浅谈Master CAM在数控教学中的应用

付光辉

摘要：如何改善和提高数控技术课程的实验环境，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非常大的难题。MasterCAM就是其中的一种软件，它是我国目前机械加工自动化中使用最广的一种软件，利用它的图形设计与仿真功能，在数控实验中进行应用，改善了目前数控技术课程教学中实验环节效果不理想、效率较低的现象，提高了学生数控编程能力、数控机床的操作能力及系统的维护能力。

关键词：Master CAM；数控；实验；编程加工

如何改善和提高数控技术课程的实验环境，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非常大的难题。 综上所述，数控技术课程是一门实践性很强的课程，离开实践，就谈不上素质，实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果，仅在课堂上实施全方位的教学是不够的，还应具备一个良好的实践教学环境。

考虑到到数控设备价格的因素，我们选定了一种能在计算机上进行手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、与数控机床有良好数据接口的MasterCAM软件。下面本人就Master CAM在数控教学中的应用，谈谈如何运用。

一、利用MasterCAM进行手工编程，并进行程序校验

数控程序的手工编制是计算机自动数控编程的墓础，应用计算机进行数控加工自动编程最终也还要经过后置处理转换成NC程序代码。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，手动编程是学生熟悉并掌握NC程序基本原理的一个重要途径。但数控指令枯燥、不易记忆，编写的程序又不能得到实现，学生学习的兴趣不高，也得不到应有的实际动手的训练。同时对同一零件编程，学生编写的程序会有多种，老师批改作业、检查学生掌握情况也十分困难。这一难题在MasterCAM系統中就迎刃而解了：只要将NC代码输入该系统，通过加工轨迹校验，NC程序的结果就非常直观地仿真出来了。

二、设置工艺参数，定义零件加工工艺

利用MasterCAM系统中的CAD绘图建模功能绘制生成三维零件模型，或利用该系统提供的数据接口将在其它CAD系统中做好的零件模型，然后综合运用所学过的如《机制工艺》、《金属切削机床》等课程的相关知识，选择合适的加工工艺方法，安排零件的加工工序，确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数后，该系统便自动计算出机加工余量，并动态显示出和粗加工、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，省去了人为编制NC程序的烦恼。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥，在数控技术课程中达到了融汇贯通，并在计算机上变得生动、形象起来，巩固了学生的加工工艺方面的知识，强化了利用Mastercam系统数控教学的效果。

三、利用MasterCAM系统，对计算机计算的刀具轨迹进行模拟仿真

MasterCAM特有的模拟仿真功能，可以进行三维动态仿真加工，每个学生都有模拟加工的机会，省时间、省材料、省投人。在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、撞刀等情况，计算机计算是否正确，加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工后的结果，学生明白了不同的刀位轨迹，其加工结果有很大的差异实质上，加工刀具轨迹定义的合理与否，与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度有密切的关系。学生可以发挥自己的创造性和综合能力，对不满意的加工结果重新进行零件建模或重新定义刀位轨迹，实现虚拟设汁与虚拟加工。

四、利用MasterCAM系统将刀具轨迹转换成数控加工程序，通过计算机机床接口传送，并控制数控机床进行实际加工

前面所做的工作均是在计算机上进行的，学生还很难将NC程序和实际的加工联系起来，总的理解是停留在理论知识上，感性认识不足，实际应用能力的训练环节很不够。因此在条件允许的情况下，让学生将零件的NC程序通过数据接口传至数控机床，控制机床进行加工。在这个过程中，NC程序、数控系统、数据接口起了非常重要的作用。作为数控技术人才，应该熟练掌握数控编程、数据通讯、接口技术等专业基础知识，并得到相应的动手能力的训练。

数控技术不仅是提高产品质量、提高劳动生产率的必不可少的物质手段，也是体现一个国家综合国力水平的重要标志。而运用好教学软件，可以很好地为教学服务。总之数控实验室的功能应该是多方面的，可以进行科研项目研究，提高教师自身的业务水平，同时为生产科研服务，并积极开展对外技术培训和技术服务，以及承接加工任务等，从中获得一定的经济效益，用以改善实验室的条件、促进正常的教学科研活动。

【参考文献】

[1]余蔚荔.CAD/CAM应用技术[M].北京：电子工业出版社，2010：23.

[2]郭铁良.模具制造工业学[M].北京：高等教育出版社，2015.