第8章 應(yīng)用制造工程師和MasterCAM系統(tǒng)進行數(shù)控加工編程

第8章應(yīng)用“CAXA制造工程師”及MasterCAM自動編程8.1制造工程師軟件簡介1）方便的特征實體造型采用精確的特征實體造型技術(shù)，將設(shè)計信息用特征術(shù)語來描述，簡便而準(zhǔn)確。常用的特征包括：孔、槽、型腔、凸臺、圓柱體、圓錐體、球體、管子等。CAXA制造工程師可以方便地建立和管理這些特征信息，使整個設(shè)計過程直觀、簡單.2)強大的NURBS自由曲面造型

提供了從線框到曲面豐富的建模手段：可通過列表數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型、字體文件甚至各種測量數(shù)據(jù)生成樣條曲線；通過掃描、放樣、拉伸、導(dǎo)動、等距、邊界網(wǎng)格等多種形式生成復(fù)雜曲面；并可對曲面進行任意裁剪、過渡、拉伸、縫合、拼接、相交、變形等，最終建立任意復(fù)雜的模型。3）靈活的曲面實體復(fù)合造型

基于實體的“精確特征造型”技術(shù)，使曲面融合到實體中，形成統(tǒng)一的曲面實體。利用這一模式，可實現(xiàn)曲面裁剪出實體、曲面生成實體、曲面約束實體等混合操作，是用戶設(shè)計產(chǎn)品和模具的有力工具。4）可具有2～5軸的數(shù)控加工功能

可直接利用零件的輪廓曲線生成加工軌跡指令，而無須建立其三維模型；提供輪廓加工和區(qū)域加工功能，加工區(qū)域內(nèi)允許有任意形狀和數(shù)量的島；可分別指定加工輪廓和島的拔模斜度，自動進行分層加工。多樣化的加工方式可以安排從粗加工、半精加工到精加工的加工工藝路線。6）參數(shù)化軌跡編程和軌跡批處理

CAXA制造工程師的“軌跡再生成”功能可實現(xiàn)參數(shù)化軌跡編輯。用戶只需要選中已有的數(shù)控加工軌跡，修改原定義的加工參數(shù)表的參數(shù)，即可重新按修改后的模型自動生成加工軌跡。CAXA制造工程師可以先定義加工軌跡參數(shù)，而不是立即生成軌跡。工藝設(shè)計人員可先將大批加工軌跡參數(shù)事先定義而在某一集中時間批量生成。這樣，合理地優(yōu)化了工作時間

7）加工工藝控制提供了豐富的工藝控制參數(shù)，例如環(huán)切還是ZZ切可以方便地控制加工過程，使編程人員的經(jīng)驗得到充分的利用。CAXA制造工程師加工功能具有多種加工方法和加工參數(shù)選項，并且支持更強大的下刀方式，支持加工邊界控制，在各功能頁面的排列上進行了統(tǒng)一。

8）加工軌跡仿真

提供了軌跡仿真手段以檢驗數(shù)控代碼的正確性。可以通過實體真實感仿真，如實地模擬加工過程，展示加工零件的任意截面，顯示加工軌跡。9）通用的后置處理

CAXA制造工程師提供的后置處理器，無須生成中間文件就可以直接輸出G代碼控制指令。系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)的后置格式（如ｆｕｎａｎｃ系統(tǒng)），用戶還可以定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式等。2.CAXA制造工程師用戶界面簡介

CAXA制造工程師的用戶界面，是全中文界面。運行CAXA制造工程師后，就能看到如圖8.1所示的用戶界面。和其他Windows風(fēng)格的軟件一樣，各種應(yīng)用功能通過菜單和工具條驅(qū)動；狀態(tài)欄指導(dǎo)用戶進行操作并提示當(dāng)前狀態(tài)和所處位置；特征樹記錄了歷史操作和相互關(guān)系；繪圖區(qū)顯示各種功能操作的結(jié)果；同時，繪圖區(qū)和特征樹為用戶提供了數(shù)據(jù)的交互功能。CAXA制造工程師的用戶界面上不同區(qū)域的基本操作如下：1）標(biāo)題欄顯示文件的路徑和名稱。2）工具條此區(qū)域?qū)AXA制造工程師常用的命令以圖標(biāo)的方式顯示在繪圖區(qū)的周圍。工具條包括標(biāo)準(zhǔn)工具條、顯示工具條、實體工具條、曲線工具條等等。工具條中的每一個圖標(biāo)代表一條命令，用戶可用鼠標(biāo)直接點擊圖標(biāo)，以激活該命令。3）主菜單主菜單區(qū)域提供了CAXA制造工程師所有的操作命令。CAXA制造工程師2006的命令結(jié)構(gòu)為樹枝狀結(jié)構(gòu)。例如：當(dāng)用鼠標(biāo)選擇“造型”命令后，將會出現(xiàn)“造型”命令的子菜單；再選擇“曲線生成”命令，又會出現(xiàn)繪制曲線的下一級子菜單。4）繪圖區(qū)繪圖區(qū)為最常使用的區(qū)域，是顯示設(shè)計圖形的區(qū)域。用戶從外部導(dǎo)入的圖形或用CAXA制造工程師繪制的圖形都會在此區(qū)域內(nèi)顯示。繪圖區(qū)的中央設(shè)置了一個三維直角坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系為直角坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點為（0.000，0.000，0.000），是用戶操作過程中的基準(zhǔn)。5）樹管理器

