摘要介绍了 MasterCAM软件的功能,阐述了 MasterCAM 适合教学的特点,覆盖面广,功能全面,技术领先,易学易用等。
关键词MasterCAM ;高速加工;教学
中图分类号TP391.72文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)022-0113-01
CAD/CAM (计算机辅助设计与制造)技术是随着计算机技术和数字化信息技术发展而形成的一门新技术,是 20 世纪最杰出的工程成就之一,也是数字化、信息化制造技术的基础,其发展和应用对制造业产生产生了巨大的影响和推进作用,广泛应用在汽车、航空、航天、船舶等领域,它的应用水平已成为衡量一个国家技术发展水平及工业现代化水平的重要标志。我国逐步成为世界的制造中心,需要大批制造技术应用人才,开展“ CAD/CAM 技术”课程,提高机械工程专业人才培养质量,适应了当前形势的发展和社会的需要。目前国内各大职业院校纷纷建立数控培训中心,购买数控机床,争上 CAD/CAM 软件教学项目,下面笔者结合自身的经验,介绍一款非常适合在职业院校教学的 CAD/CAM 软件 MasterCAM 。
MasterCAM是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。只要在CAD部分绘制零件的二维或三维图形后,便可在CAM的刀具路径中选择适当的加工模组,编写刀具路径NCI文件,再通过后处理将NCI的二进制文件变为NC文件,即G码,通过编辑和修改,送入数控机床,装上相应的刀具,便可以进行各种不同的加工。大大提高了编程的效率和缩短了加工时间。
MasterCAM 产品系列包括四大模快:DESIGN、LATHE、MILL、WIRE。虽然不如工作站软件功能全、模快多,但就其性价比来说更有灵活性。MasterCAM对硬件要求较低,且具有操作能活、易学易用的特点。笔者认为 CNC 公司的 MasterCAM软件非常适合作为国内职业类院校的 CAD/CAM 软件的教学工具,具有以下几大优点:
1覆盖面广,功能全面
MasterCAM CAD 部分包括线框造型、曲面造型和实体造型, CAM 部分包括 2~5 轴铣削 / 车削 / 车铣加工,及电火花线切割加工等一系列模块,覆盖面广,功能全面。职业类院校采用MasterCAM 做为教学的基本工具,可非常容易实现数控车削、数控铣削和数控线切割等一系列课程的教学、实验和科研。
1.1利用masterCAM的CAD功能进行图形的绘制
对于学生来说,使用计算机绘图是最基本的要求,无论是打印零件图还是做程序都先要将图形用绘图软件绘制出来。当我们绘图前先要考虑图形坐标系的原点定在哪里,只有确定了坐标系才能进行图形的绘制,而坐标系位置的选择直接关系到做图的速度,在选择建立坐标系时要考虑尺寸计算的方便,加工时的路径长度以及做出来程序的长度等问题。然后利用软件中的各种做图工具将图形绘制出来。
1.2完善的数控加工功能
在运用MasterCAM软件对零件进行数控加工自动编程前,首先要对零件进行加工工艺分析,确定合理的加工顺序,在保证零件的表面粗糙度和加工精度的同时,要尽量减少换刀次数,提高加工效率,并考虑零件的形状、尺寸和加工精度,以及零件的刚度和变形等因素。加工时可以采取粗加工、半精加工最后精加工。在确定粗加工、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,省去了手工编制NC程序的麻烦。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软件教学的效果。
绘制好零件图形后,根据加工工艺的安排,选择或建立新的刀具使其符合加工需要,根据零件的要求定义加工毛坯,同时正确选择工件坐标原点,建立工件坐标系统,确定工件坐标系与机床坐标系的相对尺寸,并进行各种加工参数的设置,比如主轴速、进给速度、每次切削深度等等。设置好刀具加工路径后,利用MasterCAM系统提供的实体验证功能,能够观察切削加工的过程,可用来检测加工参数的设置是否合理,零件在数控实际加工中是否存在干涉,设备的运行动作是否正确,实际零件是否符合设计要求。MasterCAM特有的模拟仿真功能,可以进行三维真实感动态仿真加工,每个学生都可以通过计算机进行模拟加工,这样可以大大节省设备以及材料的投入,同时也能比较直观的达到教学目的。在仿真过程中,学生可以根据加工过程,判断刀具轨迹是否合理,是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情况,刀位计算是否正确,加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。并且学生可以自己设计一些加工的课题零件,在软件中进行模拟验证,比较不同材料、不同加工方式、不同切削参数所加工出来的零件的不同效果,是学生有比较直观和感性的认识。
2易学易用
MasterCAM 采用 Windows 中文英文用户界面,应用菜单和界面具有层次清晰,自动方便的应用特点。
MasterCAM具有世界领先的技术,完善的数控加工功能库,使 MasterCAM 成为世界上最易学易用的软件。对实际工厂的客户,一天左右的专业培训,就可独立进行工作,非常适合目前在职业类院校中做为教学的工具。
3专业性强
目前高速加工、五轴加工、车铣复合加工技术在企业中都得到了广泛的应用, MasterCAM 不仅具有车铣复合及五轴连动的专业模块外,在支持高速加工的探索中也走在世界的前列。使用 MasterCAM 做为教学,可极大拓宽学员的视野。
4开放扩展
MasterCAM 允许学员通过 API 应用函数接口进行二次开发,满足了在学校教学中发挥学员的创造性,实现一系列课程的练习。
学校的 CAD/CAM 教学,目的是使学员对现代机械技术有新的、深入的认识,初步具备三维 CAD/CAM 软件建模思路及加工思路,使学员具备从事三维 CAD 设计的能力和应用 CAM 软件进行数控加工的能力,为适合现代化设计制造技术的发展打好基础。
学校的 CAD/CAM 教学一般是班级众多,开课时间短,学员上机时间有限,很难短时间内掌握,太多的不利条件限制了 CAD/CAM 教学的开展。 MasterCAM 以功能全面、技术领先、易学易用等,非常适合目前中国职业类院校的 CAD/CAM 教学。
参考文献
[1]严烈.MasterCAM应用基础教程[M].冶金工业出版社,2001.
[2]罗云华,王义林.汽车模具的三维造型与数控加工[J].模具技术,2000,4.
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