第 1 章 Mastercam V9.0 使用基础1.1 Mastercam V9.0 简介Mastercam 软件是美国 CNC Software，INC 所研制开发的 CAD/CAM 系统，是最经济且高效率的全方位软件系统，包括美国在内的各工业大国皆采用本系统作为设计、加工制造的首选软件。Mastercam 同时作为 PC 级 CAM 软件，全球销售量名列前茅，被工业界及学校广泛采用。以美国和加拿大教育单位来说，共计有 2500 多所高中、专科大学院校将其用于机械制造及 NC 程序编制，在中国大陆机械制造业及教育单位的占有量也是最多的。它是一套非常成功的软件。最初的 Mastercam 是基于 DOS 平台的，从 5.0 版开始，顺应软件发展的趋势，转向基于 Windows平台，版本从 5.0、6.0 一直发展到现在国内普遍应用的 8.1、9.0 版。Mastercam 是一套全面服务于制造业的数控加工软件，它包括设计（Design）、车削（Lathe）、铣削（Mill）、线切割（Wire）4 个模块。其中设计模块主要用于绘图和加工零件的造型；车削模块主要用于生成车削加工的刀具路径；铣削模块主要用于生成铣削加工的刀具路径；线切割模块主要用于生成电火花线切割的加工路径。其中后 3 个加工模块内也包括设计模块中的完整设计功能。本书将针对Mastercam 的 Mill 和 Wire 两个广泛应用的数控加工模块进行细致的讲解。Mastercam 软件的 Mill 和 Wire 是非常优秀的、应用于数控铣、加工中心和慢走丝线切割辅助编程的软件，能高效地编制各种铣、线数控加工程序。用它可快速设计、加工机械零件，还可组织、管理相关的文档。无论是 3D 几何建模还是二维、三维编程，Mastercam 都提供了强大的功能。下面简单介绍其在造型设计和制造加工中的优势。1.1.1 零件造型简介Mastercam 具有完整的曲线曲面建模功能，便于建立 2D、3D 几何模型。 完美地处理复杂曲面轮廓的相交。根据 2 轴切割模型，自动生成 UV 几何形状。 标注尺寸、添加注释都很方便，修改也很灵活。 新串选功能可一次选定要选的实体。 可在多个视窗内动态旋转、缩放几何图形。 导航功能自动捕捉常用的特征点，提高建模速度。 Mastercam 的数据转换器，可与任何 CAD 系统交换数据。这些转换器包括：IGES、DXF、ParasolidTM、CADL、SAT（ACIS Solids） 、VDA、STL 及 ASCII。另外，还有CATIA、PRO-E、STEP、DXF 和 DWG 等数据转换器。1.1.2 铣床 2D、2.5D、3D 加工功能外形铣削：外形可以是空间的任意曲线。 型腔加工：加工方式多达 8 种以上。提供清角及残料加工功能。可斜线及螺旋式入刀、退刀。允许斜壁及不同高度、斜度的岛屿，可面铣岛屿。 实体加工：在实体上自动确定加工外形参数。 钻孔、镗孔、螺纹加工。 可定义刀具库、材料库等。 可对刀具路径做图形编辑，可对 NC、NCI 做修改、平移、旋转、放大、缩小等编辑。可做实体切削模拟。 支持 4 轴加工。 可同各种 CNC 控制器、DNC 传输。刀具路径可投影至斜面、圆锥面、球面及圆筒面。 直纹曲面、扫描曲面、旋转面加工方式。 单一曲面的粗、精加工。 具有程序过滤（Filter）功能。 完整的铣床 2D、2.5D 加工系统。 多重曲面的粗加工及精加工。 等高线加工。 环绕等距加工。 平行式加工。 放射状加工。 插拉刀方式加工。 投影加工。 沿面加工。 浅平面及陡斜面加工。 G01 可过滤为 G02、G03 程序，可以使程序路径过滤更平稳。 4 轴、5 轴加工：5 轴侧刃铣削、多曲面 5 轴端铣加工、5 轴铣削曲面上的曲线、5 轴钻孔、4轴多曲面加工、沿曲面边界 5 轴走刀。1.1.3 强大的 EDM 编程功能带斜角或无斜角的两轴线切割。 