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MasterCAM軟件在模具制造中的應用分析
紹興職業(yè)技術(shù)學院 韓燚龍 2014/2/27 19:48:07
摘要：Mastercam軟件是一款集計算機輔助設(shè)計和制造于一體的軟件。它的CAD模塊不僅可以繪制二維和三維零件圖形，也能在CAM模塊中直接編制刀具路徑和數(shù)控加工程序。MasterCAM軟件具有良好的性價比、易于上手及高可靠的加工性能，使其在模具行業(yè)的加工環(huán)節(jié)中根深蒂固。本文主要探討MasterCAM軟件在模具制造中的應用。
關(guān)鍵詞：MasterCAM軟件，模具，設(shè)計，制造
MasterCAM是美國CNCSoftware公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM一體化軟件，其要求的硬件配置低，具有良好的性價比，特別是其廣泛的“COM”(對接)功能、可編輯的后處理程式及良好的機床適應性，使其一問世便受到廣大中小企業(yè)的青睞。MasterCAM功能強大，集二維工程圖、三維實體設(shè)計、曲面設(shè)計、CNC銑床(Mill)、CNC車床(Lathe)、CNC線切割(Wire)和CNC雕刻(Router)等功能于一體，能夠與其他CAD/CAM軟件的輸出格式如DWG、DXF、IGES、STL、SAT等良好地相容。
1 MasterCAM軟件運用的幾個環(huán)節(jié)
1.1計算機輔助設(shè)計（CAD）
CAD的主要作用是生成數(shù)控加工中工件幾何模型。在MasterCAM系統(tǒng)中，工件幾何模型的建立有3種途徑，其方式如下。•由系統(tǒng)本身的CAD造型建立工件的幾何模型。
通過系統(tǒng)提供的DXF、IGES、CADL、VDA、STL、PARASLD、DWG等標準圖形轉(zhuǎn)換接口，把其他CAD軟件生成的圖形轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)的圖形文件，實現(xiàn)圖形文件的交換和共享。
通過系統(tǒng)提供的ASCII圖形轉(zhuǎn)換接口，可以把經(jīng)過測量儀或掃描儀測得的現(xiàn)實數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成MasterCAM系統(tǒng)的圖形文件。
1.2計算機輔助制造(CAM)。CAM的主要作用是生成一種通用的刀具路徑數(shù)據(jù)文件，即NCI文件。在加工模型建立后，即可利用CAM系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進行數(shù)控編程。可以根據(jù)不同的工藝要求與精度要求，通過交互指定加工方式、加工參數(shù)等，生成刀具路徑文件。MasterCAM系統(tǒng)還可以通過Backplot(刀具路徑模擬)和、惱坶(實體切削校驗)兩種模擬方法對生成的刀具軌跡進行干涉檢查。另外，為滿足特殊工藝需要，CAM系統(tǒng)提供了對已生成刀具軌跡進行編輯的功能。
2 MasterCAM軟件在模具制造中的應用
幾何模型是指在CAD/CAM系統(tǒng)中構(gòu)造的幾何模型。數(shù)字幾何模型是數(shù)控加工的基礎(chǔ)。對數(shù)字幾何模型處理是數(shù)控編程的首要工作，如果數(shù)字模型有錯誤，那么加工出的零件必然是錯誤的，這足以證明數(shù)字模型的重要。不同的機床和模具，對數(shù)字模型有著不同的要求。例如，為數(shù)控線切割機床編程，二維的數(shù)字幾何模型已經(jīng)可以滿足需要，在數(shù)控銑床(加工中心)上加工模架，一般也只需要二維的數(shù)字幾何模型。而注塑模具的零、部件，如型芯、型腔、鑲件、滑塊的形狀都比較復雜，需要在數(shù)控銑床(加工中心)上加工因此需要三維的數(shù)字幾何模型。對此需要做不同的處理。在現(xiàn)實中數(shù)據(jù)形式主要有以下幾種：
實例分析：
用MasterCAM9．0完成汽車泵體上殼壓鑄造模型芯的粗加工，材料為H13，毛坯為六面平整。
（1）確定加工坐標原點
坐標原點取X：模型的中心；Y：模型的中心；Z：型芯的分型面。
（2）機床坐標系設(shè)在G54
（3）工藝分析該殼體的型芯加工在最高轉(zhuǎn)速可以達到20000r/min的高速銑床上加工。分粗加工、半精加工、清角加工、精加工幾個步驟進行。粗加工使用直徑為16mm的牛鼻刀進行加工，刀片半徑為4mm。設(shè)置機床主軸轉(zhuǎn)速為2800r/min、切削進給為1200mm/min。
（4）程序編制
啟動MasterCAM Mill通過的“MatnMenu—File—Get”界面，打開圖形文件Pump．mc9(系統(tǒng)默認文件后綴為術(shù)．mc9)。然后確認坐標原點在型芯的分型面的中心。在對汽車泵體上殼壓鑄造模型芯的幾何圖形進行實際粗加工前，先利用MasterCAM系統(tǒng)提供的實體加工模擬功能進行電腦實體加工模擬，以便及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并加以改進，最大限度地降低能源和材料消耗，提高加工效率。
選擇MainMenu命令回主菜單，生成加工NC代碼及傳輸程序Mastel’CAM系統(tǒng)對泵體上殼壓鑄造模型芯幾何圖形所規(guī)劃的外形加]二刀具路徑及刀具參數(shù)設(shè)置等資料產(chǎn)生的是一個刀具路徑文件，MasterCAM系統(tǒng)稱其為NCI刀具路徑文件。它是一個ASCII文字格式文件，含有生成NC代碼的全部資料，包括一系列刀具路徑的坐標值、進給量、主軸轉(zhuǎn)速、冷卻液（未完，下一頁）
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