數控加工技術已廣泛應用于制造業， 其中數控銑削是零件的主要加工方法。對于簡單的零件，通常采用手工編程的方法，但大多數模具往往都需要加工比較復雜的文字或者曲面， 要加工這樣的文字，手工編程是難以完成的，除了使用一些專業的雕刻軟件之外，MasterCAM 軟件編程可以輕松完成。

　　MasterCAM 軟件是美國CNCwSoftware 公司開發的基于PC平臺的CAD／CAM 系統，由于其誕生的較早且功能齊全，它操作靈活，易學易用，適用于大多數學生掌握。特別是在CNC 編程上快捷方便，因此有很高的市場占有率。正因為其應用廣泛，很多企業培訓部門、社會培訓機構、教育部門勞動部門都開展了各種形式的培訓教育， 特別是技工學校和高職高專院校甚至將其列為正式課程學習了。熟練掌握該軟件及其相應關聯知識的人都是當前市場所需的熱門人才。

　　本文以文字的建模和加工過程為例， 就如何靈活運用MasterCAM進行機械設計和加工進行了初步探討。

1 在Mastercam 系統中建立模型

　　MasterCam 具有二維和三維的建模功能。可以運用design建模，也可以根據加工的要求使用不同的模塊建模。MasterCam軟件具有較好的數據交換功能，可以轉換多種格式的文件，二維和三維圖形都可以在Master—Cam 中直接繪制，也可以在Auto-CAD、CAXA、UG、Pro／E 等軟件上繪制后再轉換到MasterCam中使用。如在進行手動零件的建模時，先繪制出零件的二維和三維模型，通過實體Solids

2 在Mastercam 系統中設置合適的模型工藝

　　在完成模型的建立之后，學生進入工藝參數設置。選擇合適的加工工藝，安排零件的加工工序，進而確定粗加工、半精加工、精加工所對應的不同加工表面的刀具、切削用量、進退刀路徑、主軸轉速等參數。具體步驟：

　　2.1 毛坯設定：指設置當前的工件參數，包括工件類型的選擇、工件尺寸的設置和工件原點的設置。在工件類型的選擇中，Mastercam 系統的界面中提供了具體操作的指示(見圖1)，即以根據毛坯的形狀選擇矩形(Rectan．gular)或者圓柱形(Cylindrica1)，也可以直接選擇實體，即通過選擇File(文件)從一個STL 文件中輸入毛坯形狀，或者是通過Display(顯示)選項顯示工件。

　　2.2 材料設置：工件材料設置的正確與否直接影響機床主軸的轉速、進給速度等加工參數。工件的材料設置包括材料的選擇和材料的定義。通過選取刀具路徑，材料管理命令進入“材料選擇”對話框，選擇需要的材料(見圖1)。一般可以從標準的材料庫(包含高速鋼、碳鋼、鋁、涂鈦材料、陶瓷材料等常用加工材料)中進行材料的選取。如果遇到特殊材料，可以通過設置材料的各個參數來定義新的材料。

　　2.3 零件投影外形粗加工刀具路徑確定在零件建模完成和工藝分析完成之后， 就根據零件的要求選擇毛坯和工件坐標原點(對稱圖形一般選取工件的中心作為工件坐標系原點)，并進行各種工藝參數設定，工藝參數的設定包括刀具參數的設置及銑削加工參數的設置， 刀具參數的設置包括刀具編號、刀具直徑、刀柄直徑以及刀具有效切削刃長度等，銑削加工參數的設置包括安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削用量等，挖槽還包括銑削方式的設置，從而得到零件加工的刀具路徑。在這樣計算機操作形象生動的教學優勢下，學生通過設置工藝參數、定義零件的加工工藝，可以把孤立、枯燥的數控編程、制造工藝、刀具、數控機床、數控加工等課程有機地結合起來，在數控技術課程中達到融匯貫通，這樣既鞏固了加工工藝方面的知識， 又強化了利Mastercam 系統數控教學的效果。

3 路徑模擬及實體檢測

　　零件的刀具加工路徑設置完成之后，利用MasterCAM 軟件提供的零件加工模擬的過程， 可以檢驗前面設置的各種工藝參數是否合理， 在零件的實際加工中是否存在干涉以及實際零件是否符合設計要求。這樣可以在實際生產中省去試銑的過程，可降低材耗，提高生產效率。零件可以合理設置刀具路徑及加工參數。具體操作在主功能區單擊0perations 命令，將出現OperationManager 窗口。選擇Poserations 命令， 將出現OperationManager窗口。選擇Post 按鈕后出現PostProssing 窗口，選中SaveNCFile 可選框，點擊OK 輸出NC 代碼，銑削程序生成后，可按Verify 按鈕，顯示立體毛坯，這樣就可模擬加工了。經過計算機模擬加工，可增大實際加工的把握性,還可以利用軟件生成刀具路徑圖。

4 生成數控指令代碼

　　經過驗證確認刀具路徑準確無誤后， 將刀具路徑進行后置處理，生成NC 程序，這些程序經過適當的修改后可通過傳輸線傳給數控銑床，數控銑床應用該程序進行零件加工。

5 利用Mastercam 系統將刀具軌跡轉換至數控機床的實際加工

　　Mastercam 系統提供了多種多樣的機床設備。主要包括Mill(銑床)、Lathe(車床)和Router(線切割激光機床)三種。其中銑床模塊可以用來生成銑削加工刀具路徑，還可以進行外形銑削、型腔加工、鉆孔加工、平面加工、曲面加工等模擬操作；車床模塊可以用來生成車削加工刀具路徑，還可以進行粗／精車、切槽以及車螺紋的加工模擬。由于在具體加工過程中，同一步刀具路徑中有時走直線，有時走圓弧或者曲線，有時還要走空刀，如何在模擬的時候就考慮到這些問題，從而優化加工程序，提高加工效率，就成了考驗學生能力的關鍵。前面所做的工作均是在計算機上進行的，有了這些做基礎，學生就可以將零件的NC 程序通過數據接口傳至數控機床，控制機床進行加工。在這個過程中，不同的數控系統所使用的NC 程序語言格式是不同的，學生要根據機床數控系統的不同類型來選擇相應的后處理器。

　總之，通過以上例子，可以對MasterCam／Mill 編程有一個大體的認識，其流程為：(1)創建基本圖形；(2)根據零件工藝流程設置刀具和加工參數，得到刀具路徑；(3)檢查刀具路徑以及模擬加工過程；(4)進行后置處理，生成有效的數控程序文件；（5）轉換至數控機床的實際加工。