1.MasterCAM软件概述
MasterCAM软件不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。其可靠刀具路径效验功能使MasterCAM可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况。同时MasterCAM对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果。
MasterCAM软件可以完成产品的设计和各种类型数控机床的自动编程，包括数控铣床（3～5轴）、车床（可带C轴）、线切割机（4轴）、激光切割机、加工中心等的编程加工。产品零件的造型可以由系统本身的CAD模块来建立模型，也可通过三坐标测量仪测得的数据建模，系统提供的DXF、IGES、CADL、VDA、STL、PARASLD等标准图形接口，可实现与其他CAD系统的双向图形传输，也可通过专用DWG图形接口与AutoCAD进行图形传输。系统具有很强的加工能力，可实现多曲面连续加工、毛坯粗加工、刀具干涉检查与消除、实体加工模拟、DNC连续加工，以及开放式的后置处理功能。
2.MasterCAM软件的操作环境
以MasterCAM X4为例简单介绍软件的工作界面，如图4-164所示。
MasterCAM X4的工作界面主要包括：操作管理器、下拉菜单区、右侧工具栏按钮区、下部工具栏按钮区、功能输入区、消息区及图形区等。
（1）操作管理器 操作管理器被固定在主窗口的左侧，它包括实体操作管理器、刀具路径管理器及浮雕管理器。可以通过选择下拉菜单命令进行打开或关闭。通过此管理器，MasterCAM增强了管理造型和道具管理的功能。
图4-164 MasterCAM X4软件工作界面
（2）下拉菜单区 下拉菜单区包含创建、保存、修改模型和设置MasterCAM环境的一些命令。
（3）工具栏按钮区及右侧工具栏按钮区 工具栏中的命令按钮为快速执行命令及设置工作环境提供了极大地方便，用户可以根据自己的喜好定制工具栏。
（4）状态栏 状态栏用于显示当前所设置的颜色、点类型、线型、线宽及Z向深度等状态。
（5）图形区MasterCAM模拟实体模型和仿真加工的显示区。
3.MasterCAM软件的主要功能和特点
（1）造型设计（CAD）MasterCAM软件在二维绘图和三维造型方面具有以下功能：
1）具备强大的二维绘图功能。使用MasterCAM可以快速、高效地绘制、编辑复杂的二维图形，并且能够方便地进行图形的尺寸标注、图形注释和图案填充等操作，以及打印工程图样的任务。
2）具备完整的曲线设计功能。通过MasterCAM软件不仅可以设计和编辑二维、三维曲线，而且还可以灵活地创建曲面和曲线，例如相交线、分割线、剖切线、动态绘制曲线等。
3）实体建模功能。MasterCAM软件采用以Parasolid为核心的实体造型技术，具有特征造型和参数化设计两种建模功能，可对实体进行圆角、倒角、抽壳和布尔运算等操作，操作简单方便，可有效地提高零部件的结构设计方便性。
4）实体与曲面的结合造型功能。MasterCAM软件可以将实体造型和曲面造型综合起来创建复杂造型。例如在现有的实体模型上再构造所需的曲面模型，就可以通过曲面设计工具来完成零件外形设计。
5）着色。MasterCAM软件可以对现有的实体模型和曲面造型进行着色，也可以给模型赋予材质，并且能够设置光照效果，从而产生逼真的视觉效果。
（2）加工制造（CAM）MasterCAM软件在辅助加工制造方面有以下功能：
1）多样化的加工方式。MasterCAM在型腔铣削、轮廓铣削及点位加工中提供了多种进给方式。同时MasterCAM的各种进退刀方法也非常丰富、实用。MasterCAM提供了8种先进的粗加工方式和10种先进的精加工方式。例如，粗加工的速降钻式加工方式，其仿照钻削的方法可去除大余量的毛坯材料，从而极大地提高了加工效率。
2）智能化加工。在加工时，加工的刀具路径与被加工零件的几何模型保持一致。在修改完零件几何模型或加工参数后，可迅速准确地更新相应的刀具路径。用户可在“操作管理器”中对实体模型、刀具参数、加工参数及刀具路径进行修改和编辑，十分方便。
（3）刀具路径管理MasterCAM软件在刀具路径管理方面具有以下功能：
1）刀具路径的图形编辑。MasterCAM可以在显示器上对单个刀位点进行编辑、修改、增加或者删除某一段刀具路径。
2）加工参数管理及优化工具。MasterCAM的程序优化器可以将数控程序中极短的直线进给路径或重复的直线进给指令转换为一条直线指令或一条圆弧指令，这样就极大地减少了相应代码的长度，从而减轻了工作量。
3）强大的刀具路径检查。MasterCAM软件中内置了一个功能齐全的模拟器，它可以真实准确地模拟零件切削的整个过程。在模拟工程中不仅能显示刀具和夹具，还能检查刀具、夹具与被加工模型之间的干涉、过切和碰撞现象，从而省去了试切工序，节省了加工时间，降低了材料的损耗，提高了加工的效率。
4）刀具路径操作。MasterCAM软件能生成加工程序清单，用户不仅可以根据所需的要求进行修改，如对刀具路径的平移、旋转和镜像等变换操作，而且也可对刀具路径进行复制、剪切、粘结、合并等操作，从而提高了数控编程的效率。
5）刀具库和材料库。MasterCAM可以自定义刀具和材料库，并可以根据刀具库和材料库中的数据对进给速度和主轴速度进行计算，也可以对现有的刀具库和材料库中的数据进行修改。