CAXA制造工程師具有“零件特征”樹、“加工管理”樹、“屬性”樹等三個樹管理器，主要用于記錄操作歷史和相互關(guān)系。樹管理器又稱軌跡樹，它支持Tab鍵的切換：當(dāng)鼠標(biāo)在樹管理器中聚焦時，用戶按Tab鍵，可以在“零件特征”樹、“加工管理”樹、“屬性”樹之間切換。6）立即菜單立即菜單描述了某項命令執(zhí)行的各種情況或使用提示。根據(jù)當(dāng)前的作圖或操作要求，正確地選擇某一選項，立刻得到準(zhǔn)確的響應(yīng)。7）狀態(tài)欄在屏幕的最下方，提供了一些CAXA制造工程師的命令響應(yīng)信息，操作過程中應(yīng)按其提示的步驟要求進行下一步的操作。有時還需要根據(jù)提示，利用鍵盤輸入一些相關(guān)的數(shù)據(jù)。8.1.2

CAXA制造工程師自動編程的基本步驟1）建立加工模型被加工零件一般用工程圖的形式表達在圖紙上，用戶可根據(jù)圖樣，利用系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能，通過人機交互方式，將零件的被加工部位繪制在計算機屏幕上，建立二維或三維的加工模型，作為計算機自動生成刀具軌跡的依據(jù)。被加工零件的模型數(shù)據(jù)也可以由其他的CAD/CAM系統(tǒng)傳入，因此CAXA制造工程師針對此類需求提供了豐富的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，如DXF、IGES、STEP等。2）加工工藝的確定加工工藝的確定目前主要依靠人工進行，其主要內(nèi)容有：核準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求，確定裝卡位置，選擇刀具，確定加工路線，選定工藝參數(shù)等。3.刀具軌跡生成建立了加工模型后，即可利用CAXA制造工程師系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進行數(shù)控編程。用戶可以根據(jù)所要加工工件的形狀特點、不同的工藝要求和精度要求，靈活地選用系統(tǒng)中提供的各種加工方式和加工參數(shù)等，方便快速地生成所需要的刀具軌跡即刀具的切削路徑。為滿足特殊的工藝需要，CAXA制造工程師還能夠?qū)σ焉傻牡毒哕壽E進行編輯、修改等。4.加工仿真校核

CAXA制造工程師可通過模擬仿真，檢驗所生成的刀具軌跡的正確性和是否有過切產(chǎn)生。并可通過反讀已有的G代碼，用圖形方法檢驗加工代碼的正確性與合理性。5）后置代碼生成

在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機床的加工代碼，需進行所謂后置處理。后置處理的目的是形成數(shù)控指令文件，也就是我們經(jīng)常說的G代碼程序或NC程序。CAXA制造工程師提供的后置處理功能是非常靈活的，它可以通過用戶自己修改某些設(shè)置而適用各自的機床要求。用戶按機床規(guī)定的格式進行定制，即可方便地生成和特定機床相匹配的加工代碼。8.1MasterCAM系統(tǒng)的應(yīng)用概述8.2MasterCAM系統(tǒng)的工作環(huán)境8.3MasterCAM系統(tǒng)的幾何建模功能8.4MasterCAM系統(tǒng)的數(shù)控加工編程功能8.5MasterCAM系統(tǒng)的應(yīng)用返回課件首頁第8章應(yīng)用MASTERCAM系統(tǒng)進行數(shù)控加工編程8.1MASTERCAM系統(tǒng)的應(yīng)用概述MasterCAM系統(tǒng)是一個應(yīng)用非常廣泛的CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)。廣泛用于機械、汽車、航空等行業(yè)，特別是在模具制造業(yè)中應(yīng)用最廣。應(yīng)用MasterCAM系統(tǒng)進行零件數(shù)控加工編程，首先應(yīng)對系統(tǒng)有一個全面的了解，然后確定待加工零件的加工工藝，根據(jù)系統(tǒng)的功能進行幾何造型和數(shù)控加工編程。應(yīng)用MASTERCAM1.熟悉MasterCAM系統(tǒng)的功能與使用方法2.分析加工零件3.對待加工表面及其約束面進行幾何造型4.確定工藝步驟并選擇合適的刀具5.刀具軌跡生成及刀具軌跡編輯6.刀具軌跡驗證7.后置處理注意：1.熟悉MASTERCAM系統(tǒng)的功能與使用方法了解系統(tǒng)的功能框架了解系統(tǒng)的數(shù)控加工編程能力熟悉MasterCAM系統(tǒng)的界面和使用方法了解MasterCAM系統(tǒng)的文件管理方式2.分析加工零件分析待加工表面確定加工方法確定程序原點及工件坐標(biāo)系3.對待加工表面及其約束面進行幾何造型這是數(shù)控加工編程的第一步。對于MasterCAM系統(tǒng)，可根據(jù)幾何元素的定義方式，在零件分析的基礎(chǔ)上，對待加工表面及其約束面進行幾何造型。4.確定工藝步驟并選擇合適的刀具可根據(jù)加工方法和待加工表面及其約束面的幾何形態(tài)選擇合適的刀具類型及刀具尺寸。但對于某些復(fù)雜曲面零件，則需要對待加工表面及其約束面的幾何形態(tài)進行數(shù)值計算，根據(jù)計算結(jié)果才能確定刀具類型和刀具尺寸。這是因為，對于一些復(fù)雜曲面零件的加工，希望所選擇的刀具加工效率高，同時又希望所選擇的刀具符合待加工表面的要求，且不與非加工表面發(fā)生干涉或碰撞。但在某些情況下，待加工表面及其約束面的幾何形態(tài)數(shù)值計算很困難，只能根據(jù)經(jīng)驗和直覺選擇刀具，這時，便不能保證所選擇的刀具是合適的，在刀具軌跡生成之后，需要進行刀具軌跡驗證。5.刀具軌跡生成及刀具軌跡編輯對于MasterCAM系統(tǒng)來說，可在所定義加工表面及其約束面(或加工單元)上確定其外法矢方向，并選擇一種走刀方式，根據(jù)所選擇的刀具(或定義的刀具)和加工參數(shù)，系統(tǒng)將自動生成所需的刀具軌跡。刀具軌跡生成以后，利用系統(tǒng)的刀具軌跡顯示及交互編輯功能，可以將刀具軌跡顯示出來，如果有不合適的地方，可以在人工交互方式下對刀具軌跡進行適當(dāng)?shù)木庉嬇c修改。6.刀具軌跡驗證對可能過切、干涉與碰撞的刀位點，采用系統(tǒng)提供的刀具軌跡驗證手段進行檢驗。7.后置處理根據(jù)所選用的數(shù)控系統(tǒng)，調(diào)用其機床數(shù)據(jù)文件，運行數(shù)控編程系統(tǒng)提供的后置處理程序，將刀位原文件轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序。返回第8章目錄8.2MASTERCAM系統(tǒng)的工作環(huán)境MasterCAM屏幕退出MasterCAM系統(tǒng)使用MasterCAM巡航(Navigation)命令獲得幫助熟練掌握：本章以最新的MasterCAM9.0軟件系統(tǒng)來介紹MasterCAM系統(tǒng)的使用。圖形顯示區(qū)工具條區(qū)屏幕菜單區(qū)系統(tǒng)回應(yīng)區(qū)1.MASTERCAM屏幕MasterCAM9.0版中包含四個模塊：Design—設(shè)計模塊；Mill—銑削模塊；Lathe—車削模塊；Wire—線切割模塊。圖8-1MasterCAM9.0工作界面在MASTERCAM選擇一個菜單項目的兩種方式①移動鼠標(biāo)或者其他定位設(shè)備至菜單區(qū)，在所要的菜單項被反白或其他顏色標(biāo)出之后，按任何鼠標(biāo)按鈕啟動命令。②輸入命令的第一個大寫字母啟動命令。圖8-2繪圖功能的樹狀菜單結(jié)構(gòu)步驟1：到主菜單的根頁，選擇主菜單步驟2：選擇“離開系統(tǒng)”項目，選擇離開系統(tǒng)步驟3：確定要離開MasterCAM，選擇Yes2.退出MASTERCAM系統(tǒng)8.3

