0 引言

　　數控加工技術的廣泛應用使現代化的生產制造技術有了質的飛躍，同時眾多軟件的加盟又使生產加工變得更加高效、質量更好、精度更高，MasterCAM 軟件的應用就是最好的說明之一。該軟件是美國CNCSoftware 公司基于PC 平臺研發(fā)的CAD/CAM 一體化的工具軟件，具有二維制圖、三維實體建模、數控加工編程、刀具路徑模擬和復雜曲面設計加工等功能，同時，該軟件能夠在普通的系統(tǒng)中運行，使用戶在數控車床、加工中心、線切割等加工中都能取得很好的應用效果。MasterCAM 軟件把零件的設計和加工模塊有機地結合起來，形成了一種新的加工方式，從零件的圖樣分析到建模，進一步建立相關的加工模式，并自動生成相關的刀具加工軌跡，再經過后置處理，傳送給數控機床進行加工。MasterCAM 軟件的實際應用在很大程度上提高了生產加工的質量和效率。

1 MasterCAM 軟件

　　1.1 MasterCAM 軟件的相關功能

　　MasterCAM 軟件是一款經濟且有效的軟件系統(tǒng)。它具有強大的二維、三維圖形繪制及實體建模等功能，利用CAD 技術生成的三維造型產品，包含了數控編程所需要的產品表面的完整信息，并可以對這些幾何信息進行數控加工刀位的自動計算，從而實現從產品的幾何模型設計到加工制造的CAD／CAM 一體化。同時，它還具有更加方便實用的計算機輔助制造功能。目前，該軟件廣泛應用于機械、電子、模具、汽車、航空航天等領域。

　　1.2 MasterCAM 軟件的特點

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

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

2 MasterCAM 軟件在數控加工應用時的主要步驟

　　應用MasterCAM 軟件可以方便地對零件建立相關幾何模型，再經過后置處理可以得到數控加工代碼或者指令，縮短了一般生產加工環(huán)節(jié)所需要的編程時間，尤其是在編寫復雜零件的數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，降低了生產成本，提高了生產效率。

　　基于MasterCAM 軟件的數控加工流程如圖1所示。

圖１ 基于MasterCAM 的數控加工流程

　　2.1 零件的工藝分析

　　數控加工之前，首先要對零件的圖樣進行相關的加工分析，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度、變形和剛度等其他相關因素，前期的工藝分析有利于在實際生產中提高成品的合格率。

　　2.2 零件的幾何建模

　　在數控加工中，被加工零件幾何模型的建立是首要環(huán)節(jié)，對于復雜零件的幾何建模應充分考慮曲線曲面的生成、編輯、過渡、裁剪、偏置等技術。Master‐CAM 軟件的建模功能強大，由設計模塊（Design） 、銑削模塊（Mill） 、車削模塊（Lathe）和線切割模塊（Wire）構成。設計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，當然這些加工模塊也具有設計模塊的完整功能。這些模塊在實際生產中，既可以直接應用，也可以將其他相關聯的圖形文件進行轉換后在MasterCAM 系統(tǒng)上應用。

　　2.3 刀具路徑的確定

　　當完成零件建模后，就可以創(chuàng)建相關加工刀具路徑，這里應考慮加工過程中各工序所需要的刀具，做好工藝參數的設定，注重加工軌跡的優(yōu)化。在數控加工中，MasterCAM 軟件可生成相應的刀具加工數據，包括刀具的運動軌跡和相關的加工信息。在該環(huán)節(jié)，可通過MasterCAM 軟件來生成加工數據，同時也應注重實際加工經驗的應用，把兩者有效地結合起來，最終完成刀具加工路徑的確定。

　　2.4 零件在數控系統(tǒng)中的模擬加工

　　在數控機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被加工零件進行模擬加工。在零件的圖形和刀具加工路徑的基礎上，該軟件可以快速地生成相關的加工代碼。這里應檢查工藝參數的設置是否合理，并根據實際工作經驗和理論預判在加工過程中是否出現干涉等情況，考慮加工出的產品是否符合技術指標，然后再應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“實際”的加工效果。在模擬加工環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)會自動生成相應的加工數據或者記錄，因此在實際加工中，省去了試切的步驟，減少了材料的不必要浪費，相應地縮短了單個產品的加工時間，提高了生產加工環(huán)節(jié)的質量和效率。

　　2.5 數控代碼的生成及傳輸

　　在數控加工之前，利用MasterCAM 的后置處理程序功能來生成數控代碼或者指令。該軟件提供了多種后置處理程序，不同的數控設備需要相對應的后置處理程序。當得到經過后置處理的數控代碼或指令，判定是否需要進行相應的調整，若滿足設備加工的要求，也符合設計的要求，就可以把加工代碼傳輸到數控系統(tǒng)中，備份數據，以便加工使用。

3 MasterCAM 軟件數控加工實例

　　以飛機襟翼連接框架的加工為例，介紹Master‐CAM 軟件在數控加工中的應用。

　　3.1 設定工藝參數，生成刀具軌跡

　　通過建模及相關的工藝參數設置，生成刀具路徑，如圖２ 所示。

圖２飛機襟翼連接框架刀具軌跡

　　3.2 傳輸數據并加工

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

圖3 飛機襟翼連接框架的加工

　　加工完畢后，對該零件進行檢測，確定是否合格，成品如圖4所示。

圖４ 飛機襟翼連接框架成品

4 結束語

　　目前，MasterCAM 軟件是我國在機械加工和模具設計等領域使用較普遍的軟件之一。它具有對復雜曲線、曲面的零件設計功能，可通過對話框方便地將加工工藝參數送入計算機編制刀具路徑，再經過后置處理轉換成NC代碼，且可以在計算機上進行相關的模擬加工。它的諸多功能能夠滿足現代化加工的要求，應用前景十分廣泛。同時，在很大程度上避免了人為因素帶來的系統(tǒng)誤差和產品試制的失誤。在提高加工精度、節(jié)省加工時間、降低生產成本、提高工作效率等方面具有重要的實際價值。