带斜角或无斜角 No-core 切割，走丝方式有 Zig-zag、True spiral、Morph spiral 等。 4 轴线切割时，上、下形状的同步有自动和手动两种方式。 在 4 轴自动往复切割（skim and reverse cut）中，仍能保持上、下形状的同步。 4 轴曲面精切割时，可用弦差控制切割精度。 4 轴线切割支持 G2/G3 插值。 自动添加切入、切出路径。 切割零件尖角时，系统在尖角的外部自动生成一条环形的路径，避免切损尖角。 在切割路径的尖角处，自动生成圆弧过渡路径段。 切割多条轮廓时，使用一次窗选功能就可选定所有待加工轮廓。 自动检测最大斜角/UV 行程。 待加工轮廓上任意一点的控制设置（Control Settings） 、角点类型（Corner Types）和倾斜角度（Taper Angles）都可调整。 新的角点类型包括 Fishtails、Fixed 和 Radius。1.1.4 NC 加工参数和工具切削材料库可由用户自己编辑。系统能根据库中的设定，自动计算进给速率并提供 Power Settings 和 Condition codes。 可以对刀具路径作各种变换，如平移、旋转、镜像等。也可以对刀具路径作复制、剪切、粘贴、合并等操作。 可为切割路径单独设定切入、切出向量，以控制切入、切出方式。 可校验切割路径，并可估算加工时间。 在校验过程中，XY 和 UV 的运动可用不同的颜色显示，以便确认。 自动产生用户定制的加工清单。 有多种后置程序可选择，用户也可根据所用机床定制后置程序。 Registor、Thread 和 Cut 的位置在画面中由图符表示，一目了然。 宏记录功能可自动重复相同的加工任务，不需另外编程。1.1.5 易学易用友好的图形界面，使编程随心所欲。 用户自定义的图标及功能热键，使常用热键唾手可得。 在线帮助可迅速提供关键技术及命令的详细说明。1.2 Mastercam V9.0 安装和启动1.2.1 系统运行环境Mastercam V9.0 对硬件要求的标准配置如下。Intel Pentium CPU。128MB RAM。300MB 的硬盘空间。8MB、OpenGL 图形显示卡。800600256 色显示器。Microsoft 鼠标或兼容的点输入设备。2 倍速或更高倍速的 CD-ROM 设备。软件保护盒（SIM） 。Windows NT/98/Me/2000/Xp 操作系统。推荐：推荐：在具有较高主频和较大显存及内存的电脑上运行，由于运算速度和显示、内存条件的改善而大大加快软件的运行速度，因此建议最好在具有较高性能的电脑上使用。1.2.2 安装 Mastercam V9.0（1）将 Mastercam V9.0 SP1 的安装光盘放入光驱，系统会自动开始安装。也可以直接执行光盘上的 Setup.EXE 文件。之后首先出现如图 1.1 所示的安装界面。图 1.1 Mastercam 安装界面（2）单击【Next】按钮，出现确认 License 授权，如图 1.2 所示，单击【Yes】按钮。图 1.2 确认 License 授权（3）出现如图 1.3 所示的提示，输入用户名称和公司名称，单击【Next】按钮。图 1.3 自定义用户信息（4）出现如图 1.4 所示的提示，单击【Metric（mm）】按钮，单击【Next】按钮。图 1.4 选择系统工作单位（5）出现如图 1.5 所示的提示，确认安装目录后，单击【Next】按钮。图 1.5 选择安装目录（6）出现如图 1.6 所示的提示，选择安装教学范例，单击【Next】按钮。图 1.6 选择安装教学范例（7）出现如图 1.7 所示的提示，选择安装图标名称，单击【Next】按钮。图 1.7 选择安装图标名称（8）完成 Mastercam V9.0 主体的安装，出现如图 1.8 所示的提示，要求安装后处理程序，单击【Next】按钮。