MASTERCAM系統(tǒng)的幾何建模功能8.3.1Create幾何圖形繪制8.3.2編輯功能8.3.3Solids實體創(chuàng)建功能8.3.4Toolpaths刀具路徑生成功能8.3.5NCutils數(shù)控加工管理功能8.3.1

CREATE幾何圖形繪制MasterCAM將幾何圖形繪制置于Create繪圖菜單之下。要生成一個幾何圖素，必須要遵照菜單樹的適當(dāng)順序，由主菜單開始，其次為Create繪圖菜單，再次則是各種幾何圖素的子菜單及其進一步加工的菜單。MASTERCAM系統(tǒng)繪制圖形的步驟在MasterCAM系統(tǒng)中繪制圖形的步驟如圖8-4所示。圖8-4Create幾何圖形繪制三維繪圖功能簡介1.三維線框模型的基本概念

線框模型曲面模型曲面的外形圖素構(gòu)圖平面2.曲面基本概念和構(gòu)造

曲面曲面的類型1.三維線框模型的基本概念（1）線框模型(wireframemodels)圖8-5線框模型（2）曲面模型(surfacemodels)圖8-6曲面模型（3）曲面的外形圖素(profileelementsofsurface)圖8-7基本圖素圖8-8由基本圖素構(gòu)成的線框圖（4）構(gòu)圖平面(constructionplane)MasterCAM提供以下9種基本的構(gòu)圖平面：①俯視構(gòu)圖面(topcplane)；②前視構(gòu)圖面(frontcplane)；③側(cè)視構(gòu)圖面(sidecplane)；④空間構(gòu)圖面(3Dcplane)；⑤視角號碼(number)；⑥法線構(gòu)面(normalcplane)；⑦選擇上次(last)；⑧圖素定面(entry)；⑨旋轉(zhuǎn)定面(rotate)。2.曲面基本概念和構(gòu)造（1）曲面曲面用數(shù)學(xué)方程式來定義工件表面的形狀。在MasterCAM系統(tǒng)中，曲面模型可以用于以下工程設(shè)計和制造領(lǐng)域：①工件幾何圖形的設(shè)計和顯示；②NC刀具路徑的產(chǎn)生。所謂幾何圖形曲面，是指有固定幾何形狀的曲面，例如球面、圓錐面、圓柱面、牽引曲面和旋轉(zhuǎn)曲面。（2）曲面的類型MasterCAM把曲面分為以下三大類型：幾何圖形曲面、自由曲面和編輯過的曲面。自由曲面(freeformsurfaces)不是特定形狀的幾何圖形，它通常是根據(jù)直線和曲線來決定其形狀的。編輯過的曲面(editedsurfaces)是通過編輯已有的曲面而產(chǎn)生的一種曲面。8.3.2編輯功能1.Delete刪除功能圖8-9刪除功能菜單熟練掌握：2.Modify修整功能熟練掌握：圖8-10修整功能菜單2.MODIFY修整功能介紹1（1）Fillet倒圓角功能用于在兩個圖素之間產(chǎn)生一圓角。（2）Trim修剪延伸功能用于修剪至多三個圖案至一指定的邊界。（3）Break打斷功能將一個圖素斷成多個圖素。（4）Join連接功能將兩個段落連接成一個圖素。（5）Normal法線方向功能用于改變曲面的法線方向。熟練掌握：2.MODIFY修整功能介紹2（6）CptsNURBS控制點功能用于修改NURBS曲線和曲面的控制點，以產(chǎn)生新的NURBS曲線和曲面。（7）XtoNURBS轉(zhuǎn)成NURBS功能將弧、線、spline曲線和曲面轉(zhuǎn)換成NURBS格式。（8）Extend延伸功能允許用戶將弧或者曲線延伸一定的長度。（9）Drag動態(tài)移位功能動態(tài)地移動或者是置圖素到指定的新位置。（10）Cnvtoarcs曲線變弧功能可將圖形曲線及NURBS曲線轉(zhuǎn)成圓弧。熟練掌握：3.XFORM轉(zhuǎn)換功能MasterCAM提供10種非常有用的編輯功能來改變幾何圖素的位置、方向和大小。圖8-11Xform轉(zhuǎn)換功能子菜單熟練掌握：8.3.3SOLIDS實體創(chuàng)建功能實體造型和編輯命令的位置及功能如圖所示。圖8-12實體造型和編輯命令8.3.4TOOLPATHS刀具路徑生成功能MasterCAM中重點設(shè)計了二維和三維加工刀具路徑兩大類別，二維加工包括Contour外形銑削、Pocket挖槽、Drill鉆孔和Face平面銑削四種加工方式；Surface三維曲面(實體表面包含在內(nèi))加工分Rough粗加工和Finish精加工兩大類，共設(shè)計了十多種加工方式。此外，還設(shè)計了其他一些特殊情況下的加工方式，并可以對生成的刀具路徑進行編輯修改等，所有命令全部都在Toolpaths菜單下，如圖8-13所示。圖8-13Toolpaths刀具路徑生成功能8.3.5NCUTILS數(shù)控加工管理功能NC管理功能包括Verify加工仿真、路徑模擬、批次模式、出現(xiàn)過濾、后處理、建立加工報表、定義操作、定義刀具、定義材料等命令，如圖8-14所示。圖8-14NCutils數(shù)控加工管理功能返回第8章目錄8.4MASTERCAM系統(tǒng)的數(shù)控加工編程功能在MasterCAM系統(tǒng)中，使用二維刀具路徑模組來生成二維工件的加工刀具路徑，使用三維刀具路徑模組來切削各種三維曲面。這里先介紹二維刀具路徑模組。MasterCAM主要有四種二維刀具路徑模組，分別是：Contour外形銑削、Pocket挖槽、Drill鉆孔Face平面銑削。8.4.1工作設(shè)置8.4.2

