MastercamX课程设计报告.docx

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MastercamX课程设计报告

1、摘要1

2、Mastercam概述与应用2

3、工件模型的建立5

4、零件的制作11

5、心得体会19

摘要

本文包含了对Mastercam软件的一个大概的总结，讲述了Mastercam软件的发展，简单的介绍了Mastercam的主要功能及特色，列举了Mastercam在一些典型行业中的应用，简单的分析了Mastercam在国内的市场以及发展前景，突出了Mastercam相对于其它绘图软件的优势。

在后文中，还有一些Mastercam软件的简单的应用，用Mastercam软件绘制出了一个简单的轴承顶盖的模型，以及对其进行了简单的加工，在实例的制作过程中，每一个步骤都写的尽量详细但又不是很复杂，使每个人都能轻松的理解并对Mastercam软件的加工有个基本的认识。

在文章的最后，叙述了笔者在使用Mastercam中的心得体会及自己对使用过程中的小经验的总结，也是对学习该软件的一个总结。

Mastercam概述与应用

Mastercam是美国CSoftwareInc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。

它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。

它具有方便直观的几何造型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出复杂的曲线、曲面零件。

Mastercam9.0以上版本还有支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是理想的选择，是经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。

Mastercam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。

其可靠刀具路径效验功能使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，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。

同时Mastercam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、C铣床、C车床或C线切割等加工操作中，都能获得最佳效果

Mastercam软件已被广泛的应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与NC加工，从80年代末起，我国就引进了这一款著名的CAD/CAM软件，为我国的制造业迅速崛起作出了巨大贡献。

发展历史

1984年美国CSoftwareInc.公司推出第一代Mastercam产品，这一软件就以其强大的加工功能闻名于世。

多年来该软件在功能上不断更新与完善，已被工业界及学校广泛采用。

2008年，CIMdata公司对CAM软件行业的分析排名表明：

Mastercam销量再次排名世界第一，是CAD／CAM软件行业持续11年销量第一软件巨头。

Mastercam后续发行的版本对三轴和多轴功能做了大幅度的提升，包括三轴曲面加工和多轴刀具路径。

2010年11月，推出MastercamX5版本。

主要功能和特色

Mastercam具有强劲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。

Mastercam还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。

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，比如常用的FANUC系统，根据机床的实际结构，编制专门的后置处理文件，编译NCI文件经后置处理后便可生成加工程序。

操作特点

使用Mastercam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。

由于本工件较大，处理的数据多，所生成的程序长，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munic功能进行通讯，而不必考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极为方便，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。

业内竞争态势

Mastercam强项在数控加工，简单易用，产生的NC程序简单高效。

主要竞争对手有UGNX，Cimatron,Delcam（Powermill），与这些软件相比，在2D加工方面有压倒性优势；曲面方面，在简单规则类方面占优势；多轴曲面方面，在X3中引入了第三方的5轴多曲面加工，使其在通用数控加工中依然是王者。

国内发展前景

Mastercam对硬件的要求不高，在一般配置的计算机上就可以运行，且操作灵活，界面友好，易学易用，适用于大多数用户，能迅速地给企业带来经济效益。

另外，Mastercam相对其他同类软件具有非常高的性价比。

随着我国加工制造业的崛起，Mastercam在中国的销量，在全球的CAM市场份额雄居榜首，因此对机械设计与加工人员来说，学习Mastercam是十分必要的。

市场应用

借助于Mastercam软件，用户可以方便快捷地完成从产品2D/3D外形设计、C编程到自动生成NC代码的整个工作流程，因此被广泛应用于模具制造、模型手板、机械加工、电子、汽车和航空等行业。

从80年代末起，我国就引进了这一款著名的CAD/CAM软件，为我国的制造业迅速崛起作出了巨大贡献。

工件模型的建立

轴承顶盖的实物设计

（1）构造构图平面

点击

创建一个新的绘图文件，在状态栏

中选取【俯视（T）（WCS）】。

在状态栏

中选取【俯视图（T）（WCS）】。

（2）绘制定位结构线

在状态栏线型图标

中设置线型为中心线。

在状态栏颜色块

中采用默认颜色。

在状态栏线宽图标

中设置线宽为第一种线宽。

作中心线。

在草图设计工具栏中点击【绘直线】按钮

，在坐标设置栏里分别输入（0，50，0）、（0，-50，0），按Enter键作直线L1，在坐标设置栏里分别输入（50，0，0）、（-50，0，0），按Enter键作直线L2，如图1所示。

