模型数控加工技术中Mastercam的使用

时间：2022-09-30 18:36:48 机电一体化毕业论文我要投稿

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　　摘要：主要介绍Mastercam在模型制造数控加工技术中的应用，并简要介绍了模型制造的必要性和分类、Mastercam软件的CAD\CAM功能、Mastercam编程方法和实践经验。

　　关键词：Mastercam模型CAD/CAM数控加工

　　1、模型简介

　　1.1模型制造的必要性

　　传统新品开发流程为:市场调研→概念设计→工业设计→结构设计→模具开发→小批生产→批量生产。在这个链条中，有三个环节容易出现问题：第一，调研的结果不一定是用户的真正需求。第二，工业设计师的设计不一定能够得到消费者的认可。第三，结构设计工程师对一些部件的运动干涉问题和装配问题考虑不周。

　　为克服以上弊端，研发人员采用“模型验证”法。即在完成设计后，利用ABS、亚克力、代木、铝等易切割材料进行NC，完全遵循设计师意图按照1:1比例制造全部零件，并对其进行抛光、喷漆、电镀等后处理，再将所有零件进行实地装配，这样代替新品的模型就诞生了。通过模型进行外观、结构和功能验证，进行模拟用户测试，真正了解市场需求，使新品更具市场竞争力。

　　1.2模型的分类

　　模型根据行业，可分为汽车、家电、建筑模型等;根据材料，可分为金属、塑料模型等;根据功能，又可分为外观模型和结构模型等。

　　1.3模型制造技术的发展

　　早期模型制造主要采用手工辅以简单机械，是不精确的。随着产品工业设计被越来越多的企业重视，工业设计的效果确认日益成为一个突出问题，要求精细化的模型制造技术快速发展，其中CAD/CAM系统的应用则是新型模型制造技术的核心内容和根本保障。

　　2、Mastercam软件

　　2.1软件介绍

　　Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM集成化软件，以其强大的加工功能闻名于世，广泛应用于模型模具制造、汽车、航空航天等领域。

　　2.2功能简介

　　2.2.1计算机辅助设计(CAD)功能

　　Mastercam具备CAD的主要功能如下:(1)2D图形构建;(2)3D图形构建;(3)高阶曲线构建;(4)曲面构建;(5)实体建模;(6)图形分析功能;(7)尺寸标注及注释;(8)动态旋转、平移、缩放;(9)图形渲染和阴影处理。

　　2.2.2计算机辅助制造(CAM)功能

　　Mastercam的CAM功能强大，拥有众多后处理程序，数控车床、铣床、线切割等均可使用其CAM系统进行高质量的数控加工。

　　以数控铣削为例，Mastercam除提供基本二维铣削功能，如钻孔工、外形铣削、挖槽加工等，还提供高效简洁的曲面铣削功能，如平行铣削、曲面投影工、曲面流线等曲面加工编程方法。

　　Mastercam为不同机床提供了后处理程序。计算机NCI数据文件根据机床不同操作系统，运行相应后处理程序，形成机床可识别加工代码(NC程序)。

　　Mastercam的Backplot功能可计算程序加工时间和进行刀轨模拟，通过模拟检查程序是否正确，及时发现错误及时修改，避免因程序错误造成工件报废等生产事故。

　　2.2.3良好的接口技术

　　Mastercam具有良好兼容性，提供多种文件格式接口，包括STEP、IGES、Parasolid等。可以方便的和AutoCAD、Pro-E、UG等软件进行数据转换。

　　3、Mastercam在模型数控加工技术中的应用

　　3.1简介编程方法

　　为提高数控编程的效率和质量，在建立产品加工模型时，应针对产品加工对象的特点采取有效措施。一般分为两种情况：第一种是按照产品的部位编程，多用于工序内容单一且干涉较少的场合，如结构零件的孔、凸台等特征加工。一般将线框造型和曲面造型相结合，只针对需要加工的部位进行设计。第二种就是对产品模型进行整体造型，多用于加工工序较多、干涉区域多、复杂曲面等。加工对象可能包括三维空间曲面及干涉面较多或是加工特征出现在不同的加工平面，这时一般将曲面造型和实体造型相结合，对产品进行整体造型，同时将干涉面、辅助面和刀轨限制区域等一次全部设计完成。

　　3.2两点编程技巧

　　(1)对空间曲面进行加工时，曲面造型应依据产品部位的构造特点进行。生成刀轨时适当对曲面进行放大以利于快速切削。采用边界和干涉面对刀轨进行限制可提高程序的加工质量。

　　(2)合理利用刀轨平移、旋转、镜像和拷贝等功能也可提高编程效率。当粗加工、半精加工的刀轨完成后，只需对其进行拷贝，再对刀具、加工步距及加工余量等参数修改，应用其更新(Regenerate)功能即可生成新的刀轨。

　　4、结语

　　在模型制造技术中，Mastercam强大的数控编程和加工功能得到了广泛推广和应用，配合应用其三维造型模块和实体模块，更突出显示其优越性，实现了从产品设计到生产制造的CAD\CAM集成一体化。

　　参考文献

　　[1]张灶法.mastercam X 实用教程.北京:清华大学出版社,2006.

　　[2]何满才.mastercam X 基础教程.北京:人民邮电出版社,2006.

　　[3]赵杰.机械CAD\CAM.大连:大连理工大学出版社,2004.

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