MasterCAM在数控教学中的应用研究

赵瑜 宋雪

延安职业技术学院，陕西 延安 716000

MasterCAM在数控教学中的应用研究

赵瑜 宋雪

延安职业技术学院，陕西 延安 716000

MasterCAM 是一款优秀的CAD／CAM 软件，同时也是我国目前机械加工行业中使用最普遍的一种软件。利用它的图形设计与仿真加工等多方面的功能，研究其在数控教学中的应用。

MasterCAM；数控教学

前言

随着科学技术的飞速发展，在如今机械加工行业中，由于数控设备具有高柔性、高精度、高效率的优点，已成为国内外机械行业的主要发展方向。而近年来由于我国机械装备制造业突飞猛进的发展，原来那种技术含量相对较低的纯粹的数控操作工人，及主要依靠手工编程的数控编程员已不能适应生产力发展，目前企业需要的是既能进行机床操作，又能进行数控程序编制，同时懂得加工工艺的技术人员。但由于各种原因，数控技术人员成为了社会上稀缺的工种，因此培养这类技术人员是目前各高职院校主要目标。

国内一些高职院校在80年代就陆续在机械类专业开设了数控课程，但由于当时教学条件的限制，许多院校只能传授理论知识，而不能将理论付诸于实践。近年来，随着国家对高职教育的大力支持，很多高职院校都成立了数控实习基地，购买了数控机床，加工中心等实训设备。但这类设备不但价格昂贵，且对刚开始学习数控技术的学生存在一定安全隐患，因此，如何从理论向实践完美过渡，改善数控技术课程的实训环境，使学生能学有所练、学用结合，是数控技术教学工作面临的一个难题。

MasterCAM集CAD与CAM于一体，是一套完整的CAD/CAM系统，它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等到功能于一身，是我国目前机械加工行业使用最普遍的一种软件，它可用于数控车床、数控铣床、数控镗床、加工中心、数控线切割机床等。因此MasterCAM软件在数控技术课程的教学中能起到很好的辅助作用，取得良好的教学效果。

1 MasterCAM在数控教学中的应用

1.1 利用MasterCAM的CAD功能进行图形绘制

对于数控专业及机械类专业的学生，使用计算机绘图是最基本的要求,MasterCAM是一套整合CAD与CAM的实用软件，它的内建CAD模块可以绘出2D图形与3D模型，通过软件中直线、圆弧、矩形等基本绘图命令，便可进行图形绘制，同时可以对图素进行裁剪、打断、拼接、镜像、偏移、布尔运算等等操作。综合运用这些命令，就能对复杂的零件进行图形绘制和几何建模。还可以通过ASCⅡ图形转换接口，将零件的图形文件读入到MasterCAM，也可以把其他的CAD/CAM软件（例如AutoCAD、PROE等）中的图型文件转换成为MasterCAM可以识别的图形文件，读入到MasterCAM的操作环境后，可以对图形进行修改或直接进行刀具轨迹的生成等操作。如图1所示。

1.2 利用MasterCAM程序校验功能对手工编制的程序进行校验

手工编程虽然费时费力，但其作为计算机自动编程的基础，对于学习数控技术十分重要，作为数控技术人才，不仅是数控技术的应用者，更应该是数控技术的开发者，因此要使学生知其然并知其所以然。数控程序是由各种功能代码组成，且代码的种类繁多，不同的操作系统，其功能代码的含义也不相同。因此学生在学习手工编程时经常觉得数控指令枯燥乏味、不易记忆，最后编写完成的程序又得不到实现，学生学习兴趣不高，也得不到应有的实际动手训练。

对于这一问题，只需要利用MasterCAM系统中独有的手动输入程序功能进行程序验证，只要将NC代码输入该系统，通过加工轨迹校验,手工编出的程序就可非常直观地仿真出来了。如图2所示。

图1 Mastercam图形绘制

图2 手动输入程序

1.3 设置工艺参数，定义零件加工工艺

在运用MasterCAM软件对零件进行模拟加工前，需要进行一系列的参数设置，这一过程是对所学过的《机械制造技术》、《数控加工技术》、《金属加工工艺》等课程相关知识的综合运用。首先对零件进行加工工艺分析，确定合理的加工工序；其次在保证零件表面粗糙度和加工精度的同时，尽量减少换刀次数，提高加工效率；最后确定粗加工、半精加工、精加工时所采用的刀具样式、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数。

将所有参数都设置好以后，MasterCAM系统便自动计算出机加工余量，并显示出粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀位轨迹和机床代码，这样不但省去了手工编制NC程序的麻烦，更重要的是在这一过程将制造工艺、刀具选择、数控编程、数控加工等知识有机地结合起来，从而巩固了学生在加工工艺方面的知识，强化数控技术教学效果。如图3所示。

图3 参数设置

1.4 MasterCAM 系统与数控仿真系统相结合，模拟加工。

MasterCAM可以通过数据接口将所生成的程序传送到数控机床中，并控制数控机床进行实际加工。在实际加工之前还要进行刀具设置、毛坯设置及加工坐标的确定等工作，使学生在这个过程中能掌握数控机床的操作、NC程序的传送、工量夹具的使用等技能。结合当前的一些数控加工仿真系统，如上海宇龙公司的数控加工仿真系统(具有FANUC、SIEMENS等众多数控系统功能)，进行全面系统的仿真加工。如图4所示。

图4 宇龙数控仿真系统

2 结语

MasterCAM软件作为机械类和数控类专业的专业课程，主要应用其绘制二维图形，建立零件的几何模型最后自动生成NC代码。同时利用软件的其他功能，作为数控技术教学中的辅助工具，在学习手工编程时可大大提高学生的学习兴趣，同时提高手编程序的正确性和安全性；在实训时，可作为实训仿真软件，降低教学成本，提高教学效率，满足教学与生产实习的需求。

在数控教学中，应尽量结合实际情况，想办法发掘现有资源的潜在用途，这样不但可以改善教学条件，提高教学效果，还可以提高教师自身的业务水平。

[1] 王贵明.数控实用技术[M]机械工业出版社，2007.7.

[2] 李传军.机械CAM技术与应用[M].北京:机械工业出版社，2005.

[3] 何伟，机械工业出版社，MasterCAM基础与应用教程,2007

[4] 李斌.数控加工技术[M].北京：高等教育出版社，2001

[5] 严烈.最新MasterCAM应用基础教程[M].北京：冶金工业出版社，2001

[6] 孙建甫.MasterCAM3 D 设计及模具加工高级教程[M].北京：冶金工业出版社，2006

赵瑜（1983—），男，陕西榆林人，延安职业技术学院机电工程系助教，主要从事机电、数控类专业课程教学研究。

宋雪（1982—），女，黑龙江齐齐哈尔人，延安职业技术学院机电工程系助教，主要从事机电、控制类专业课程教学研究。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.11.205