刀具的選擇與管理8.4.3材料設(shè)置8.4.4

其他參數(shù)設(shè)置無論是在銑床還是加工中心中，在生成刀具路徑之前，首先需要對要加工工件毛坯的大小、材料以及加工用刀具等進行設(shè)置。首先介紹銑床和加工中心的參數(shù)設(shè)置方法。注意：工作參數(shù)設(shè)置的方法在主菜單中順序選擇“Toolpaths”→“Jobsetup”選項后，彈出如圖8-15所示的Jobsetup對話框，用戶便可以通過該對話框來進行工作設(shè)置。注意：圖8-15Jobsetup對話框8.4.1

工作設(shè)置對于銑削加工，工件毛坯的形狀只能設(shè)置為立方體尺寸，可以采用以下幾種方法來設(shè)置工件外形尺寸。①直接在Jobsetup對話框的X、Y和Z輸入框中輸入工件長、寬、高的尺寸。②單擊Selectcorners按鈕，在繪圖區(qū)選取工件的兩個對角點。③單擊Boundingbox按鈕后，通過在繪圖區(qū)選取幾何對象，系統(tǒng)用選取對象的包絡(luò)外形來定義工件的大小。注意：在設(shè)置了工件大小后，還要確定工件的位置。在MasterCAM銑床加工中，通過設(shè)置工件的原點位置來定義工件的位置。用戶可以直接在StockOrigin輸入框中輸入工件原點的坐標(biāo)，也可以單擊StockOrigin按鈕后在繪圖區(qū)選取一點作為工件的原點。工件上的8個角點及上下兩個面的中心點都可作為工件的原點，系統(tǒng)用一個小箭頭來指示原點在工件上的位置。將光標(biāo)移動到上述10個特殊點位置上，單擊鼠標(biāo)左鍵即可將該點設(shè)置為工件原點。8.4.2刀具的選擇與管理在生成刀具路徑前，首先要選取加工所使用的刀具，而加工用的刀具只能在當(dāng)前刀具列表中選取。單擊Jobsetup對話柜中的Tools按鈕，彈出如圖8-16所示的ToolsManager對話框，通過這個對話框可以對當(dāng)前刀具列表進行設(shè)置。圖8-16ToolsManager對話框刀具的選擇與管理在ToolsManager對話框中的任意位置單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出如圖8-17所示的快捷菜單，主要通過該快捷菜單來實現(xiàn)對刀具列表的設(shè)置。圖8-17快捷菜單編輯刀具(edittools)刪除刀具(deletetools)添加刀具到庫(savetolibrary)添加新刀具(createnewtools)調(diào)用庫中刀具(getfromlibrary)改變刀具庫(changelibrary)（1）添加新刀具(CREATENEWTOOLS)該選項用來在刀具列表中添加新的刀具，添加的刀具外形只能是刀具庫中已有的刀具外形，但是可以設(shè)置該種刀具的有關(guān)參數(shù)。選擇該選項后，彈出如圖8-18所示的DefineTool對話框。圖8-18DefineTool對話框Diameter設(shè)置刀具切口的直徑。Flute設(shè)置刀具有效切刃的長度。Shoulder設(shè)置刀具從刀尖到刀刃的長度。Overall設(shè)置刀具從刀尖到夾頭底端的長度。Arbor設(shè)置刀柄直徑。Holder設(shè)置夾頭的直徑以及夾頭的長度。Tools#設(shè)置刀具編號，可以由系統(tǒng)自動設(shè)置，也可以由用戶自己設(shè)置。CAPABLEOF選項組設(shè)置該刀具可用來設(shè)置加工的類型，當(dāng)選中Rough(粗加工)單選按鈕時，該刀具只能用于粗加工；當(dāng)選中Finish(精加工)單選按鈕時該刀具只能用于精加工；當(dāng)選擇Both時，該刀具在粗加工和精加工中都可以使用。ToolsType選項卡Parameters選項卡TOOLSTYPE選項卡①由于系統(tǒng)默認(rèn)的刀具類型為FlatEndMill(平銑刀)，若要添加其他類型的刀具，可以單擊DefineTool對話框中的ToolsType標(biāo)簽，在圖8-19所示的ToolsType選項卡中選擇需要的刀具類型。當(dāng)選定了新的刀具類型后，系統(tǒng)返回到該類刀具的Tools選項卡。圖8-19ToolsType選項卡PARAMETERS選項卡②由于在Tools選項卡中僅設(shè)置刀具的外形參數(shù)，這些參數(shù)一般用于刀具路徑的生成。要進一步設(shè)置該刀具的其他參數(shù)，則需要在Parameters選項卡中進行設(shè)置。