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第一章MasterCAM及其CAD功能第一节MasterCAM软件系统概述MsterCAM是美国CNCSoftwareInc.公司所研制的集CAD/CAM于一体的一个大型应用软件系统。用户可利用其绘图设计功能绘制出待加工零件的图样，然后直接在其上进行加工路线的描述定义，则该软件即可自动计算处理并生成用于控制机床的数控加工程序。CAD/CAM自动编程过程零件几何造型工艺规划刀具定义加工工艺参数定义刀具路径文件NC加工程序程序校验、动态仿真后置处理Mill模块结构框架分析查询修整图形变换删除视屏显示设定图层颜色管理文件管理基本作图图形绘制加工刀具路径定义刀具路径后置处理NC程序文件其它数据文件线架构建曲面构建实体构建轮廓铣削数据查询加工模拟编辑修改刀库设定工件设定曲面粗铣曲面精修实体加工钻孔挖槽刻字系统操作界面常用操作说明1、系统绝大部分功能实施都需要通过对主功能菜单的逐层调用来进行。2、逐层回退及直接返回根菜单。Esc键也可回退3、图标菜单区只能逐页下翻或回退。4、能实现层别及各种线型的设置。5、绘图前必须先设置绘图原点、构图面和工作深度。6、F9显示和关闭绘图原点。Alt+U撤消（一步）MasterCAM自动编程演示1、2D图形构建2、刀路定义3、加工仿真4、NC程序的生成10080R20R25R10第二章零件基本几何图形的绘制一、MasterCAM构图的基本知识1）、选择点的方法（在需要给点时出现）可直接给定用逗号分隔开的X、Y、Z坐标点值原点绘图坐标系的原点圆心点圆或圆弧的圆心点端点某图素的端点，整圆的端点在0°交点两图素的交点，（需定义两图素）中点某图素的中点已知点用画点命令画出来的实际点四分圆点圆或圆弧的四象限点任意点用鼠标随意拾取的点2、选择集（需选择图素时出现）取消选择串连串连一些首尾相接的图素窗选开窗选，有窗内、窗外和窗交等方式单一单一的某类图素所有的所有的某类图素组群进行过组群定义的一组图素结果经图形变换操作而产生出的系列图素3、串连设定串连操作用于连接一些首尾相接的图素。连接时应注意串连方向歧点：即图形分叉点。两根线相交但交点并非线段端点时则不会成为歧点。若串接时碰到歧点，则系统将会询问下一步串接的路线方向。部分串连方式：可有选择地串连一封闭轮廓中的部分轮廓线。二、2D基本构图方法1、直线的绘制步骤：绘图→L直线→绘线模式→常用：•水平线•垂直线•任意线•连续线•极坐标线•切线•法线•平行线点垂线点切线公切线切角切线极坐标画线连续线两点连线垂直线水平线极角极半径指定长度定长夹角零件基本几何图形的绘制2、圆弧的绘制步骤：绘图→A圆弧→绘圆弧的模式→常用：1、绘整圆•点半径圆、点直径圆（点为圆心）•两点画圆、三点画圆2、绘圆弧•极坐标（逆时针）•两点画弧•三点画弧•切弧圆弧的绘制终止角起始角极半径极坐标画弧点1点2两点半径点3点1点2实体1实体2实体3三点定弧点2点1两点定圆点1点2点3三点定圆圆心半径（直径）RφD高度点1点2宽度起始角外接圆长半径终止角起始角旋转角矩形多边形椭圆相切圆弧平滑曲线（切一实体）三切圆圆上一点圆心圆心圆上点点1点2点N点3指定点被切实体保留部分指定半径短半径零件基本几何图形的绘制3、矩形的绘制步骤：绘图→R矩形→绘圆矩形的形式→常用：•一点：通过矩形的宽度、高度及定位点位置来确定矩形。•二点：通过两个对角点的位置来确定矩形。•选项：设置矩形的选项。第三节2D图形的编辑修改小半圆被修剪部分R实体2实体3实体1大半圆打成多段保留部分被剪掉部分打成两段断点X轴Y轴原实体对称变换旋转角旋转角=90，旋转次数=3旋转变换修剪两实体修剪三实体倒圆打断基准点ABBA比例缩放平移变换原实体原实体第四节2D绘图举例-1先设线形为中心线，再画水平线，坐标为0，画垂直线，坐标为0。线形设为实线。画水平线3根，坐标分别为10，-10，-20。