数控车床加工中 Mastercam X3 软件的应用王博 刘渭博（吉林大学珠海学院 机电工程系，广东 珠海 519041）【摘要】针对典型车削零件自动编程过程的分析，介绍了 Mastercam 软件在数控车床加工中的应用，展现最新 X3 版本的使用，体现了该软件在数控车削加工中应用的优势。【关键词】Mastercam X3，数控车床 ，软件应用一、引言Mastercam 是美国 CNC 软件公司开发的 CAD/CAM 一体化软件。它集二维绘图，三维实体，曲面设计，数控编程，刀具路径模拟等功能于一身，而且该软件对系统运行环境要求较低，操作灵活、易学易用，能使企业很快创造效益，因此被广泛应用于航天航空、机械、电子、汽车、模具等行业。Mastercam 软件从 CAD 到 CAM，采用图形交互式自动编程方法来实现 NC 程序的编制； 而 X3 是该软件目前最新版本，功能较原来有一定的改进。下面就通过一个典型的零件，来介绍一下该版本在数控车削加工中的应用。二、Mastercam X3 的实例应用1、零件加工的工艺分析在自动编程之前，根据毛坯(40mm125mm、45 钢棒料)及零件外形，首先应确定加工工艺分析，确定加工顺序和加工路线，确保零件的加工表面及精度要求。一般我们分为粗加工和精加工两步，根据该零件的特点，我们可以制定以下加工路线：（1）切断面，去除 2mm 的余量；（2）外圆粗加工；（3）外圆精加工；（ 4）切出螺纹退刀槽；（5）车螺纹。所用刀具主要有：断面车刀、外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀、螺纹车刀。2、零件的 CAD 建模Mastercam 有强大的二维和三维建模功能，但是针对于车削这种加工工艺来说，主要加工回转体零件，因此，往往需要简单的二维建模，这样就节省了很多建模时间，提高了实际加工的效率。另外还可只画出加工部分的轮廓建模，不过所绘制图形的轴线必须与绘图区的 Z 坐标轴重合。我们可以通过软件的画图工具进行绘制，如图 2，注意退刀槽部分我们暂不画出：3、加工操作前设置（1）选择加工系统：选择下拉菜单中的“机床类型”|“车削系统”| “默认” |，出现如下界面后，就可以设置工件毛坯。图 2图 14、设置工件毛坯双击操作管理器中的“属性Generic Lath Default ”标识，展开出现“材料设置”标识，单击该标识出现“机器群组属性”对话框（图 3） 。单击“机器群组属性”对话框中的素材“信息内容” （图 4） ，设置素材参数，外径40、长度 125、Z 向位置 2，确定后毛坯设置如图 5：5、端面加工（1）菜单中“刀具路径”|“ 车断面”命令，弹出图 6 对话框，设置 NC 名称。（2）设置刀具参数。设置参数：刀具号码 1，补正号码 1，刀塔号码 1，进给率 60mm/分，主轴转速 600CSS。 （图 7）切端面时，切削速度变化，用G96。图 3 图 4图 5图 6图 7 图 8（3）设置车端面参数（图 8）设置进刀延伸量 2，粗车步进量 2，精车步进量0.5，其他不变。另外还要选择加工范围，点击选点按钮，在图形区域分别选择 P1、P2，确定。参数设置完毕后，加工路径自动模拟图 9。6、外圆粗车加工（1）菜单中“刀具路径”|“ 粗车”命令，弹出如图对话框，利用窗口串联串联 P3、P4 间线段，确定加工轮廓。（2）设置外圆粗车刀参数（图 10） ，选择 0202 刀具，刀具号 2，补正号 2，刀塔号 2，进给率 150mm/分，下刀速率 100mm/分，主轴转速 800RPM。（3）设置粗车参数（图 11） ，粗车步进量 2，其余不变。（4）设置进/退刀向量（图 12） ，点击上图中“L 进/退刀向量” ，进入“输入/ 输出”界面，此时分别选取引入、引出两个对话框中“自动计算向量” 。（5）设置进刀参数（图 13） ，点击图中“进刀参数”按钮，进入“进刀的切削参数”界面，选择“进刀的切削设定”为第二种模式，即加工外圆和端面上的凹槽方式。其余设置不变。点击确定后出现零件的外圆粗车刀具路径（图14） 。7、外圆精车加工图 9图 10 图 11图 12 图 13图 14设置方法跟粗车类似，这里不再详解（图 15） 。不过精加工需要较高的精度和表面粗糙度，因此，在选择主轴转速时，我们选用 CSS 方式，即采用 G96。具体刀具参数及精车参数设置如下：8、退刀槽加工（1）现在绘图区中画出所需切槽的形状（三直线） 。（2）菜单中“刀具路径”|“ 径向切削”命令，弹出图 16 对话框，选择三直线方式，利用窗口串联串联三条线段，确定加工轮廓。（3）设置参数（图 17） 。刀具参数：选择 T0303 刀具，刀具号码 3，补正号码 3，刀塔号码 3，进给率 20mm/分，主轴转速 500RPM。径向车削外形参数：默认。设置径向粗车参数：切削方向改为负的，进给率 300mm/分。径向精车参数：精车步进量改为 0.5，其余默认。（4）设置完毕后，自动生成刀具路径。9、螺纹车削加工（1）菜单中“刀具路径”|“ 车螺纹”命令，弹出车螺纹参数设置对话框。（2）设置参数。刀具参数：选择 T0101 刀具，刀具号 1，补正号 4，刀塔号 4，主轴转速600RPM，进给率自动生成。螺纹型式的参数及车螺纹参数设置（经过计算）如图 18：图 15图 16图 17 （3）设置完成后，自动生成刀具路径。10、加工模拟与验证在操作管理其中，选择所有的加工步骤，点击 按钮，生成实体效果图（图 19） 。11、执行后处理，生成程序点击操作管理器中的 按钮，系统会弹出后处理程序对话框，点击确定即可生成数控加工程序。另外，针对实际加工需要及机床系统的不同，有必要对相应的后处理程序.pst文件进行相应的修改，这里不再进行详细介绍。三、结束语通过以上零件的自动编程过程的介绍，我们可以发现 Mastercam X3 版本在建模设计及自动编程过程中，仍然保持良好的功能，尤其对数控车床加工，能够做到简单的建模，方便的加工编制及模拟，并最终形成有效的加工程序；大大提高实际生产效率，降低成本，提高生产自动化程度。参考文献1 胡素云，孙中柏Mastercam X2 数控加工实例精解M.北京：机械工业出版社，2008（4）。2 郁志纯基于 Mastercam 的车削零件自动编程J制造业信息化，2009（2）：106107。3 杨新强Mastercam 软件在数控车削加工中的应用 J模具制造，2008（5）：1824。图 18图 19王博 汉 1981 年 12 月 吉林大学珠海学院机电工程系 教师 数控加工方向刘渭博 汉 1966 年 吉林大学珠海学院机电工程系 副教授 数控加工方向地址：广东省珠海市新香洲景晖路 234 号 7 栋 103 王博收 邮编 519000电话：15875609677