單擊Parameters選項卡。該選項卡主要設(shè)置刀具在加工時的有關(guān)參數(shù)。圖8-20Parameters選項卡RoughXYstep(%)設(shè)置粗加工時，在垂直刀具方向的進刀量。FinishXYstep設(shè)置精加工時，在垂直刀具方向的進刀量。RoughZstep設(shè)置粗加工時，在沿刀具方向的進刀量。FinishZstep設(shè)置精加工時，在沿刀具方向的進刀量。Coolant設(shè)置加工時的冷卻方式。%ofmatl．SFM設(shè)置切削速度的百分比。%ofmatl．Feed/Tooth設(shè)置進刀量的百分比。（2）調(diào)用庫中刀具(GETFROMLIBRARY)用CreatenewTools選項添加新刀具時是在刀具庫中選擇刀具外形并需要設(shè)置刀具的有關(guān)參數(shù)。而用Getfromlibrary選項來添加新刀具，則是直接從刀具庫中選擇一個刀具添加到當(dāng)前刀具列表中。選擇該選項后，彈出刀具庫中刀具列表的ToolsManager對話框，在列表中選擇一個刀具，就可將該刀具添加到當(dāng)前刀具列表中。TOOLSLISTFILTER對話框由于刀具庫中的刀具數(shù)量較大，在選取刀具時比較困難。為了簡化刀具的選擇，ToolsManager對話框提供了刀具過濾功能。單擊ToolsManager對話框中的Filter按鈕后，彈出如圖8-21所示的ToolsListFilter對話框，用戶可以根據(jù)需要刀具的類型、刀具直徑、刀具材料等參數(shù)進行設(shè)置。當(dāng)選中FilterActive復(fù)選框時，一經(jīng)確認(rèn)，在刀具列表中就只列出滿足設(shè)置條件的刀具。圖8-21ToolsListFilter對話框（3）編輯刀具(EDITTOOLS)該選項用來編輯當(dāng)前刀具庫中已有的刀具。選擇該選項后，也會彈出DefineTools對話框，對刀具進行編輯的方法與用CreatenewTools選項來添加新刀具的方法相同。（4）刪除刀具(DELETETOOLS)選擇該選項后，可在當(dāng)前刀具列表中刪除選取的刀具。（5）添加刀具到庫(savetolibrary)選擇該選項后，可將選取刀具添加到刀具庫中。（6）改變刀具庫(CHANGELIBRARY)選擇該選項后，彈出如圖8-22所示的selecttoolslibrary對話框，用戶可以在該對話框中選擇新的刀具庫。圖8-22Selecttoolslibrary對話框8.4.3材料設(shè)置工件材料的設(shè)置與刀具設(shè)置方法相似，用戶可以直接從系統(tǒng)材料庫中選擇要使用的材料，也可以設(shè)置不同的參數(shù)來定義材料。單擊JobSetup對話框Material選項組中的Select按鈕，彈出如圖8-23所示的MaterialList對話框，通過該對話框可以對當(dāng)前材料列表進行設(shè)置并選取工件的材料。圖8-23MaterialList對話框8-24MaterialList對話框的快捷菜單MATERIALLIST對話框的快捷菜單在MaterialList對話框中的任意位置單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出如圖8-24所示的快捷菜單，可通過該快捷菜單來實現(xiàn)對材料列表的設(shè)置。添加新材料(createnew)從材料庫中調(diào)用(getfromlibrary)（1）添加新材料(CREATENEW)該選項與刀具設(shè)置中的CreatenewTools選項相同，通過設(shè)置材料各參數(shù)來定義材料。選擇該選項后，彈出如圖8-25所示的MaterialDefinition對話框。圖8-25MaterialDefinition對話框設(shè)置材料屬性的主要參數(shù)有以下幾項。Material輸入框設(shè)置材料的名稱。Basecuttingsspeed輸入框設(shè)置材料的基本切削線速度。Basefeedpertooth/revolution輸入框設(shè)置材料的基本進刀量。Outputfeedrateunits選項組設(shè)置進刀量的單位。（2）從材料庫中調(diào)用(GETFROMLIBRARY)與刀具設(shè)置中的Getfromlibrary選項相同，該選項可以從系統(tǒng)的材料庫中直接選擇要使用的材料添加到當(dāng)前材料列表中。8.4.4