（3）二维草图的绘制

在状态栏图标中设置线型为实线

，线宽为第一线型

，在状态栏颜色块采用默认颜色

。

单击草图设计工具栏中的【绘矩形】按钮

，单击

，选择L1与L2交点为基准点，在

和

分别输入长度96mm，按Enter。

单击编辑工具栏中的【倒圆角】按钮

，在

输入倒圆角半径3mm，对矩形的每一条边倒圆角，效果如图2。

图1中心线的绘制图2二维草图的绘制

（4）实体的创建

选择【实体】|【挤压】命令，打开【串连选项】对话窗口，选取图2中倒圆角后的矩形，单击【串连选项】对话框中的

，打开【挤出实体的设置】对话框，在挤出操作中选取【建立实体】，在【距离/方向】中选取【按指定的距离延伸】，并在【延伸距离】中输入延伸距离为5mm，挤出效果如图3所示。

图3创建底面挤出的效果

在状态栏的构图深度文本框

中输入构图深度为10。

单击草图设计工具栏中的【绘矩形】按钮

，输入第一个角的位置坐标（45，45，10），按Enter，输入第二个角的位置坐标（-45，-45，10），按Enter。

单击编辑工具栏中的【倒圆角】按钮

，在

输入倒圆角半径5mm，对矩形的每一条边倒圆角，效果如图4。

图4对第二个矩形倒圆角后的效果

选择【实体】|【挤压】命令，打开【串连选项】对话窗口，选取图4中倒圆角后的矩形，单击【串连选项】对话框中的

，打开【挤出实体的设置】对话框，在挤出操作中选取【增加凸缘】，并勾选【合并操作】，在【距离/方向】中选取【按指定的距离延伸】，并在【延伸距离】中输入延伸距离为5mm，挤出效果如图5所示。

图5对第二个矩形进行挤出后的效果

在状态栏的构图深度文本框

中输入构图深度为20。

选择【构图】|【画多边形】，在【多边形选项】对话框的

中输入边数为5，半径

中输入40mm，选择【内接】，在坐标栏里输入坐标（0，0，20），按Enter构建如图6中的五边形。

图6五边形的绘制

按图5中挤出矩形的方法挤出五边形，在【延伸距离】中输入延伸距离为10mm。

挤出效果图如图7所示。

图7五边形的挤出效果图

单击草图设计工具栏中的【绘园】按钮

，在

输入圆直径为40mm，输入圆心坐标为（0，0，20），按Enter。

绘出的圆如图8所示。

图8圆的绘制效果图

选择【实体】|【挤压】命令，打开【串连选项】对话窗口，选取图8中的圆，单击【串连选项】对话框中的

，打开【挤出实体的设置】对话框，在挤出操作中选取【切割实体】，并勾选【合并操作】，在【距离/方向】中选取【全部贯穿】，挤出效果如图9所示。

图9圆的挤出效果图

在状态栏的构图深度文本框

中输入构图深度为10。

单击草图设计工具栏中的【绘园】按钮

，在

输入圆直径为10mm，输入圆心坐标为（35，35，10），按Enter。

绘出的圆如图10所示。

图10小圆的绘制效果图

单击图形变换工具栏中的【镜像】按钮

，选取图10中的小圆，按Enter键。

以L1、L2位镜像轴，构建出如图11所示的四个小圆。

图11用镜像创建出的圆

选择【实体】|【挤压】命令，打开【串连选项】对话窗口，选取图11中的四个小圆，单击【串连选项】对话框中的

，打开【挤出实体的设置】对话框，在挤出操作中选取【切割实体】，并勾选【合并操作】，在【距离/方向】中选取【全部贯穿】，挤出效果如图12所示。

图12小圆挤出后的效果图

（4）完成后的三维实体模型

图13三维实体模型

零件的制作

图1模型轮廓图

（1）工件表面加工

在主菜单中选择【机床类型】|【铣床】|【系统默认】命令。

在主菜单中选择【刀具路径】|【平面铣削刀具路径】命令，打开【串连选项】对话框，选择图1所示P1外形曲线。

单击

确定，弹出如图2所示【刀具参数】标签页，在【选取刀库】中选择10mm平底刀，设置【进给率】600mm/min，【下刀速率】400mm/min，【主轴转速】900rpm，【提刀速率】1000mm/min。

图2平面铣削【刀具参数】

在图2中选择【平面铣削参数】标签，在图3所示标签页中设置【参考高度】40mm，【进给下刀位置】35mm，【工件表面】30mm，【深度】20mm，在【分层铣深】中设置【最大切削深度】1mm，不提刀。

完成对工件平面的刀具参数的设置。

图3平面铣削【平面铣削参数】

（2）粗铣P1四边形

在主菜单中选择【刀具路径】|【外形铣削刀具路径】命令，打开【串连选项】对话框，选择图1所示P1外形曲线。

单击

确定，弹出如图4所示【刀具参数】标签页，在【选取刀库】中选择12mm平底刀，设置【进给率】600mm/min，【下刀速率】400mm/min，【主轴转速】1200rpm，勾选【快速提刀】。

图4粗铣P1四边形【刀具参数】

在图4中选择【平面铣削参数】标签，在图5所示标签页中设置【参考高度】40mm，【进给下刀位置】25mm，【工件表面】20mm，【深度】0mm，【XY方向预留量】0.4mm。

