0 引言

　　數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用使現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，同時(shí)眾多軟件的加盟又使生產(chǎn)加工變得更加高效、質(zhì)量更好、精度更高，MasterCAM 軟件的應(yīng)用就是最好的說明之一。該軟件是美國CNCSoftware 公司基于PC 平臺(tái)研發(fā)的CAD/CAM 一體化的工具軟件，具有二維制圖、三維實(shí)體建模、數(shù)控加工編程、刀具路徑模擬和復(fù)雜曲面設(shè)計(jì)加工等功能，同時(shí)，該軟件能夠在普通的系統(tǒng)中運(yùn)行，使用戶在數(shù)控車床、加工中心、線切割等加工中都能取得很好的應(yīng)用效果。MasterCAM 軟件把零件的設(shè)計(jì)和加工模塊有機(jī)地結(jié)合起來，形成了一種新的加工方式，從零件的圖樣分析到建模，進(jìn)一步建立相關(guān)的加工模式，并自動(dòng)生成相關(guān)的刀具加工軌跡，再經(jīng)過后置處理，傳送給數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。MasterCAM 軟件的實(shí)際應(yīng)用在很大程度上提高了生產(chǎn)加工的質(zhì)量和效率。

1 MasterCAM 軟件

　　1.1 MasterCAM 軟件的相關(guān)功能

　　MasterCAM 軟件是一款經(jīng)濟(jì)且有效的軟件系統(tǒng)。它具有強(qiáng)大的二維、三維圖形繪制及實(shí)體建模等功能，利用CAD 技術(shù)生成的三維造型產(chǎn)品，包含了數(shù)控編程所需要的產(chǎn)品表面的完整信息，并可以對(duì)這些幾何信息進(jìn)行數(shù)控加工刀位的自動(dòng)計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的幾何模型設(shè)計(jì)到加工制造的CAD／CAM 一體化。同時(shí)，它還具有更加方便實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助制造功能。目前，該軟件廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、模具、汽車、航空航天等領(lǐng)域。

　　1.2 MasterCAM 軟件的特點(diǎn)

　　在MasterCAM 軟件的CAD部分，二維制圖和三維實(shí)體造型都可以輕松完成，可以將圖形轉(zhuǎn)換到AutoCAD或其他相關(guān)的軟件，也可以把其他相關(guān)的軟件轉(zhuǎn)換到MasterCAM系統(tǒng)中運(yùn)行。在CAM部分，既可以提供精確刀具軌跡，又可以很方便地設(shè)計(jì)出實(shí)用的數(shù)控加工指令或者代碼，縮短加工時(shí)間，提高該環(huán)節(jié)的效率。

　　在實(shí)際數(shù)控加工環(huán)節(jié)中，該軟件具有諸多特點(diǎn)：①能夠提供比較精確的刀具加工軌跡；② 能夠加工較為復(fù)雜的型腔及曲面；③ 具有外形銑削、鉆孔、多軸加工等多種加工方式；④ 刀具庫和加工參數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)庫比較完善；⑤ 提供了一些輔助功能，如工作報(bào)表和零件的管理；⑥ 其后置處理功能強(qiáng)大，能夠生成有效實(shí)用的數(shù)控加工代碼或者指令文件。

2 MasterCAM 軟件在數(shù)控加工應(yīng)用時(shí)的主要步驟

　　應(yīng)用MasterCAM 軟件可以方便地對(duì)零件建立相關(guān)幾何模型，再經(jīng)過后置處理可以得到數(shù)控加工代碼或者指令，縮短了一般生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)所需要的編程時(shí)間，尤其是在編寫復(fù)雜零件的數(shù)控加工代碼或者指令方面效果非常顯著，使得各加工代碼或者指令的正確性和安全性大幅提升，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

　　基于MasterCAM 軟件的數(shù)控加工流程如圖1所示。

圖１ 基于MasterCAM 的數(shù)控加工流程

　　2.1 零件的工藝分析

　　數(shù)控加工之前，首先要對(duì)零件的圖樣進(jìn)行相關(guān)的加工分析，既要考慮零件的尺寸、形狀、加工精度，也要充分考慮待加工零件的強(qiáng)度、變形和剛度等其他相關(guān)因素，前期的工藝分析有利于在實(shí)際生產(chǎn)中提高成品的合格率。

