第1章 Mastercam X8基础知识

1.1 Mastercam软件简介

Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型功能。Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计复杂的曲线、曲面零件。

● 具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。

● Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。

● 具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。

● Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。

● 具有可靠的刀具路径校验功能。Mastercam 可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。

Mastercam提供了400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，比如FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。可根据机床的实际结构，编制专门的后置处理文件，刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。

使用Mastercam可实现DNC加工。DNC（直接数控）是指用一台计算机直接控制多台数控机床，其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于工件较大，处理的数据多，生成的程序长，数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求，这样就必须采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，将计算机和数控机床连接起来。利用Mastercam的Communic功能进行通信，不必再顾虑机床的内存不足问题。经大量的实践，用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序更为高效，而且能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程中的实际情况。

Mastercam的强项是三轴数控加工，简单易用，产生的NC程序简单高效。

1.1.1 Mastercam的主要功能

通过前面对Mastercam软件的介绍，相信读者已经对Mastercam有了一定的了解。下面将对其主要功能进行简单的介绍。Mastercam是一个CAD/CAM集成软件，它包括造型设计（CAD）和辅助加工（CAM）两大部分，主要功能如下。

1.造型设计（CAD）

Mastercam软件在二维绘图和三维造型方面具有以下功能。

● 具备强大的二维绘图功能：使用Mastercam X8可以快速且高效地绘制、编辑复杂的二维图形，并且能够方便地进行图形的尺寸标注、图形注释与图案填充等操作，还能打印工程图样。

● 具备完整的曲线设计功能：通过Mastercam X8软件不仅可以设计和编辑二维、三维曲线，而且还可以灵活地创建曲面曲线，如相交线、分模线、剖切线和动态绘制曲线等。

● 具有多种曲面造型方法：Mastercam X8软件采用NURBS、PARAMETERICS等数学模型，可以更直观地使用多种方法创建规则曲面，也可以创建网格曲面、举升曲面、扫掠曲面等多种不规则的光滑曲面。Mastercam X8软件还具有对曲面进行圆角、倒角、偏置、修剪、填补孔等曲面编辑功能。

● 实体建模功能：Mastercam X8软件采用以Parasolid为核心的实体造型技术，具有特征造型和参数化设计两种功能，可对实体进行布尔运算、圆角、倒角和抽壳等操作，操作简单方便，有效提高了零部件的机构设计。

● 实体与曲面的结合造型功能：Mastercam X8软件可以将实体造型和曲面造型综合起来创建复杂模型。例如：在现有的实体模型上再构建所需的曲面模型，就可以通过曲面设计工具来完成零件外形设计。

● 着色：Mastercam X8软件可以对现有的实体模型和曲面模型进行着色，也可以给模型赋予材质，并能够设置光照效果，从而产生逼真的视觉效果。

2.加工制造（CAM）

Mastercam软件在辅助加工制造方面具有以下功能。

● 多样化的加工方式：Mastercam X8在型腔铣削、轮廓铣削以及点位加工中提供了多种走刀方式，同时Mastercam X8的各种进退刀方法也非常丰富、实用。Mastercam X8提供了8种先进的粗加工方式和11种先进的精加工方式。例如：粗加工的速降钻式加工方式，它仿照钻削的方法可快速去除大余量的毛坯材料，从而极大地提高加工效率。

● 智能化的加工：在加工时，加工的刀具路径与被加工零件的几何模型保持一致。在修改完零件几何模型或加工参数后，可以迅速准确地更新相应的刀具路径。用户可以在“操作管理器”中对实体模型、刀具参数、加工参数以及刀具路径进行编辑和修改，十分便利。

3.刀具路径管理

Mastercam软件在刀具管理方面具有以下功能。

● 刀具路径的图形编辑：Mastercam X8可以在屏幕上对单个刀位点进行编辑、修改、增加或者删除某一段刀具路径。

● 加工参数管理及优化工具：Mastercam X8的程序优化器可以将数控程序中极短的直线走刀路径或重复的直线走刀指令，转换为一条直线指令或一条圆弧指令，这样就极大地减少了加工代码的长度。

● 强大的刀具路径检查：Mastercam X8软件中内置了一个功能齐全的模拟器，它可以真实、准确地模拟零件切削的整个过程。在模拟过程中不仅能显示刀具和夹具，还能检查刀具、夹具与被加工模型之间的干涉、过切和碰撞现象，从而省去了试切工序，节省了加工的时间，降低了材料的损耗，提高了加工效率。

● 刀具路径操作：Mastercam X8软件能生成加工程序清单，用户不仅可以根据所需的要求进行修改，如对刀具路径的平移、旋转和镜像等变换操作，而且也可对刀具路径进行复制、剪切、粘贴、合并等操作，从而提高数控编程的效率。

● 刀具库和材料库：Mastercam X8软件可以自定义刀具库和材料库，可以根据刀具库和材料库中的数据对进给速度和主轴转速进行计算，也可以对现有的刀具库和材料库中的数据进行修改。

4.数据交换与通信功能

Mastercam软件在数据交换和通信功能方面具有以下功能。

● 提供了格式转换器：Mastercam X8支持IGES、ACIS、DXF、DWG等存档文件间的相互转换。

● C-HOOK接口：可以在用户自编的模块与Mastercam X8间建立无缝连接。

● 与数控机床进行通信：Mastercam X8软件能够将生成的G代码传入数控机床，为FMS（柔性制造系统）和CIMS（计算机集成制造系统）的集成提供了支持。

1.1.2 Mastercam X8的新增功能

Mastercam X8采用了与Windows技术紧密结合的全新技术，使Mastercam程序运行更流畅，设计更高效。Mastercam X8增加了以下新功能。

◆ 支持Solid Edge V19、AutoCAD 2007、SolidWorks 2007、CATIA V5、Rhino（犀牛）等CAD软件的新版本格式。

◆ 实体特征的修改功能增强：可创建、移除非参数化建模实体的特征。

◆ 实体圆角修改：可快速修改非参数化模型的圆角，包括相切和相配类型。

◆ 特征孔虚拟轴：创建特征孔虚拟轴，支持无参数模型，创建时可对当前图素的属性（线宽、颜色等）进行设置。

◆ 曲面圆角改善：曲面圆角对话框打开更迅速，改进后增加了预览按钮，替代了原来的预览复选框，输入参数后单击预览按钮，可实时预览设置的效果。

◆ 毛坯模型增强：支持多核系统运算，支持2-3轴刀路，计算及重算速度更快。

◆ 着色验证和实体模拟功能更新：更新后的功能更全面、更实用，更新的窗口外观类似于机床模拟现场，包含了更多的分析工具，如增加了刀位源列表、增加了更多的颜色编码；模拟中支持更多的刀具操作，如转换路径和旋转路径；此外着色验证和实体模拟均使用NCI数据源来验证，确保了两者验证结果的一致性。