Master CA M软件在数控加工中的应用

杨应洪，陈俊冬，尹显明

（1.西南科技大学 制造科学与工程学院，四川 绵阳 621010；2.西南科技大学 工程技术中心，四川 绵阳 621010）

0 引言

数控加工技术的广泛应用使现代化的生产制造技术有了质的飞跃，同时众多软件的加盟又使生产加工变得更加高效、质量更好、精度更高，Master CA M软件的应用就是最好的说明之一。该软件是美国CNC Soft ware公司基于PC平台研发的CAD／CA M一体化的工具软件，具有二维制图、三维实体建模、数控加工编程、刀具路径模拟和复杂曲面设计加工等功能，同时，该软件能够在普通的系统中运行，使用户在数控车床、加工中心、线切割等加工中都能取得很好的应用效果。Master CA M软件把零件的设计和加工模块有机地结合起来，形成了一种新的加工方式，从零件的图样分析到建模，进一步建立相关的加工模式，并自动生成相关的刀具加工轨迹，再经过后置处理，传送给数控机床进行加工。Master CA M软件的实际应用在很大程度上提高了生产加工的质量和效率。

1 Master CAM软件

1.1 Master CA M软件的相关功能

Master CA M软件是一款经济且有效的软件系统。它具有强大的二维、三维图形绘制及实体建模等功能，利用CAD技术生成的三维造型产品，包含了数控编程所需要的产品表面的完整信息，并可以对这些几何信息进行数控加工刀位的自动计算，从而实现从产品的几何模型设计到加工制造的CAD／CA M一体化。同时，它还具有更加方便实用的计算机辅助制造功能。目前，该软件广泛应用于机械、电子、模具、汽车、航空航天等领域。

1.2 Master CA M软件的特点

在Master CA M软件的CAD部分，二维制图和三维实体造型都可以轻松完成，可以将图形转换到Auto CAD或其他相关的软件，也可以把其他相关的软件转换到Master CA M系统中运行。在CA M部分，既可以提供精确刀具轨迹，又可以很方便地设计出实用的数控加工指令或者代码，缩短加工时间，提高该环节的效率。

在实际数控加工环节中，该软件具有诸多特点：①能够提供比较精确的刀具加工轨迹；②能够加工较为复杂的型腔及曲面；③具有外形铣削、钻孔、多轴加工等多种加工方式；④刀具库和加工参数相关数据库比较完善；⑤提供了一些辅助功能，如工作报表和零件的管理；⑥其后置处理功能强大，能够生成有效实用的数控加工代码或者指令文件。

2 Master CAM软件在数控加工应用时的主要步骤

应用Master CA M软件可以方便地对零件建立相关几何模型，再经过后置处理可以得到数控加工代码或者指令，缩短了一般生产加工环节所需要的编程时间，尤其是在编写复杂零件的数控加工代码或者指令方面效果非常显著，使得各加工代码或者指令的正确性和安全性大幅提升，降低了生产成本，提高了生产效率。

基于Master CAM软件的数控加工流程如图1所示。

2.1 零件的工艺分析

数控加工之前，首先要对零件的图样进行相关的加工分析，既要考虑零件的尺寸、形状、加工精度，也要充分考虑待加工零件的强度、变形和刚度等其他相关因素，前期的工艺分析有利于在实际生产中提高成品的合格率。

2.2 零件的几何建模

在数控加工中，被加工零件几何模型的建立是首要环节，对于复杂零件的几何建模应充分考虑曲线曲面的生成、编辑、过渡、裁剪、偏置等技术。Master－CA M软件的建模功能强大，由设计模块（Design）、铣削模块（Mill）、车削模块（Lathe）和线切割模块（Wire）构成。设计模块主要用于零件的制图和造型，铣削模块主要用于得到铣削的刀具轨迹，车削模块主要是得到车削加工的刀具轨迹，线切割模块主要是得到电火花线切割的加工轨迹，当然这些加工模块也具有设计模块的完整功能。这些模块在实际生产中，既可以直接应用，也可以将其他相关联的图形文件进行转换后在Master CA M系统上应用。

图1 基于Master CA M的数控加工流程

2.3 刀具路径的确定

当完成零件建模后，就可以创建相关加工刀具路径，这里应考虑加工过程中各工序所需要的刀具，做好工艺参数的设定，注重加工轨迹的优化。在数控加工中，Master CA M软件可生成相应的刀具加工数据，包括刀具的运动轨迹和相关的加工信息。在该环节，可通过Master CA M软件来生成加工数据，同时也应注重实际加工经验的应用，把两者有效地结合起来，最终完成刀具加工路径的确定。

2.4 零件在数控系统中的模拟加工

在数控机床或者加工中心上加工之前，可以通过Master CA M软件自带的零件模拟加工功能对被加工零件进行模拟加工。在零件的图形和刀具加工路径的基础上，该软件可以快速地生成相关的加工代码。这里应检查工艺参数的设置是否合理，并根据实际工作经验和理论预判在加工过程中是否出现干涉等情况，考虑加工出的产品是否符合技术指标，然后再应用该软件提供的模拟器功能，使操作者能够在屏幕上清楚地看到“实际”的加工效果。在模拟加工环节，该系统会自动生成相应的加工数据或者记录，因此在实际加工中，省去了试切的步骤，减少了材料的不必要浪费，相应地缩短了单个产品的加工时间，提高了生产加工环节的质量和效率。

2.5 数控代码的生成及传输

在数控加工之前，利用Master CA M的后置处理程序功能来生成数控代码或者指令。该软件提供了多种后置处理程序，不同的数控设备需要相对应的后置处理程序。当得到经过后置处理的数控代码或指令，判定是否需要进行相应的调整，若满足设备加工的要求，也符合设计的要求，就可以把加工代码传输到数控系统中，备份数据，以便加工使用。

3 Master CAM软件数控加工实例

以飞机襟翼连接框架的加工为例，介绍Master－CA M软件在数控加工中的应用。

3.1 设定工艺参数，生成刀具轨迹

通过建模及相关的工艺参数设置，生成刀具路径，如图2所示。

图2 飞机襟翼连接框架刀具轨迹

3.2 传输数据并加工

将刀具轨迹进行后置处理，得到相应的数控代码，并使用Master CA M软件的传输功能，将代码传送到加工中心进行加工，如图3所示。

加工完毕后，对该零件进行检测，确定是否合格，成品如图4所示。

图3 飞机襟翼连接框架的加工

图4 飞机襟翼连接框架成品

4 结束语

目前，Master CA M软件是我国在机械加工和模具设计等领域使用较普遍的软件之一。它具有对复杂曲线、曲面的零件设计功能，可通过对话框方便地将加工工艺参数送入计算机编制刀具路径，再经过后置处理转换成NC代码，且可以在计算机上进行相关的模拟加工。它的诸多功能能够满足现代化加工的要求，应用前景十分广泛。同时，在很大程度上避免了人为因素带来的系统误差和产品试制的失误。在提高加工精度、节省加工时间、降低生产成本、提高工作效率等方面具有重要的实际价值。

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