其他參數(shù)設(shè)置在JobSetup工作設(shè)置中，除了上述的工件設(shè)置、刀具設(shè)置和材料設(shè)置外，還有以下幾類參數(shù)的設(shè)置。（1）工件顯示控制當(dāng)選中Displaystock復(fù)選框后，在屏幕中顯示出設(shè)置的工件。當(dāng)選中FitScreentostock復(fù)選框后，在進行FitScreen操作時，操作對象包括設(shè)置的工件。CUTLINE（2）刀具路徑系統(tǒng)規(guī)劃主要參數(shù)有如下幾項。OutputoperationcommentstoNCI選中該復(fù)選框后，生成的NCI文件中包括操作注解。GenerateToolspathimmediately選中該復(fù)選框后，在編輯刀具路徑后，立即更新NCI文件。SaveToolspathMC9file選中該復(fù)選框后，在MC9文件中存儲刀具路徑。AssignToolsnumbersequentially選中該復(fù)選框后，在設(shè)置當(dāng)前刀具列表時，系統(tǒng)自動依次指定刀具號。UseTools’step，peck，coolant選中該復(fù)選框后，在加工中采用刀具的下刀量、冷卻設(shè)置等參數(shù)。SearchToolslibrarywhenenteringtools選中該復(fù)選框后，當(dāng)在Toolsparameter選項卡中輸入刀具號時，系統(tǒng)自動使用刀具庫中對應(yīng)刀具號的刀具。TOOLSOFFSETREGISTERS（3）刀具偏移ToolsOffsetRegisters該選項組用來設(shè)置在生成刀具路徑時的刀具偏移值。當(dāng)選中FromTools單選鈕時，系統(tǒng)使用刀具的長度和直徑來計算偏移值當(dāng)選中Add單選鈕時，系統(tǒng)將Length(長度)和Diameter(直徑)輸入框中的輸入值與刀具長度和直徑相加作為偏移值。長度和直徑的設(shè)置可以為正值也可以為負(fù)值，設(shè)置附加值后，當(dāng)?shù)毒唛L度和直徑改變或有磨損后，仍可用原刀具生成的刀具路徑進行加工。（4）進刀量計算FeedCalculation該選項組用來設(shè)置在加工時進刀量的計算方法。當(dāng)選中Material單選鈕時，進刀量按材料的設(shè)置參數(shù)進行計算；當(dāng)選中FromTools單選鈕時，進刀量按刀具的設(shè)置參數(shù)進行計算。POST（5）后處理(post)要得到CNC控制器可以解讀的NC代碼需要進行后處理(Post)。在操作管理器中單擊Post按鈕，這時彈出如圖8-26所示的Postprocessor對話框。這個對話框用來設(shè)置后處理中的有關(guān)參數(shù)。圖8-26Postprocessing對話框后處理選擇首先需要根據(jù)用戶的加工數(shù)控銑床選擇后處理器，系統(tǒng)默認(rèn)的后處理器為MPFAN．PST(日本FANUC控制器)，若需要使用其他的后處理器，可單擊ChangePost按鈕，在彈出如圖827所示后處理器選擇對話框中選取用戶加工機床對應(yīng)的后處理器即可。圖8-27后處理器選擇對話框返回第8章目錄8.5MASTERCAM系統(tǒng)的應(yīng)用8.5.1MasterCAM幾何造型8.5.2

MasterCAM二維加工8.5.1MASTERCAM幾何造型產(chǎn)生？產(chǎn)生如圖8-28所示的有四個外形的線框模型和一個Coons曲面。圖8-28Coons曲面構(gòu)造范例首先是在俯視構(gòu)圖面中繪制一個矩形盒，圓弧C1和C2是用前視圖來繪制，其余的兩個圓弧是以側(cè)視圖來繪制，然后再建立Coons曲面。圖8-28Coons曲面構(gòu)造范例關(guān)鍵提示：①在俯視構(gòu)圖面，繪制一個矩形。②在前視構(gòu)圖面構(gòu)造由端點和半徑所定義的圓弧C1和C2。③用側(cè)視構(gòu)圖面構(gòu)造其余兩個外形。④產(chǎn)生三條構(gòu)圖輔助線，為構(gòu)造右邊的外形作準(zhǔn)備。⑤構(gòu)造一條垂直的輔助線，以此來決定左邊兩個基本圓弧的端點。⑥上表面是只有一個綴面的曲面。⑦使用自動串聯(lián)方式來串聯(lián)外形。圖8-28Coons曲面構(gòu)造范例COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟1——進入MasterCAMMill系統(tǒng)，并設(shè)定次菜單。選擇Z，然后輸入0→enter回車選擇Cplane構(gòu)圖面→Top俯視圖選擇Gview視角→等角視圖COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟2——構(gòu)造一個矩形盒。選擇回MainMenu主菜單→Create繪圖→Rectangle矩形→2points兩點輸入左下角：0，0→enter回車輸入右上角：50，75→enter回車同時按Alt+F1鍵，然后再按Alt+F2鍵使屏幕上的圖形充滿整個屏幕后縮小80%

選擇回MainMenu主菜單→Xform轉(zhuǎn)換選擇Translate平移→All所有的→Lines線→Done執(zhí)行→Rectang直角坐標(biāo)輸入平移之向量：Z-20→enter回車設(shè)定對話框內(nèi)的參數(shù)，如圖8-29所示。選擇OK鍵確定。所產(chǎn)生的矩形盒如圖8-30所示。步驟2（圖）圖8-29平移參數(shù)圖8-30矩形盒圖COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟3——在前視構(gòu)圖面繪制C1和C2圓弧。。選擇Cplane構(gòu)圖面→Front前視圖選擇回MainMenu主菜單→Create繪圖→Arc圓弧→Endpoints兩點畫弧→Endpoint端點選取P1和P2