（4）数据交换与通信功能MasterCAM软件在数据交换和通信功能方面具有以下功能：
1）提供了格式转换器。MasterCAM支持IGES、ACIS、DXF、DWG等存档文件的相互转换。
2）与数控机床进行通信。MasterCAM软件能够将生成的G代码传入数控机床，为FMS（柔性制造系统）和CIMS（计算机集成制造系统）的继承提供了完整的支持。
4.MasterCAM软件数控加工的公共设置
在实际生产中，一个零件的加工涉及很多内容，其中数控加工的公共设置部分有机器群组的属性，包括文件设置、刀具设置、材料设置和安全区域等，还有刀具的选择和参数设置。
（1）机器群组属性 完成三维设计的图样后，可在“机床类型”菜单中选择相应机床类型，系统左下角的显示卡将出现“加工群组”节点，如图4-165所示。
在该节点下面有两个可展开选项，“属性”和“刀具群组”，单击“属性”选项前的“+”按钮（展开按钮），系统展开的4个机器群组属性选项分别是“文件”、“刀具设置”、“材料设置”和“安全区域”，如图4-166所示。
图4-165 “加工群组”节点
图4-166 展开“属性”选项
1）文件设置。文件设置用于群组名称、机床名称、编辑操作资料库、刀具库等操作。在展开的“属性”选项中，单击“文件”选项，系统弹出“机器群组属性”对话框，如图4-167所示。
图4-167 “机器群组属性”对话框中的“文件”选项卡
“机器群组属性”对话框中的“文件”选项卡中各选项的含义如下：
●“群组名称”用来更改加工群组的名称。
●“刀具路径名称”用来更改刀具路径名称以及刀具路径的保存路径。
●“群组注释”用来对群组的内容进行说明。(www.xing528.com)
●“机床-刀具路径复制”用来定义机床内容和替换机床加工类型。
●“操作库”用来设置各种加工操作。
●“默认操作”是系统的一个默认操作，每一个模块系统都有一个默认的操作。
●“输出注释到NC文件”用于将各注解设置到NC文件中。
2）刀具设置。刀具设置包括刀具的设定和刀具的管理。
3）材料设置。材料设置包括毛坯设置和材料管理。
4）安全区域。安全区域是指设置完刀具和材料后，要对工件的安全区域进行设置。
（2）刀具对话框的设置 在设置完刀具和材料以后，在产生路径时要输入所选各种刀具的工艺参数。
1）刀具选择。用户可以根据加工需要选择合适的刀具。操作步骤如下：
①在显示卡中选取“刀具路径群组2”→“参数”选项，如图4-168所示。
②系统弹出“曲面粗加工挖槽”对话框。在此对话框中选取“刀具路径参数”选项卡，单击“选择库中的刀具”按钮，系统自动弹出“选择刀具”对话框，里面列出了刀具库中的所有刀具，如图4-169和图4-170所示。
图4-168 选取“刀具路径群组2”→“参数”选项
图4-169 “曲面粗加工挖槽”对话框
图4-170 刀具库中的刀具
用户可根据加工的需要从刀具库中选取所需要的刀具。
2）刀具参数的设置。刀具参数分为共同参数和模组专用参数两大类。刀具路径参数如图4-170所示，每个刀具路径都要输入参数，属于共同参数。图中大部分参数可以通过选择或新建刀具来更改，也可以在图中直接输入来更改。
①杂项变数。单击“刀具路径参数”选项卡中的“杂项变数”按钮，系统会自动弹出“杂项变数”对话框，杂项变数包括10个整数值和10个实数值。
②机械原点。单击“刀具路径参数”选项卡中的“机械原点”按钮，系统弹出“换刀点-使用者定义”对话框，如图4-171所示。
此参数用来指定机床回参考点（机床原点）经过的中间位置。
③旋转轴。单击“刀具路径参数”选项卡中的“旋转轴”按钮，系统会自动弹出“旋转轴”对话框，如图4-172所示。此对话框用来设置工件的旋转轴，一般在车床刀具路径中使用。
图4-171 “换刀点-使用者定义”对话框
图4-172 “旋转轴”对话框
“旋转轴”对话框包括：
●“旋转轴定位”当选中该单选按钮后，工件在指定旋转轴定义的刀具平面内部转动，而刀具在X、Y、Z方向上移动。
●“3轴”当选中该单选按钮后，工件绕指定旋转轴运动，刀具与旋转轴平行。
●“替换轴”当选中该单选按钮后，工件绕指定旋转轴运动，刀具与旋转轴垂直。
●选中“3轴”单选按钮后，用户可以选择X、Y、Z轴作为旋转轴。
④刀具显示。单击“刀具路径参数”选项卡中的“刀具显示”按钮，系统自动弹出“刀具显示的设定”对话框，如图4-173所示。
⑤参考点。单击“刀具路径参数”选项卡中的“参考点”按钮，系统弹出“参考位置”对话框，如图4-174所示。
图4-173 “刀具显示的设定”对话框
图4-174 “参考位置”对话框
⑥输入指令。单击“刀具路径参数”选项卡中的“插入指令”按钮，系统弹出“输入指令”对话框，如图4-175所示。
图4-175 “输入指令”对话框
3）刀具面/构图面的设置。在生成刀具路径前，需设定加工平面，以用来生成刀具路径的平面。
单击“刀具路径参数”选项卡中的“刀具/构图面”按钮，系统弹出“刀具面/构图面的设定”对话框，如图4-176所示。
提示：在生成刀具路径前，如果当前的构图平面不是刀具平面，而生成刀具路径时又未做修改，这样生成的刀具路径不是所要求的刀具路径，可以通过刀具路径坐标系来修改刀具平面位置。
图4-176 “刀具面/构图面的设定”对话框
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