第一章 MasterCAM概论

MasterCAM9.1版CAD/CAM软件是美国CNC Software Inc 推出的比较成熟的一个版本。MasterCAM 包括了3大模块，即Design、Lathe和Mill。MasterCAM9.1版的Design设计模块集2D和3D的线框、曲面造型和实体造型于一体，具有全特征化造型功能和强大的图形编辑、转换处理能力。MasterCAM9.1版的Mill加工制造模块主要用于生成铣削加工刀具路径，MasterCAM支持2轴、3轴、4轴和5轴加工程序编制，可以直接加工曲面和实体，提供多种详细的刀具路径形式和走刀方式，同时还提供了刀具路径的管理和编辑、路径模拟、实体加工模拟和后处理功等功能。曲面加工系统可用来生成加工曲面，实体或实体表面的刀具路径，大多数曲面加工都需要通过粗加工和精加工来完成，MasterCAM共提供了8种粗加工和10种精加工类型。

1．1 MasterCAM屏幕界面

MasterCAM 的屏幕分为五个区：主菜单区、副菜单区、绘图区、快捷命令图标区、系统提示区，如图1-1所示。此外，屏幕右上角显示的（X，Y）坐标值表示了鼠标在移动时的位置；屏幕绘图区左下角的坐标轴表示了系统当前的视角设置状态；而mm或inch表示了系统当前设置的绘图单位。

图1-1 MasterCAM主菜单

MasterCAM中的命令主要包括CAD零件造型命令和CAM数控编程命令。CAD零件造型命令包括分析Analyze、文件File、绘图Create、实体Solid、图素修剪Modify、转换Xform和删除Delete，以及屏幕Screen的管理。CAM数控编程命令包括刀具路径Toolpaths和公用管理NC utils。

主菜单中的绘图（Create）命令，包括了生成点、直线、圆弧、倒圆角（即为导圆角）、样条曲线、曲面曲线、尺寸标注、倒角、文字、呼叫副图、椭圆、正多边形、边界盒、螺旋线、齿轮、圆表和自定义函数表达式绘图等线框造型命令，以及曲面造型命令。如图1-2所示。

图1-2 绘图命令

曲面(Surface)命令，包括生成举升曲面、昆氏曲面、直纹曲面、旋转曲面、扫描曲面、牵引曲面和曲面倒圆角、倒角、修整、熔接以及由实体产生曲面等，如图1-3所示。

图1-3 曲面命令

主菜单中的实体（Solid）命令，包括生成基本实体，挤出、旋转、扫掠、举升实体和对实体倒圆角、倒角、薄壳、布尔运算以及实体管理和修改实体等，如图1-4所示。

图1-4 实体命令

刀具路径（Toolpaths）包括外形轮廓铣削、钻孔、挖槽、面铣、曲面加工、多轴加工等加工操作，以及工作设定、刀具路径转换、管理和修改操作等。曲面加工包括粗加工的平行铣削、放射状加工、投影加工、流线加工、等高外形、残料粗加工、挖槽粗加工、钻削式加工和精加工的平行铣削陡斜面加工、放射状加工、投影加工、流线加工、等高外形、浅平面加工、交线清角，残料清角、3D等距加工等方法。如图1-5所示

图1-5 刀具路径命令

公用管理（NC utils）包括路径模拟、实体验证、批次处理、程式过滤、后处理、加工报表、定义刀具和定义材料。

1．2 建立绘图构图面和刀具面，设置视角

1.2.1 系统的坐标系

几何建模首先离不开坐标系的建立。建立坐标系的原则是如何在二维计算机屏幕上，能够方便的生成和直观的显示三维图形。

MasterCAM通过建立构图面CP，工作深度Z来建立工作坐标系。通过设置视角GV来观察三维图形。这些命令放置在屏幕的副菜单区，可以分别设置。如图1-6所示。

图1-6 副菜单区

MasterCAM软件系统有三个坐标：原始坐标系、工作坐标系和机床坐标系。 （1） 原始坐标系是系统默认的一个坐标系。

当系统的构图面CP设置为3D时，表明为原始坐标系，它是建立几何模型和表面加工路径的基准坐标。系统的构图面，刀向的设定均在原始坐标系中进行。在原始坐标系中，坐标原点在空间的位置是唯一确定的。

（2） 工作坐标系由构图面CP及工作深度Z建立起来。