Mastercam在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

宋寶屏

【摘要】Mastercam軟件是美國CNC Software公司研制的基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的CAD/CAM一體化軟件，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空等領(lǐng)域。它是集二維繪圖、三維實(shí)體、曲面設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、刀具路徑模擬及真實(shí)感模擬等功能。它在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用，提高了學(xué)生數(shù)控編程和數(shù)控應(yīng)用的能力。

【關(guān)鍵詞】Mastercam 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控編程 教學(xué)

【中圖分類號(hào)】TG659-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）36-0089-01

目前，數(shù)字控制技術(shù)和數(shù)控機(jī)床，給機(jī)械制造業(yè)帶來了巨大的變化。數(shù)控技術(shù)是一個(gè)綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、檢測技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)的交叉和綜合技術(shù)領(lǐng)域。數(shù)控技術(shù)的核心是由計(jì)算機(jī)（主要是軟件）對(duì)加工過程中的信息進(jìn)行處理和控制，實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化。CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）技術(shù)廣泛的應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和機(jī)械制造業(yè)中。運(yùn)用CAD/CAM進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)和加工制造，可以縮短企業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)周期，改善產(chǎn)品的質(zhì)量，從而提高產(chǎn)品在市場中的競爭力。我國中職教育是以培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)第一線需要的技能型專門人才為根本任務(wù)， Mastercam這門課程是數(shù)控專業(yè)中核心課程之一。 雖然很多院校都開設(shè)了這門課程，但是還是基于只傳授理論知識(shí)，而不能將理論與實(shí)踐很好的結(jié)合起來。那么，如何提高M(jìn)astercam這門課程在教學(xué)中的質(zhì)量就顯得尤為重要。

Mastercam軟件是美國CNC Software公司研制的基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的CAD/CAM一體化軟件，它主要由4個(gè)功能模塊組成，分別是造型、銑削加工、車削加工和雕刻加工，而且產(chǎn)品更新的速度也非?？?，性價(jià)比還是很高的。它對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求不高，且操作性靈活，能進(jìn)行手工編程和自動(dòng)編程，實(shí)現(xiàn)零件的模擬仿真加工，并能與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以解決很多問題。在教學(xué)中引入Mastercam軟件，減少了數(shù)控編程的教學(xué)效率和質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生對(duì)數(shù)控加工學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)也提高了他們在數(shù)控加工中的實(shí)際操作能力。利用這個(gè)軟件教學(xué)，可以在數(shù)控教學(xué)中開展如下工作。

一、零件加工工藝的分析，工藝參數(shù)的設(shè)置

首先我們要對(duì)加工的零件圖進(jìn)行加工工藝的分析，確定合理加工的順序， 在保證零件的表面粗糙度和精度的同時(shí)，盡可能的減少換刀的次數(shù)，提高加工效率。先安排零件的加工工序，確定粗加工、半精加工和精加工所對(duì)應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進(jìn)給速度等等，加工時(shí)表面做到先主后次，先基準(zhǔn)后其他。這一過程將數(shù)控編程、制定工藝、刀具、數(shù)控加工等課程有機(jī)的結(jié)合起來，將以前所學(xué)的知識(shí)巧妙的聯(lián)系起來，鞏固了所學(xué)的知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量。

二、零件的幾何造型

利用Mastercam繪圖建模功能等繪制二維零件或三維零件模型，也可以用其他軟件（如CAD、PRO/E、UG）將畫好的圖形導(dǎo)入到Mastercam這個(gè)軟件中，實(shí)現(xiàn)圖形文件的共享，相對(duì)而言，Mastercam軟件的繪圖功能要弱點(diǎn)。

三、零件加工刀具路徑的確定

當(dāng)完成了零件幾何造型之后，我們就可以進(jìn)入CAM的數(shù)控編程了。根據(jù)前面的零件加工工藝分析之后，要求選擇機(jī)床的類型，設(shè)置合適的毛坯、刀具、加工步驟及參數(shù)的設(shè)置。設(shè)置完成之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成刀具路徑軌跡。

四、零件刀具路徑的模擬和實(shí)體切削仿真

Mastercam軟件具有刀具路徑模擬及實(shí)體切削仿真的功能，在我們設(shè)置好了刀具路徑之后，可以對(duì)零件進(jìn)行模擬仿真加工，而且因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生都可以通過計(jì)算機(jī)上的這個(gè)軟件將零件進(jìn)行模擬加工。在模擬加工過程中，我們可以很清晰的看到刀具是沿著我們預(yù)設(shè)的加工軌跡進(jìn)行加工，學(xué)生通過觀察切削加工的過程中，可以檢測工藝參數(shù)和加工參數(shù)的設(shè)置是否合理，是否會(huì)產(chǎn)生過切、干涉、空走刀、撞刀等現(xiàn)象，刀具的計(jì)算是否正確，加深了學(xué)生對(duì)工藝的理解，從而避免了數(shù)控機(jī)床在加工中發(fā)生這些情況。發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力和綜合能力，將一些不滿意或不符合加工工藝的路徑進(jìn)行重新設(shè)置，這樣可以節(jié)省材料的消耗，大大的提高工作效率。

五、生成加工NC代碼，通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，并控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工

接下來，我們利用Mastercam軟件的后置處理功能，將零件加工的刀具路徑所生成的NCI刀具路徑文件轉(zhuǎn)成NC代碼。我們可以將NC代碼導(dǎo)入到數(shù)控仿真軟件（如宇龍仿真軟件、斯沃仿真軟件等）進(jìn)行數(shù)控機(jī)床模擬仿真的加工。由于每個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的代碼由所區(qū)別，所以導(dǎo)出的NC代碼要做相應(yīng)的修改，符合數(shù)控設(shè)備的要求。最后，我們將后置處理的程序通過數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入到數(shù)控機(jī)床中進(jìn)行實(shí)體切削加工。

從近幾年的比賽中，我們可以發(fā)現(xiàn)自動(dòng)編程越來越重要?，F(xiàn)在都是要求使用軟件造型之后，進(jìn)行在線加工。數(shù)控編程包括手工編程和自動(dòng)編程，手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)。尤其是一些復(fù)雜的零件，通過使用自動(dòng)編程軟件，可以大大的縮短時(shí)間，提高工作效率。

在我們的數(shù)控教學(xué)中，我們可以充分的利用現(xiàn)有教學(xué)的硬件。其實(shí)，學(xué)生在學(xué)Mastercam這個(gè)軟件之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了AutoCAD、機(jī)械基礎(chǔ)、數(shù)控編程等課程，為學(xué)習(xí)這門課程做了良好的鋪墊。所以，我們可以將數(shù)控編程、CAD等這些課程與Mastercam這門課程很好的結(jié)合起來，理論與實(shí)踐一體化。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫建.Mastercam的應(yīng)用