图 1.8 安装后处理程序（9）出现如图 1.9 所示的提示，选择安装多种后处理程序，单击【Next】按钮。图 1.9 安装多种后处理程序（10）Mastercam V9.0 后处理程序安装完成后，会出现如图 1.10 所示的结果，单击【Finish】按钮，将进入图形交互模块的安装界面。图 1.10 安装完成（11）出现如图 1.11 所示的提示，单击【Next】按钮完成数据交换模块的安装。图 1.11 安成数据交换模块的安装（12）出现如图 1.12 所示的提示，单击【Finish】按钮，完成 Mastercam V9.0 的安装。图 1.12 安装完成安装结束后，会在桌面上生成 4 个启动快捷方式，分别为 Design 9（设计）、Mill 9（铣削）、Lathe 9（车削）和 Wire 9（线切割）图标。1.2.3 启动 Mastercam V9.0双击 Mill 9 图标启动软件，或者选择 Windows 系统的【开始】【程序】【Mastercam 9】【Mill 9】命令。1.3 Mastercam V9.0 的工作界面进入 Mastercam V9.0 后将看到如图 1.13 所示的工作界面。图 1.13 工作界面Mastercam V9.0 工作界面分为 4 大区域。分别是工具条、绘图区、菜单区和提示区。1标题栏标题栏显示在工作界面的最上面。如果软件中调入一个文件，则在此处会显示该文件的路径和文件名。2绘图区在屏幕中占有最大的位置，用来创建和修改几何图形并产生切割路径的区域。3工具条辅助菜单主菜单工具条提示区绘图区标题栏坐标系工具条位于标题栏的下面。它以图标方式来表示，单击后就可以启动相应的菜单命令功能。将鼠标指针停留在工具条的按钮上，将会出现该按钮工具的功能提示。单击工具条左侧的按钮，可以 显示其他的工具按钮。读者可以使用 Alt+B 组合键来将工具条显示或隐藏。也可以在系统设置中设置在软件启动后工具条的有效状态。4主菜单位于软件界面中左上部的主菜单区，提供了软件中的所有执行功能。表 1.1 列出了主菜单的选项并简要说明了每种选项的功能。表 1.1 主菜单的选项及简要说明项 目功能简介分析（Analyze）显示绘图区已选取的对象所有相关的信息绘制图形（Create）绘制图形文档（File）处理文档（保存、取出、编辑、打印等）修整（Modify）修改图形，如圆角、修剪、分割、连接和其他指令转换（Xform）转换图形，如镜像、旋转、比例、平移、偏移和其他指令删除（Delete）删除图形屏幕（Screen）改变屏幕上的图形显示实体模型（Solids）绘制实体模型刀具选项（Toolpaths）进入刀具路径菜单，给出刀具路径选项公共管理（NCufils）给出编辑、管理和检查刀具路径在主菜单区的下面有“上层菜单”和“主菜单”两个按钮。其功能分别是：（1）若单击【Backup】按钮，则系统在主菜单区显示上一层主菜单区显示的菜单。按Esc键的功能与单击该按钮的功能相同。（2）若单击【Main menu】按钮，则系统在主菜单区显示主菜单。主菜单的指令结构是树枝状的，所有需要用到的指令功能都是由这里一级级地延伸下去的，可以通过相继的菜单层进行选择，直至选择完成。例如绘制一个矩形，首先单击主菜单中的【Create】（创建）按钮，将会进入创建功能菜单中，再单击【Rectangle】（矩形）按钮，将会进入矩形绘制方法对话框。单击【1 point】按钮后，弹出矩形设置对话框。设置完成后再次进入点定义菜单中，再从中单击所需要的点创建方法，就可以将矩形创建了。它的流程如图 1.14 所示。图 1.14 主菜单工作流程5辅助菜单主菜单的下面是辅助菜单，可以在其中设置当前的作图深度、图素属性、群组以及层和视图平面等，辅助菜单功能简介见表 1.2 所示。表 1.2 辅助菜单区