画3个整圆，半径为5，圆心分别为（20，15），（20，-15），（-20，-20）。极坐标画线，点（-43，18），角度-60，线长50。画切线—圆外点方式，选择被切圆弧，给点（-43，18），线长默认。修剪：三个图素方式，修剪三圆弧及连接线边界。单个图素方式，修剪两水平平行线到中心线处画任意线段，捕捉水平线1的端点，再捕捉水平线2的中点。修剪：两个图素，拾取水平线2和刚画出的斜线。2D绘图举例-2绘图过程绘图过程第三章MasterCAM的三维建模第一节三维建模基础一、系统的坐标系MasterCAM中使用的原始基本坐标系统为标准的笛卡儿坐标系，其各轴正向符合右手定则。二、构图平面和工作深度构图平面：当前要使用的绘图平面工作深度：构图平面所在的深度绘制三维图形时，选定合适的构图平面和工作深度是关键三、图形视角是表示目前屏幕上的图形的观察角度。绘出的图形位置只受构图平面和工作深度的影响，不受视角设定的影响。构图平面和工作深度均可通过点击次功能菜单中相应项来设定。图形视角与构图面设置垂直时是无法绘图的。第二节线架模型通常构建曲面时，先要绘制线架模型，线架模型是构建曲面模型的基础。下面将通过几个练习说明线架模型的绘制方法：第三节曲面模型一、曲面的种类使用曲面造型可以很好地表达和描述物体的形状，曲面造型已广泛地运用与汽车、轮船、飞机机身和各种模具的设计和制造中。曲面分三大类：几何图形曲面：牵引曲面、旋转曲面自由型式曲面：昆氏曲面、直纹曲面、举升曲面、扫描曲面编辑过的曲面：补正曲面、修整延伸曲面、曲面倒圆角、曲面熔接二、曲面造型方式1、举升曲面（Loft）和直纹曲面（Ruled）这两种曲面构建功能都是由截断面外形的顺接来产生一个曲面（Surface）。举升是用抛物线来顺接，直纹则是用直线段来顺接曲面的。2、旋转曲面（Revolved）旋转曲面是由某一轮廓线绕某一轴线旋转而形成的曲面。其线架结构仅由一段轮廓线和一旋转轴线组成。曲面构建时，先要选定轮廓线，再选定旋转轴，然后还需指定旋转曲面形成的起始角度和终止角度。3、扫描曲面（Swept）扫描曲面是将物体的断面外形沿着一个或两个轨迹曲线移动，或是把两个断面外形沿着一个轨迹曲线移动而得到的曲面。4、昆式曲面（Coons）是用定义一个个较小的缀面（Patches）来产生的。曲面构建时要先定义沿着主切削方向（纵向Along）各缀面系列边廓，再定义沿着横断面间歇进刀方向（Across）各缀面边廓，由此来确定缀面方向和缀面数量。5、曲面造型举例基本线框曲面模型第四节实体模型实体模型是描述三维物体的一种表达方式.实体模型由多个特征组成的一个整体。不仅具有面的特征，还具有体积的特征，能够进行着色处理。实体构建过程由多个实体特征堆积的过程。一、构建三维实体外形•构建线架模型（单独设层，便于管理）二、构建实体特征•通过挤出、旋转、扫描、举升、基本实体等方式构建。实体构建过程三、编辑实体特征•对基本实体特征进行倒圆角、倒角、薄壳、布林运算、剪切等操作，最终构建实体模型。四、实体管理操作通过实体管理器，可以方便地进行实体特征的管理，可以观察实体的构建记录，改变特征的次序，修改特征的参数和图形。基本实体创建步骤：主菜单→实体→下一页→挤出实体创建挤出是指把事先构建好的二维闭合曲线链，通过指定的方向进行拉伸的造型，既可以进行实体材料的增加，也可进行实体材料的切除。步骤：主菜单→实体→挤出→选定挤出对象→设定挤出参数→•挤出参数设定•挤出之距离•挤出方向挤出实体创建挤出：•整体挤出•薄壁挤出方向•系统预设：垂直于选取的第一个串联外形，并由串联方向依右手法则来决定。•可利用菜单反向。旋转实体创建旋转：是指把二维闭合平面曲线链，绕着轴线以指定的角度进行旋转的实体造型。可通过旋转构建实体，也可产生凸缘和切割实体。步骤：主菜单→实体→旋转→选定挤出对象→选定旋转轴→设定旋转参数→扫掠实体创建扫掠：是指用封闭平面曲线链，沿着一条曲线链（即路径）平移和旋转构建的实体造型。