　　2.2 零件的幾何建模

　　在數(shù)控加工中，被加工零件幾何模型的建立是首要環(huán)節(jié)，對(duì)于復(fù)雜零件的幾何建模應(yīng)充分考慮曲線曲面的生成、編輯、過渡、裁剪、偏置等技術(shù)。Master‐CAM 軟件的建模功能強(qiáng)大，由設(shè)計(jì)模塊（Design） 、銑削模塊（Mill） 、車削模塊（Lathe）和線切割模塊（Wire）構(gòu)成。設(shè)計(jì)模塊主要用于零件的制圖和造型，銑削模塊主要用于得到銑削的刀具軌跡，車削模塊主要是得到車削加工的刀具軌跡，線切割模塊主要是得到電火花線切割的加工軌跡，當(dāng)然這些加工模塊也具有設(shè)計(jì)模塊的完整功能。這些模塊在實(shí)際生產(chǎn)中，既可以直接應(yīng)用，也可以將其他相關(guān)聯(lián)的圖形文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換后在MasterCAM 系統(tǒng)上應(yīng)用。

　　2.3 刀具路徑的確定

　　當(dāng)完成零件建模后，就可以創(chuàng)建相關(guān)加工刀具路徑，這里應(yīng)考慮加工過程中各工序所需要的刀具，做好工藝參數(shù)的設(shè)定，注重加工軌跡的優(yōu)化。在數(shù)控加工中，MasterCAM 軟件可生成相應(yīng)的刀具加工數(shù)據(jù)，包括刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和相關(guān)的加工信息。在該環(huán)節(jié)，可通過MasterCAM 軟件來生成加工數(shù)據(jù)，同時(shí)也應(yīng)注重實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用，把兩者有效地結(jié)合起來，最終完成刀具加工路徑的確定。

　　2.4 零件在數(shù)控系統(tǒng)中的模擬加工

　　在數(shù)控機(jī)床或者加工中心上加工之前，可以通過MasterCAM 軟件自帶的零件模擬加工功能對(duì)被加工零件進(jìn)行模擬加工。在零件的圖形和刀具加工路徑的基礎(chǔ)上，該軟件可以快速地生成相關(guān)的加工代碼。這里應(yīng)檢查工藝參數(shù)的設(shè)置是否合理，并根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和理論預(yù)判在加工過程中是否出現(xiàn)干涉等情況，考慮加工出的產(chǎn)品是否符合技術(shù)指標(biāo)，然后再應(yīng)用該軟件提供的模擬器功能，使操作者能夠在屏幕上清楚地看到“實(shí)際”的加工效果。在模擬加工環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的加工數(shù)據(jù)或者記錄，因此在實(shí)際加工中，省去了試切的步驟，減少了材料的不必要浪費(fèi)，相應(yīng)地縮短了單個(gè)產(chǎn)品的加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率。

　　2.5 數(shù)控代碼的生成及傳輸

　　在數(shù)控加工之前，利用MasterCAM 的后置處理程序功能來生成數(shù)控代碼或者指令。該軟件提供了多種后置處理程序，不同的數(shù)控設(shè)備需要相對(duì)應(yīng)的后置處理程序。當(dāng)?shù)玫浇?jīng)過后置處理的數(shù)控代碼或指令，判定是否需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，若滿足設(shè)備加工的要求，也符合設(shè)計(jì)的要求，就可以把加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中，備份數(shù)據(jù)，以便加工使用。

3 MasterCAM 軟件數(shù)控加工實(shí)例

　　以飛機(jī)襟翼連接框架的加工為例，介紹Master‐CAM 軟件在數(shù)控加工中的應(yīng)用。

　　3.1 設(shè)定工藝參數(shù)，生成刀具軌跡

　　通過建模及相關(guān)的工藝參數(shù)設(shè)置，生成刀具路徑，如圖２ 所示。

圖２飛機(jī)襟翼連接框架刀具軌跡

　　3.2 傳輸數(shù)據(jù)并加工

　　將刀具軌跡進(jìn)行后置處理，得到相應(yīng)的數(shù)控代碼，并使用MasterCAM 軟件的傳輸功能，將代碼傳送到加工中心進(jìn)行加工，如圖3所示。

圖3 飛機(jī)襟翼連接框架的加工

　　加工完畢后，對(duì)該零件進(jìn)行檢測，確定是否合格，成品如圖4所示。

圖４ 飛機(jī)襟翼連接框架成品

4 結(jié)束語

　　目前，MasterCAM 軟件是我國在機(jī)械加工和模具設(shè)計(jì)等領(lǐng)域使用較普遍的軟件之一。它具有對(duì)復(fù)雜曲線、曲面的零件設(shè)計(jì)功能，可通過對(duì)話框方便地將加工工藝參數(shù)送入計(jì)算機(jī)編制刀具路徑，再經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成NC代碼，且可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行相關(guān)的模擬加工。它的諸多功能能夠滿足現(xiàn)代化加工的要求，應(yīng)用前景十分廣泛。同時(shí)，在很大程度上避免了人為因素帶來的系統(tǒng)誤差和產(chǎn)品試制的失誤。在提高加工精度、節(jié)省加工時(shí)間、降低生產(chǎn)成本、提高工作效率等方面具有重要的實(shí)際價(jià)值。