輸入半徑(1.00)：50→enter回車圖829平移參數(shù)圖830矩形盒圖屏幕上應(yīng)出現(xiàn)四個弧形用鼠標(biāo)選擇你要的圓弧(從上方算起第三個圓弧)

選擇次菜單的Z→Endpoint端點把工作深度定位于所選取之線的端點：選擇P3

選取P4和P5以定義第二個圓弧的二端點輸入半徑(50.0)：30→enter回車選擇你要的弧(從上方算起第二個弧)生成的圖形如圖8-31所示。圖8-31產(chǎn)生圓弧COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟4——使用圖8-31中的選擇點，繪制兩條輔助構(gòu)圖線。選擇Cplane構(gòu)圖面→Side側(cè)視圖選擇Z→Endpoint端點選取P1以獲得工作深度(應(yīng)該是Z50)

選擇MainMenu主菜單→Create繪圖→Line線→Horizontal水平線指定第一個點：選取P2和P3，然后輸入所在Y軸的位置=-10

選擇Backup上層菜單→Vertical垂直線指定第一個點：選取P4和P5，然后輸入所在X軸位置=20

指定第一個端點：選取P6和P7，然后輸入所在X軸位置=55生成的圖形如圖8-32所示。圖8-32建立側(cè)面圖8-33完成前側(cè)面COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟5——加入四個倒圓角，用圖832所示的選擇點P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8，P9，P10。選擇退出MainMenu主菜單→Modify修整→Break打斷→2pieces二斷選擇要打斷圖素：選取P1

選擇任意點輸入斷點：選取P2

選擇MainMenu主菜單→Modify修整→Fillet倒圓角→Radius半徑輸入倒圓角半徑(6)：3.75→enter回車依序選取P3，P4，P5，P6，P7，P8，P9，P10，以完成四個倒圓角生成圖形如圖8-33所示。圖8-34建立后側(cè)面COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟6——構(gòu)造一條垂直的構(gòu)圖輔助線，以繪制C3，C4，C5三個圓弧，使用圖8-33中的點。選擇Z→Endpoint端點選取P1以設(shè)定工作深度(應(yīng)該是Z＝0)

選擇MainMenu主菜單→Create繪圖→Line線→Vertical垂直線選取P2和P3

輸入所在X軸的位置：37.5→enter回車構(gòu)圖輔助線之后的圖形如圖8-34所示。圖8-35產(chǎn)生兩圓弧COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟7——構(gòu)造兩個圓弧C3和C4，使用圖8-34中的點。選擇MainMenu主菜單→Create繪圖→Arc圓弧→Endpoints兩點畫弧→Endpoint端點選取P1作為第一點從PointEntry抓點方式菜單選取Intersec交點選取P2和P3來決定第二點輸入Radius半徑：25→enter回車用鼠標(biāo)去選定你要的圓弧C3(上方的第二個弧)

選擇Intersec交點選取P4和P5來作為C4圓弧的第一端點從PointEntry抓點方式菜單選擇Endpoint端點，然后再得取P6作為圓弧的第二端點輸入半徑：20→enter回車從四個圓弧中，用鼠標(biāo)去選定你要的圓弧C4(上方的第二個弧)如圖8-35所示。COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟8——構(gòu)造一個倒圓角C5，相切于C3和C4兩個圓弧。選擇MainMenu主菜單→Modify修整→Fillet倒圓角→Radius半徑值輸入圓角半徑：15→enter回車選取P1和P2以完成倒圓角生成的圖形如圖8-36所示。圖8-36完成后側(cè)面COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟9——刪除構(gòu)圖輔助線，使用圖8-36中的點。選擇MainMenu主菜單→Delete刪除選取P1，P2，P3，P4來刪除這四條線圖8-37完成線框圖生成的圖形如圖8-37所示。COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟10——構(gòu)造Coons曲面，使用圖8-37中的點。。選擇Level層別輸入新的層別數(shù)目：2→OK確定選擇MainMenu主菜單→Create繪圖→Surfaces曲面→Coons曲面選擇Yes使用自動串聯(lián)方式建立Coons曲面選取N和P2來選取左上角相交的曲線選取N來選取右下角的任一曲線點選曲面形式為NURBS

點選熔接方式為拋物線選擇Doit執(zhí)行圖8-38完成Coons曲面新繪制的Coons曲面如圖8-38所示。COONS曲面構(gòu)造范例的操作步驟步驟11——把完成的曲面模型保存，文件名為Coons。選擇MainMenu主菜單→File文件管理→Save保存文件名：Coons8.5.2

MASTERCAM二維加工以銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽為例。加工如圖8-39所示工件，使用Face銑平面模組和Pocket挖槽模組產(chǎn)生三條刀具路徑：①銑削頂端平面；②切削有一圓形島嶼的內(nèi)部外形；③挖槽切削一圓形。原料是一圓盤，圓盤的外圓已被加工到所要求的尺寸，圓盤的一個面也已經(jīng)加工過，其厚度約為10.5mm。(a)圖形；(b)刀具路徑；(c)加工仿真圖839二維加工范例關(guān)鍵提示：①操作順序開始于加工頂端平面，其后是較大內(nèi)部形狀挖槽加工，最后是圓形外圍的挖槽加工。②使用三把刀具，包括：10mm頂端銑刀用于加工頂端平面；6mm、0.5mm頂端銑刀用于挖槽操作。③用一個比外圓大的構(gòu)造圓來作為加工頂端平面時的挖槽外邊界。如果使用原來的外部圓作為挖槽外邊界，工件邊緣可能會留下一些切削不足的材料。在此使用57mm作為這個構(gòu)造圓的直徑，如圖8-39(a)所示。(a)圖形；(b)刀具路徑；(c)加工仿真圖839二維加工范例關(guān)鍵提示：④面加工的主要挖槽參數(shù)如下。