可通过扫掠构建实体，也可产生凸缘和切割实体。步骤：主菜单→实体→扫掠→选定要扫掠的对象→选定扫掠路径→设定扫掠参数→确定举升实体创建举升：是指将多个闭合的平面曲线链，通过直线或曲线过度方式构建的实体造型。可通过扫掠构建实体，也可产生凸缘和切割实体。步骤：主菜单→实体→举升→分别串联几个截面→设定举升参数→确定四、实体造型举例基本线框实体模型四、实体造型举例基本线框实体模型第四章MasterCAM的2D刀路定义第一节CAM基础一、刀具平面和构图平面设定关系刀具：俯视刀具：俯视刀具：俯视刀具：主视构图：俯视构图：主视构图：侧视构图：主视二、刀具原点、机械原点和备刀点1、刀具原点：机床系统的加工原点。通常和绘图原点要一致。2、机械原点：用来作为G92格式输出时其后所跟的起刀点坐标值。对NC程序的生成没有影响。3、备刀点：刀具的进刀点和退刀点。三、共同的刀具参数设定当进行刀路定义时，无论采用何种加工方式，在选择需要的加工对象后，即自动弹出刀具参数设置对话框。共同的刀具参数设定说明刀具号和刀具补偿号：系统将根据所选用的刀具自动地分配刀具号和刀具补偿号，但也允许人为地设置刀号。生成NC程序时，将自动地按照刀号产生TxxM6的自动换刀指令。半径补偿号：当轮廓铣削时设置机床控制器刀补为左（右）补偿时，将在NC程序中产生G41Dxx（G42Dxx）和G40的指令。刀长补偿号：将在NC程序中产生G43Hxx（G44Hxx）和G49的指令。共同的刀具参数设定说明进给率：这里将赋予刀具在XY平面内的进给速度，在NC程序中产生Fxxxx指令。Z轴进给率：赋予Z轴进刀切入时的进给速度。在NC程序中产生Z__Fxxxx指令。提刀速度通常和快进速度相当。共同的刀具参数设定说明程序名称：即主程序番号。在NC程序中产生Oxxxx的指令。若在某些方式的加工参数设定项中设定了使用子程序（副程式）的功能，则子程序番号将由系统自动产生。起始程序行号和行号增量：指生成NC程序中行首的N代码的起始号和行号增量。注：若不需要输出N指令，需要修改后处理文件，或通过程序编辑器来消除。共同的刀具参数设定说明当使用平底刀具时，刀角半径=0；曲面加工用球刀，刀角半径=球刀半径；圆鼻刀的刀角半径刀具半径。主轴转速：用以产生NC程序中Sxxxx指令。冷却液：用以在程序中相应加工起始位置添加M08（或M07）、M09的自动开关冷却液的指令。工作高度设定及说明参考高度：初始Z坐标高度。进给下刀高度：刀具从工进转为快进的Z坐标高度。要加工表面高度：毛坯顶面所处的Z坐标。铣削深度：最终加工深度面的Z坐标。第二节2D外形铣削刀路定义2D轮廓外形是指组成外形轮廓的所有线、圆弧、曲线等图素均位于同一构图面内。关于轮廓铣削参数的设定计算机刀补和机床（控制器）刀补：主要用于2D轮廓铣削的刀径补偿。计算机刀补是指生成NC程序时是将整个轮廓按刀补方向均匀地向外或向内偏移一个刀具半径值后算出的刀心轨迹坐标，由此而产生的程序。机床控制器刀补是指生成NC程序时还是按原始轮廓轨迹坐标生成程序，但在程序中相应的位置添加G41、G42、G40的刀补指令。刀补位置：有刀尖和刀具中心两种选择。主要用于刀具长度Z方向的补偿设定，它仅影响球刀和牛鼻刀等成型刀的编程。关于轮廓铣削参数的设定刀具转角设定：指在轮廓类铣削加工程序生成时，是否需要在图形尖角处自动加上一段过渡圆弧，主要针对于一些早期刀补功能还不完善的机床而设置的。关于轮廓铣削参数的设定刀补路径优化：该功能可消除在刀路中小于或等于刀具半径的圆弧段，以防止过切。寻找相交性：该功能也是用以在进行电脑刀补计算时防止过切刀路的产生。如外形轮廓中的窄槽部位、交叠部位等。线性误差：3D圆弧外形和曲线外形铣削时需要设定。线性误差是将这类外形用空间直线进行逼近计算的逼近精度。最大深度偏差：只用于3D外形铣削。当对3D外形进行刀补计算时，两线接点处的补偿轨迹可能有所偏差而交接不上，在此可设定其交接的允许偏差。径向分次铣削和深度方向分层铣削深度方向的分层和轮廓径向的分