MasterCAM软件在数控车削加工中的应用

    本文通过MasterCAM软件在数控车削加工中的一个应用实例，介绍了MasterCAM软件车床模块强大的CAD绘图、刀具路径设置、零件的刀具路径模拟和实体切削验证、生成数控程序等功能及其应用方法。
    1 引言
    MasterCAM软件因其强大的CAD/CAM功能而享誉全球，包括美国在内的各工业大国，均一致采用本系统为设计、加工制造的标准。因此，无论在制造业，还是在学校的教学科研中，MasterCAM软件都拥有广泛的用户群，成为最流行的CAD/CAM软件之一。运用MasterCAM软件可轻松绘制工件的二维图形，进行三维曲面设计以及实体造型，创建精确的刀具路径，通过后处理生成数控加工程序，并能够进行仿真模拟加工。运用CAD/CAM技术进行数控加工，是先进制造技术的重要组成部分，它可以使企业提高设计质量，缩短生产周期，降低产品成本，提高经济效益。因此，MasterCAM软件在国内的数控加工领域有着广阔的前景。
    2 MasterCAM软件的功能介绍
    MasterCAM 9.2由Lathe（车削）、Mill（铣削）、Wire（线切割）和Design（造型）4个模块组成。其中Lathe、Mill和Wire 3大模块都具有完整的三维造型功能，它们既可以和Design模块配合使用，也可单独使用。MasterCAM的主要功能有：
    （1）CAD绘图功能。MasterCAM可设计、编辑复杂的二维、三维空间曲线，还能生成方程曲线。并具有强大的曲面造型功能和实体造型功能，可用于零件表面局部形状的详细设计，实现精确建模。
    （2）模拟加工功能。MasterCAM软件实现车削、铣削和线切割的仿真加工，并可随时修改零件几何模型及加工参数。同时提供相关的加工情况报告，检测加工过程中可能出现的碰撞、干涉、过切等问题，避免实际加工时错误的走刀轨迹给零件加工带来的损失。
    （3）数控编程功能。采用MasterCAM软件的后处理程序可自动生成NCI刀具路径文件或NC数控代码。MasterCAM系统本身提供了一百多种后处理PST程序，对于不同的数控设备，可根据相应的数控系统选用对应的后处理程序，后置处理生成的NC数控代码经适当修改后，使其符合所用数控设备的要求，就可以输出到数控设备，进行数控加工使用。
    （4）与数控设备实现直接通信。MasterCAM软件生成的NC数控代码，利用计算机的通信接口直接输出到数控设备中，可以节省大量编写和输入程序的时间，提高工作效率。
    （5）文件管理和数据交换功能。MasterCAM软件设置了许多数据转换器，如ASCII、SAT、IGES 等，还有针对AutoCAD、Pro/E 等软件的数据转换器。用户可以将多种类型的文件与MasterCAM软件数据库进行转换。MasterCAM软件还带有刀具库和材料库等，使实际加工变得非常方便。
    3 MasterCAM软件在数控车床加工中的实际应用
    下面以固定座为例说明MasterCAM软件在数控车床加工的应用。
    3.1 加工零件图与加工工艺分析
    3.2 零件的几何建模
    建立零件的几何模型是数控加工的基础。在MasterCAM车床加工中，工件一般都是回转体，所以只需进行二维图形的绘制，并且绘制零件的一半轮廓即可，即只需绘制回转体的母线即可。需要说明的是，由于在MasterCAM9.2中，凹槽的形状及尺寸可以由“切槽的型式参数”选项卡的内容来定义，螺纹的形状及参数可以由“螺纹型式的参数”选项卡的内容来定义，因此绘图时无需构造凹槽和螺纹的几何形状，只需绘出凹槽的特征点以及螺纹的起点和终点即可。内螺纹处的轮廓是螺纹的最小直径φ27.6mm。最终绘出的零件几何模型如图2所示。
    3.3 确定装夹方法和毛坯尺寸
    MasterCAM车削加工系统可以生成多种车削加工路径，包括快捷车削、车端面、粗车、精车、切槽、钻孔、车螺纹、切断、C轴加工等加工路径。在车削加工系统的各模组生成刀具路径之前，需要进行工作设定，即设置毛坯尺寸大小及卡盘的装夹位置。
    依次单击【回主功能表】→【刀具路径】→【工作设定】选项，系统弹出【车床的工作设定】对话框。其中【一般的设定】选项卡只要按默认值设置即可。在【边界的设定】选项卡中，选择Stock【毛坯】选项组中的“Left spindle【左主轴】”选项，设置工件的主轴方向。