　　在完成模型的建立之后，學(xué)生進(jìn)入工藝參數(shù)設(shè)置。選擇合適的加工工藝，安排零件的加工工序，進(jìn)而確定粗加工、半精加工、精加工所對(duì)應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進(jìn)退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)。具體步驟：

　　2.1 毛坯設(shè)定：指設(shè)置當(dāng)前的工件參數(shù)，包括工件類型的選擇、工件尺寸的設(shè)置和工件原點(diǎn)的設(shè)置。在工件類型的選擇中，Mastercam 系統(tǒng)的界面中提供了具體操作的指示(見圖1)，即以根據(jù)毛坯的形狀選擇矩形(Rectan．gular)或者圓柱形(Cylindrica1)，也可以直接選擇實(shí)體，即通過選擇File(文件)從一個(gè)STL 文件中輸入毛坯形狀，或者是通過Display(顯示)選項(xiàng)顯示工件。

　　2.2 材料設(shè)置：工件材料設(shè)置的正確與否直接影響機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等加工參數(shù)。工件的材料設(shè)置包括材料的選擇和材料的定義。通過選取刀具路徑，材料管理命令進(jìn)入“材料選擇”對(duì)話框，選擇需要的材料(見圖1)。一般可以從標(biāo)準(zhǔn)的材料庫(包含高速鋼、碳鋼、鋁、涂鈦材料、陶瓷材料等常用加工材料)中進(jìn)行材料的選取。如果遇到特殊材料，可以通過設(shè)置材料的各個(gè)參數(shù)來定義新的材料。

　　2.3 零件投影外形粗加工刀具路徑確定在零件建模完成和工藝分析完成之后， 就根據(jù)零件的要求選擇毛坯和工件坐標(biāo)原點(diǎn)(對(duì)稱圖形一般選取工件的中心作為工件坐標(biāo)系原點(diǎn))，并進(jìn)行各種工藝參數(shù)設(shè)定，工藝參數(shù)的設(shè)定包括刀具參數(shù)的設(shè)置及銑削加工參數(shù)的設(shè)置， 刀具參數(shù)的設(shè)置包括刀具編號(hào)、刀具直徑、刀柄直徑以及刀具有效切削刃長(zhǎng)度等，銑削加工參數(shù)的設(shè)置包括安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削用量等，挖槽還包括銑削方式的設(shè)置，從而得到零件加工的刀具路徑。在這樣計(jì)算機(jī)操作形象生動(dòng)的教學(xué)優(yōu)勢(shì)下，學(xué)生通過設(shè)置工藝參數(shù)、定義零件的加工工藝，可以把孤立、枯燥的數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工等課程有機(jī)地結(jié)合起來，在數(shù)控技術(shù)課程中達(dá)到融匯貫通，這樣既鞏固了加工工藝方面的知識(shí)， 又強(qiáng)化了利Mastercam 系統(tǒng)數(shù)控教學(xué)的效果。

3 路徑模擬及實(shí)體檢測(cè)

　　零件的刀具加工路徑設(shè)置完成之后，利用MasterCAM 軟件提供的零件加工模擬的過程， 可以檢驗(yàn)前面設(shè)置的各種工藝參數(shù)是否合理， 在零件的實(shí)際加工中是否存在干涉以及實(shí)際零件是否符合設(shè)計(jì)要求。這樣可以在實(shí)際生產(chǎn)中省去試銑的過程，可降低材耗，提高生產(chǎn)效率。零件可以合理設(shè)置刀具路徑及加工參數(shù)。具體操作在主功能區(qū)單擊0perations 命令，將出現(xiàn)OperationManager 窗口。選擇Poserations 命令， 將出現(xiàn)OperationManager窗口。選擇Post 按鈕后出現(xiàn)PostProssing 窗口，選中SaveNCFile 可選框，點(diǎn)擊OK 輸出NC 代碼，銑削程序生成后，可按Verify 按鈕，顯示立體毛坯，這樣就可模擬加工了。經(jīng)過計(jì)算機(jī)模擬加工，可增大實(shí)際加工的把握性,還可以利用軟件生成刀具路徑圖。

4 生成數(shù)控指令代碼

　　經(jīng)過驗(yàn)證確認(rèn)刀具路徑準(zhǔn)確無誤后， 將刀具路徑進(jìn)行后置處理，生成NC 程序，這些程序經(jīng)過適當(dāng)?shù)男薷暮罂赏ㄟ^傳輸線傳給數(shù)控銑床，數(shù)控銑床應(yīng)用該程序進(jìn)行零件加工。

5 利用Mastercam 系統(tǒng)將刀具軌跡轉(zhuǎn)換至數(shù)控機(jī)床的實(shí)際加工

　　Mastercam 系統(tǒng)提供了多種多樣的機(jī)床設(shè)備。主要包括Mill(銑床)、Lathe(車床)和Router(線切割激光機(jī)床)三種。其中銑床模塊可以用來生成銑削加工刀具路徑，還可以進(jìn)行外形銑削、型腔加工、鉆孔加工、平面加工、曲面加工等模擬操作；車床模塊可以用來生成車削加工刀具路徑，還可以進(jìn)行粗／精車、切槽以及車螺紋的加工模擬。由于在具體加工過程中，同一步刀具路徑中有時(shí)走直線，有時(shí)走圓弧或者曲線，有時(shí)還要走空刀，如何在模擬的時(shí)候就考慮到這些問題，從而優(yōu)化加工程序，提高加工效率，就成了考驗(yàn)學(xué)生能力的關(guān)鍵。前面所做的工作均是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的，有了這些做基礎(chǔ)，學(xué)生就可以將零件的NC 程序通過數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機(jī)床，控制機(jī)床進(jìn)行加工。在這個(gè)過程中，不同的數(shù)控系統(tǒng)所使用的NC 程序語言格式是不同的，學(xué)生要根據(jù)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的不同類型來選擇相應(yīng)的后處理器。

　總之，通過以上例子，可以對(duì)MasterCam／Mill 編程有一個(gè)大體的認(rèn)識(shí)，其流程為：(1)創(chuàng)建基本圖形；(2)根據(jù)零件工藝流程設(shè)置刀具和加工參數(shù)，得到刀具路徑；(3)檢查刀具路徑以及模擬加工過程；(4)進(jìn)行后置處理，生成有效的數(shù)控程序文件；（5）轉(zhuǎn)換至數(shù)控機(jī)床的實(shí)際加工。