1次粗切削和1次精切削粗切間隙=6mm

切削方式=雙向進刀⑤加工較大槽的主要挖槽參數(shù)如下。切削方式：先內(nèi)而后外環(huán)切粗切間隙=4.2mm

銑削深度=-5mm

精修次數(shù)=1

精修量=0.01mm

沒有進刀/退刀引線和弧精修方式：最后深度三次深度銑削為兩次粗切削：每次粗切量2mm一次精切削：每次精修量1mm

不需要附加精修參數(shù)關(guān)鍵提示：切削方式：由內(nèi)而外環(huán)切粗切間隙＝0.35mm

銑削深度=-10mm

精修次數(shù)=1精修量=0.05mm

沒有進刀/退刀引線和弧精修方式：每次精修三次深度銑削為兩次粗切削：每次粗切量4mm一次精切削：每次精切量2mm

不需要附加精修參數(shù)(a)圖形；(b)刀具路徑；(c)加工仿真圖839二維加工范例加工圓形輪廓的主要挖槽參數(shù)二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟1——調(diào)入工件文件(假設(shè)圖8-39(a)已存為pocket的文件名)。選擇MainMenu主菜單→File文件管理→Get讀取文件→輸入文件名：pocket→點擊Open，工件圖就出現(xiàn)在屏幕上，如圖8-40所示。圖8-40讀取文件二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟2——啟動挖槽模組，如圖8-41所示。圖8-41啟動挖槽模組選MainMenu主菜單→Toolpath刀具路徑→Pocket挖槽→Single單體選擇P1(使用圖8-40中的選擇點定義挖槽外形)

選擇Done結(jié)束二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟3——選擇10mm平銑刀及設(shè)定刀具參數(shù)。按鼠標(biāo)右鍵，選擇“Gettoolfromlibrary從刀具數(shù)據(jù)庫中取得刀具資料”選擇刀具#1(10mm平銑刀)，選擇OK確定設(shè)定以下Toolparameters刀具參數(shù)二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟4——定義挖槽參數(shù)。圖8-42挖槽參數(shù)選擇“Pocketingparameters挖槽參數(shù)”按鍵設(shè)定挖槽參數(shù)如圖8-42所示。二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟5——定義“邊界再加工”參數(shù)。圖8-43定義邊界再加工參數(shù)選擇下方的“Facing邊界再加工”按鍵設(shè)定刀具參數(shù)如圖8-43所示選擇OK確定二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟6——定義“粗加工/精加工參數(shù)”。圖8-44定義粗加工/精加工參數(shù)選擇“Roughing/Finishingparameters粗加工/精加工參數(shù)”按鍵設(shè)定參數(shù)如圖8-44所示。

選擇確定，生成的挖槽刀具路徑如圖8-45所示。圖8-45確定挖槽加工刀具路徑二維加范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟7——啟動挖槽模組加工較大內(nèi)部的形狀。選擇Pocketing挖槽加工→Chain串聯(lián)選擇P1第一個圖案選擇P2點作為島嶼選擇Done執(zhí)行圖8-45確定挖槽加工刀具路徑二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟8——選擇6mm平銑刀及定義刀具參數(shù)。圖8-46定義刀具參數(shù)按鼠標(biāo)右鍵，選擇從“Gettoolfromlibrary刀具數(shù)據(jù)庫中取得刀具資料選擇刀具#2(6mm平銑刀)，選擇OK確定設(shè)定Toolparameters刀具參數(shù)，如圖8-46所示。二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟9——定義挖槽參數(shù)。圖8-47定義挖槽參數(shù)選擇“Pocketing挖槽參數(shù)”按鍵設(shè)定挖槽參數(shù)，如圖8-47所示。二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟10——定義分層銑削參數(shù)。圖8-48定義分層銑削參數(shù)按下方“Depthcuts分層銑削”按鍵設(shè)定分層銑削參數(shù)，如圖8-48所示選擇OK確定二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟11——定義粗加工/精加工參數(shù)。圖8-50生成加工路徑按“Roughing/Finishingparameters粗加工/精加工參數(shù)”按鍵設(shè)定參數(shù)選擇Zigzag環(huán)繞切削，如圖8-49所示。圖8-49定義粗加工/精加工參數(shù)選擇確定，生成挖槽加工路徑，如圖8-50所示二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟12——再啟動挖槽模組，選用圖8-50中的選擇點。圖8-51設(shè)定刀具參數(shù)選擇Pocket挖槽加工→Single單體選擇P1點(內(nèi)部圓)選擇Done執(zhí)行設(shè)定刀具參數(shù)，如圖8-51所示二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟13——設(shè)定挖槽參數(shù)。圖8-52定義挖槽參數(shù)選擇“Pocketingparameters挖槽參數(shù)”按鍵設(shè)定參數(shù)，如圖8-52。二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟14——定義分層銑削參數(shù)。圖8-53定義分層參數(shù)選擇“Depthcuts分層參數(shù)”按鍵輸入?yún)?shù)，如圖8-53。選擇OK確定二維加工范例的操作步驟--銑削頂端平面并挖一有島嶼的槽步驟15——定義粗加工/精加工參數(shù)。選擇“Roughing/Finishingparameters粗加工/精加工參數(shù)”按鍵設(shè)定參數(shù)，選擇Zigzag環(huán)繞切削，如圖8-54。選擇確定，產(chǎn)生刀具路徑選擇Gview視角→Isometric等角視圖產(chǎn)生三種刀具路徑，如圖8-55。圖8-54定義粗加工/精加工參數(shù)圖8-5