Mastercam在数控教学中的应用

宋宝屏

【摘要】Mastercam软件是美国CNC Software公司研制的基于计算机平台的CAD/CAM一体化软件，被广泛应用于机械、电子、航空等领域。它是集二维绘图、三维实体、曲面设计、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等功能。它在数控教学中的应用，提高了学生数控编程和数控应用的能力。

【关键词】Mastercam 数控技术 数控编程 教学

【中图分类号】TG659-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）36-0089-01

目前，数字控制技术和数控机床，给机械制造业带来了巨大的变化。数控技术是一个综合了计算机技术、自动化控制技术、检测技术和机械加工技术的交叉和综合技术领域。数控技术的核心是由计算机（主要是软件）对加工过程中的信息进行处理和控制，实现加工过程自动化。CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）技术广泛的应用于产品设计和机械制造业中。运用CAD/CAM进行零件的设计和加工制造，可以缩短企业产品的开发周期，改善产品的质量，从而提高产品在市场中的竞争力。我国中职教育是以培养适应生产第一线需要的技能型专门人才为根本任务， Mastercam这门课程是数控专业中核心课程之一。 虽然很多院校都开设了这门课程，但是还是基于只传授理论知识，而不能将理论与实践很好的结合起来。那么，如何提高Mastercam这门课程在教学中的质量就显得尤为重要。

Mastercam软件是美国CNC Software公司研制的基于计算机平台的CAD/CAM一体化软件，它主要由4个功能模块组成，分别是造型、铣削加工、车削加工和雕刻加工，而且产品更新的速度也非常快，性价比还是很高的。它对计算机的硬件要求不高，且操作性灵活，能进行手工编程和自动编程，实现零件的模拟仿真加工，并能与数控机床进行数据传输，可以解决很多问题。在教学中引入Mastercam软件，减少了数控编程的教学效率和质量，激发了学生对数控加工学习的兴趣，同时也提高了他们在数控加工中的实际操作能力。利用这个软件教学，可以在数控教学中开展如下工作。

一、零件加工工艺的分析，工艺参数的设置

首先我们要对加工的零件图进行加工工艺的分析，确定合理加工的顺序， 在保证零件的表面粗糙度和精度的同时，尽可能的减少换刀的次数，提高加工效率。先安排零件的加工工序，确定粗加工、半精加工和精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进给速度等等，加工时表面做到先主后次，先基准后其他。这一过程将数控编程、制定工艺、刀具、数控加工等课程有机的结合起来，将以前所学的知识巧妙的联系起来，巩固了所学的知识，从而激发学生学习的兴趣，提高了教学质量。

二、零件的几何造型

利用Mastercam绘图建模功能等绘制二维零件或三维零件模型，也可以用其他软件（如CAD、PRO/E、UG）将画好的图形导入到Mastercam这个软件中，实现图形文件的共享，相对而言，Mastercam软件的绘图功能要弱点。

三、零件加工刀具路径的确定

当完成了零件几何造型之后，我们就可以进入CAM的数控编程了。根据前面的零件加工工艺分析之后，要求选择机床的类型，设置合适的毛坯、刀具、加工步骤及参数的设置。设置完成之后，系统会自动生成刀具路径轨迹。

四、零件刀具路径的模拟和实体切削仿真

Mastercam软件具有刀具路径模拟及实体切削仿真的功能，在我们设置好了刀具路径之后，可以对零件进行模拟仿真加工，而且因为每个学生都可以通过计算机上的这个软件将零件进行模拟加工。在模拟加工过程中，我们可以很清晰的看到刀具是沿着我们预设的加工轨迹进行加工，学生通过观察切削加工的过程中，可以检测工艺参数和加工参数的设置是否合理，是否会产生过切、干涉、空走刀、撞刀等现象，刀具的计算是否正确，加深了学生对工艺的理解，从而避免了数控机床在加工中发生这些情况。发挥学生的创造力和综合能力，将一些不满意或不符合加工工艺的路径进行重新设置，这样可以节省材料的消耗，大大的提高工作效率。

五、生成加工NC代码，通过数据接口传输到数控机床，并控制數控机床进行零件加工

接下来，我们利用Mastercam软件的后置处理功能，将零件加工的刀具路径所生成的NCI刀具路径文件转成NC代码。我们可以将NC代码导入到数控仿真软件（如宇龙仿真软件、斯沃仿真软件等）进行数控机床模拟仿真的加工。由于每个数控系统的代码由所区别，所以导出的NC代码要做相应的修改，符合数控设备的要求。最后，我们将后置处理的程序通过数据接口导入到数控机床中进行实体切削加工。

从近几年的比赛中，我们可以发现自动编程越来越重要。现在都是要求使用软件造型之后，进行在线加工。数控编程包括手工编程和自动编程，手工编程是自动编程的基础。尤其是一些复杂的零件，通过使用自动编程软件，可以大大的缩短时间，提高工作效率。

在我们的数控教学中，我们可以充分的利用现有教学的硬件。其实，学生在学Mastercam这个软件之前，已经学习了AutoCAD、机械基础、数控编程等课程，为学习这门课程做了良好的铺垫。所以，我们可以将数控编程、CAD等这些课程与Mastercam这门课程很好的结合起来，理论与实践一体化。

参考文献：

[1]孙建.Mastercam的应用