模型數控加工技術(shù)中Mastercam的使用
摘要：主要介紹Mastercam在模型制造數控加工技術(shù)中的應用， 并簡(jiǎn)要介紹了模型制造的必要性和分類(lèi)、Mastercam軟件的CAD\CAM功能、Mastercam編程方法和實(shí)踐經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：Mastercam模型CAD/CAM數控加工
1、模型簡(jiǎn)介
1.1模型制造的必要性
傳統新品開(kāi)發(fā)流程為:市場(chǎng)調研→概念設計→工業(yè)設計→結構設計→模具開(kāi)發(fā)→小批生產(chǎn)→批量生產(chǎn)。在這個(gè)鏈條中，有三個(gè)環(huán)節容易出現問(wèn)題：第一，調研的結果不一定是用戶(hù)的真正需求。第二，工業(yè)設計師的設計不一定能夠得到消費者的認可。第三，結構設計工程師對一些部件的運動(dòng)干涉問(wèn)題和裝配問(wèn)題考慮不周。
為克服以上弊端，研發(fā)人員采用“模型驗證”法。即在完成設計后，利用ABS、亞克力、代木、鋁等易切割材料進(jìn)行NC，完全遵循設計師意圖按照1:1比例制造全部零件，并對其進(jìn)行拋光、噴漆、電鍍等后處理，再將所有零件進(jìn)行實(shí)地裝配，這樣代替新品的模型就誕生了。通過(guò)模型進(jìn)行外觀(guān)、結構和功能驗證，進(jìn)行模擬用戶(hù)測試，真正了解市場(chǎng)需求，使新品更具市場(chǎng)競爭力。
1.2模型的分類(lèi)
模型根據行業(yè)，可分為汽車(chē)、家電、建筑模型等;根據材料，可分為金屬、塑料模型等;根據功能，又可分為外觀(guān)模型和結構模型等。
1.3模型制造技術(shù)的發(fā)展
早期模型制造主要采用手工輔以簡(jiǎn)單機械，是不精確的。隨著(zhù)產(chǎn)品工業(yè)設計被越來(lái)越多的企業(yè)重視，工業(yè)設計的效果確認日益成為一個(gè)突出問(wèn)題，要求精細化的模型制造技術(shù)快速發(fā)展，其中CAD/CAM系統的應用則是新型模型制造技術(shù)的核心內容和根本保障。
2、Mastercam軟件
2.1軟件介紹
Mastercam是美國CNC公司開(kāi)發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM集成化軟件，以其強大的加工功能聞名于世，廣泛應用于模型模具制造、汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域。
2.2功能簡(jiǎn)介
2.2.1計算機輔助設計(CAD)功能
Mastercam具備CAD的主要功能如下:(1)2D圖形構建;(2)3D圖形構建;(3)高階曲線(xiàn)構建;(4)曲面構建;(5)實(shí)體建模;(6)圖形分析功能;(7)尺寸標注及注釋;(8)動(dòng)態(tài)旋轉、平移、縮放;(9)圖形渲染和陰影處理。
2.2.2計算機輔助制造(CAM)功能
Mastercam的CAM功能強大，擁有眾多后處理程序，數控車(chē)床、銑床、線(xiàn)切割等均可使用其CAM系統進(jìn)行高質(zhì)量的數控加工。
以數控銑削為例，Mastercam除提供基本二維銑削功能，如鉆孔工、外形銑削、挖槽加工等，還提供高效簡(jiǎn)潔的曲面銑削功能，如平行銑削、曲面投影工、曲面流線(xiàn)等曲面加工編程方法。
Mastercam為不同機床提供了后處理程序。計算機NCI數據文件根據機床不同操作系統，運行相應后處理程序，形成機床可識別加工代碼(NC程序)。
Mastercam的Backplot功能可計算程序加工時(shí)間和進(jìn)行刀軌模擬，通過(guò)模擬檢查程序是否正確，及時(shí)發(fā)現錯誤及時(shí)修改，避免因程序錯誤造成工件報廢等生產(chǎn)事故。
2.2.3良好的接口技術(shù)
Mastercam具有良好兼容性，提供多種文件格式接口，包括STEP、IGES、Parasolid等�？梢苑奖愕暮虯utoCAD、Pro-E、UG等軟件進(jìn)行數據轉換。
3、Mastercam在模型數控加工技術(shù)中的應用
3.1簡(jiǎn)介編程方法
為提高數控編程的效率和質(zhì)量，在建立產(chǎn)品加工模型時(shí)，應針對產(chǎn)品加工對象的特點(diǎn)采取有效措施。一般分為兩種情況：第一種是按照產(chǎn)品的部位編程，多用于工序內容單一且干涉較少的場(chǎng)合，如結構零件的孔、凸臺等特征加工。一般將線(xiàn)框造型和曲面造型相結合，只針對需要加工的部位進(jìn)行設計。第二種就是對產(chǎn)品模型進(jìn)行整體造型，多用于加工工序較多、干涉區域多、復雜曲面等。加工對象可能包括三維空間曲面及干涉面較多或是加工特征出現在不同的加工平面，這時(shí)一般將曲面造型和實(shí)體造型相結合，對產(chǎn)品進(jìn)行整體造型，同時(shí)將干涉面、輔助面和刀軌限制區域等一次全部設計完成。
3.2兩點(diǎn)編程技巧
(1)對空間曲面進(jìn)行加工時(shí)，曲面造型應依據產(chǎn)品部位的構造特點(diǎn)進(jìn)行。生成刀軌時(shí)適當對曲面進(jìn)行放大以利于快速切削。采用邊界和干涉面對刀軌進(jìn)行限制可提高程序的加工質(zhì)量。
(2)合理利用刀軌平移、旋轉、鏡像和拷貝等功能也可提高編程效率。當粗加工、半精加工的刀軌完成后，只需對其進(jìn)行拷貝，再對刀具、加工步距及加工余量等參數修改，應用其更新(Regenerate)功能即可生成新的刀軌。
4、結語(yǔ)
在模型制造技術(shù)中，Mastercam強大的數控編程和加工功能得到了廣泛推廣和應用，配合應用其三維造型模塊和實(shí)體模塊，更突出顯示其優(yōu)越性，實(shí)現了從產(chǎn)品設計到生產(chǎn)制造的CAD\CAM集成一體化。
參考文獻
[1]張灶法.mastercam X 實(shí)用教程.北京:清華大學(xué)出版社,2006.
[2]何滿(mǎn)才.mastercam X 基礎教程.北京:人民郵電出版社,2006.
[3]趙杰.機械CAD\CAM.大連:大連理工大學(xué)出版社,2004.
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