【平面多次铣削】中设置【粗切次数】为1，【间距】6mm，【执行精修的时机】选择【最后深度】，不提刀。

【分层铣深】中设置【最大切削深度】1mm，不提刀。

完成对工件平面的刀具参数的设置。

图5粗铣P1四边形【平面铣削参数】

（3）粗铣P2四边形

在主菜单中选择【刀具路径】|【外形铣削刀具路径】命令，打开【串连选项】对话框，选择图1所示P2外形曲线。

【刀具参数】设定与“粗铣P1四边形”中刀具参数设定相同。

在【平面铣削参数】中，将【深度】设为5mm，其他设置与“粗铣P1四边形”中设置相同。

（4）粗铣五边形

在主菜单中选择【刀具路径】|【外形铣削刀具路径】命令，打开【串连选项】对话框，选择图1所示P3外形曲线。

【刀具参数】设定与“粗铣P1四边形”中刀具参数设定相同。

在【平面铣削参数】中，将【深度】设为10mm，在【平面多次铣削】中将【粗切次数】设为4，其他设置与“粗铣P1四边形”中设置相同。

（5）粗铣大孔

在主菜单中选择【刀具路径】|【挖槽刀具路径】命令，打开【串连选项】对话框，选择图1所示P4外形曲线。

【刀具参数】设定与“粗铣P1四边形”中刀具参数设定相同。

【2D挖槽参数】中，设置【参考高度】40mm，【进给下刀位置】25mm，【工件表面】20mm，【深度】0mm，【加工方向】为逆铣，【XY方向预留量】0.4mm，在【分层铣深】中，【最大粗切深度】0.5mm，不提刀。

设置如图6所示。

图6粗铣大孔【2D挖槽参数】

【粗切/精修的参数】中选择【切削方式】为【平行环切】，【切削间距】50%，勾选【刀具路径最佳化】和【由内而外环切】，去勾选【精修】。

设置如图7。

图7粗铣大孔【2D挖槽参数】

（6）打四个小孔的中心孔

单击

，自动捕捉每个小圆P5的中心，在每个小圆的中心打上点。

在主菜单中选择【刀具路径】|【钻孔刀具路径】命令，打开【选取钻孔的点】对话框，窗选每个小圆，如图8所示。

点击【排序】选取图9中的第6种方式

图8【选取钻孔的点】对话框

图9排序方式的选取

单击

确定，打开如图10的【简单钻孔】对话框，在【刀具参数】中选取直径为10mm的中心钻，设置【进给率】为200mm，【主轴转速】为4000r/min。

在【Simpledrill-nopeck】中，设置【提刀】为20mm，【工件表面】为10mm，【深度】为-4mm，设置如图11。

完成对刀具路径的设置。

图10简单钻孔【刀具参数】

图11简单钻孔【Simpledrill-nopeck】

（7）模拟并验证刀具路径

全选6步刀具路径，单击操作管理器中的【刀具路径验证】按钮

，验证刀具路径。

单击【验证】选卡中的【参数设定】按钮

，在如图12所示的【验证选项】对话框中，设置【形状】为【立方体】，X的【最低点】设为-70，【最高点】设为70，Y的【最低点】设为-70，【最高点】设为70，Z的【最低点】设为0，【最高点】设为30。

图12参数设定验证对话框

单击

确定，回到实体的【验证选项】对话框中，单击【继续执行】按钮

执行验证，验证的路径如图13所示。

图13毛坯刀具路径仿真

（8）加工完成后的零件

图14加工完成后的零件图

心得体会

在学习Mastercam软件的过程中，最开始感觉这个软件还是比较麻烦的，遇到了不少的困难，比如在用点坐标建立直线的时候，最初就不知道该如何下手，不过在后来渐渐深入的过程中，对这些最基本的操作都已经能够熟练的掌握，一下比较复杂的应用也基本上能独立的完成。

在使用Mastercam的过程中，我个人觉得有些时候直接用鼠标在绘图区点击比使用ENTER键确认的效果会更好。

在进行倒圆角的时候，不是所有的情况都能直接使用倒圆角工具直接的修剪，这样的话可能会带来修剪过多的问题，而要在倒圆角完成后手工对多余的样条线进行修剪。

在三维绘制的时候，选择的方向也是个很值得注意的问题，特别是同时对多个图素进行操作的时候要尤其的注意，其中如果某一图素方向选择不正确的话就要对其进行重新的操作。

在模拟机床加工时，钻孔路径选择前一定要对需要钻孔的图素进行打点操作，否则可能会无法选中图素。

在铣削的过程中要注意工件的高度，以免刀具高度过低而勿碰工件。

软件在使用时要及时的对一些操作步骤进行保存，以免后来的操作错误给工件的绘制加工造成不必要的麻烦。