模型數控加工技術中Mastercam的使用

時間：2022-09-30 18:36:48 機電一體化畢業論文我要投稿

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　　摘要：主要介紹Mastercam在模型制造數控加工技術中的應用，并簡要介紹了模型制造的必要性和分類、Mastercam軟件的CAD\CAM功能、Mastercam編程方法和實踐經驗。

　　關鍵詞：Mastercam模型CAD/CAM數控加工

　　1、模型簡介

　　1.1模型制造的必要性

　　傳統新品開發流程為:市場調研→概念設計→工業設計→結構設計→模具開發→小批生產→批量生產。在這個鏈條中，有三個環節容易出現問題：第一，調研的結果不一定是用戶的真正需求。第二，工業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干涉問題和裝配問題考慮不周。

　　為克服以上弊端，研發人員采用“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，并對其進行拋光、噴漆、電鍍等后處理，再將所有零件進行實地裝配，這樣代替新品的模型就誕生了。通過模型進行外觀、結構和功能驗證，進行模擬用戶測試，真正了解市場需求，使新品更具市場競爭力。

　　1.2模型的分類

　　模型根據行業，可分為汽車、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，又可分為外觀模型和結構模型等。

　　1.3模型制造技術的發展

　　早期模型制造主要采用手工輔以簡單機械，是不精確的。隨著產品工業設計被越來越多的企業重視，工業設計的效果確認日益成為一個突出問題，要求精細化的模型制造技術快速發展，其中CAD/CAM系統的應用則是新型模型制造技術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公司開發的基于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、航空航天等領域。

　　2.2功能簡介

　　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)高階曲線構建;(4)曲面構建;(5)實體建模;(6)圖形分析功能;(7)尺寸標注及注釋;(8)動態旋轉、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，數控車床、銑床、線切割等均可使用其CAM系統進行高質量的數控加工。

　　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，還提供高效簡潔的曲面銑削功能，如平行銑削、曲面投影工、曲面流線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間和進行刀軌模擬，通過模擬檢查程序是否正確，及時發現錯誤及時修改，避免因程序錯誤造成工件報廢等生產事故。

　　2.2.3良好的接口技術

　　Mastercam具有良好兼容性，提供多種文件格式接口，包括STEP、IGES、Parasolid等。可以方便的和AutoCAD、Pro-E、UG等軟件進行數據轉換。

　　3、Mastercam在模型數控加工技術中的應用

　　3.1簡介編程方法

　　為提高數控編程的效率和質量，在建立產品加工模型時，應針對產品加工對象的特點采取有效措施。一般分為兩種情況：第一種是按照產品的部位編程，多用于工序內容單一且干涉較少的場合，如結構零件的孔、凸臺等特征加工。一般將線框造型和曲面造型相結合，只針對需要加工的部位進行設計。第二種就是對產品模型進行整體造型，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，這時一般將曲面造型和實體造型相結合，對產品進行整體造型，同時將干涉面、輔助面和刀軌限制區域等一次全部設計完成。

　　3.2兩點編程技巧

　　(1)對空間曲面進行加工時，曲面造型應依據產品部位的構造特點進行。生成刀軌時適當對曲面進行放大以利于快速切削。采用邊界和干涉面對刀軌進行限制可提高程序的加工質量。

　　(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

　　在模型制造技術中，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體模塊，更突出顯示其優越性，實現了從產品設計到生產制造的CAD\CAM集成一體化。

　　參考文獻

　　[1]張灶法.mastercam X 實用教程.北京:清華大學出版社,2006.

　　[2]何滿才.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:大連理工大學出版社,2004.

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