Mastercam数控编程实例

钻头（用于钻四个小孔），直径 Φ12mm 的三刃平底铣
图 1-119 毛坯等角视图 22
刀（用于粗加工），直径 Φ8mm 的四刃平底铣刀（用于精加工）。 （4）加工刀具路径 1）台阶四边形外形铣削粗加工。 ①串连
单击菜单栏
→
，弹出输入 NC 文件名的对话框，在文件名处输
入“二维铣削零件-你自己的名字”（如：“二维铣削零
退
出刀具编辑。设置进给率 200mm/min；进刀速率 60 mm/min；主轴转速 900r/min。单击
，选择冷却方式为油冷却，选中“快速提刀”，其余采用默认设置，结果如图 1-122 所示。
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图 1-121 外形铣削（2D）对话框
图 1-122 刀具路径参数对话框 24
③设置加工参数。单击图 1-122 中 来设置刀具移动的位置与方式等参数。
平面内）距离
设为 3，
为补正深度，即 Z 方向补正距
离，设为 0，其它按默认设置，然后单击
按钮确定，在绘图区右击鼠标右键，再单
击
，得到台阶正方形，结果如图 1-110。
3）倒圆角
单击菜单栏
→
→
或直接按工具栏按钮 ，执行倒圆
角命令。首先在
位置输入半径 10，回车，然后按交互提示信息，选取台阶
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正方形的相邻两条边，倒完所有圆角后，按确定 应处于选中状态。得到如图 1-111 所示图形。
件-王先逵”），确认。弹出串连对话框，单击
，
进入串连选项对话框，设置串连方向为顺时针方向，
回车确认，回到串连对话框，选取台阶四边形的一条
边，四边形的四条边改变颜色，并出现一个起点与箭
头，方向为顺时针方向，如图 1-120 所示。 （注：
串联方向选择顺时针方向，刀具半径补正方向选择左
补正，刚好构成顺铣。在数控加工时，由于采用小量
工中心上加工出该零件。加工过程中，XY 方向
两轴做进给运动，Z 轴不做进给运动。
（1）二维模型的绘制
分析图 1-109 俯视图，绘图思路为：中心线
→底面正方形→台阶正方形→倒圆角→正五边
形→Φ40 孔→Φ10 孔
1）绘制中心线。
①设置图层属性。单击状态栏
，出现
图 1-109 二维铣削零件
Fra Baidu bibliotek
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图层属性设置对话框，设置图层 1 颜色为红色，线型为中心线，其它采用默认设置。 ②按 F9 键，出现十字交叉线，显示坐标轴及坐标原点。将零件对称中心点设在坐标原
在图 1-115 中，在“突显”这一列下单击第一行的“×”，则“×”消失。回车确认，则图层 1 关闭，中心线被隐藏，如图 1-116 所示，这样图面较简洁，方便选取加工图素。
2）选择机床类型 根据此零件特点选择立式数控铣床。方法如下：单击菜单栏
→ 所示信息。
→ 。此时操作管理窗口“刀具路径管理器”下，会出现如图 1-117
位置
输入左上角点坐标（-48,48），回
车，然后在 面正方形绘制完毕。
③绘制台阶正方形
处输入宽度 96，在
处输入高度-96，回车，底
下面通过串连补正绘制台阶正方形。单击菜单栏
→
或直接单击工
具栏按钮 ，进入串连对话框，单击绘图区中已绘制的正方形的一条边，串连正方形，
其它按默认设置，然后单击
按钮确定，进入串连补正对话框，将水平补正（即 XY
制的图形将出现在 XY 平面（Z=0）上，如果希望绘制的图形出现 Z=10 的平面上，则点选
状态栏中
，从键盘输入 10，回车确认，则设置工作深度为
。
2.2 Mastercam X3 自动编程实例
本节通过几个典型零件说明 Mastercam X3 的零件造型、刀具路径的生成、模拟加工及
后处理方法。
1. 二维铣削零件
量最小为 6.96mm，最大为 26.4mm，采用 Φ12mm 的平底铣刀，需要分层铣削，设置粗切次
数 4 次，间距为 8mm，选中“不提刀”，回车确认，返回图 1-123。选中并单击
，
进入深度分层铣削对话框，设置参数如图 1-124 所示。选中并单击 进/退刀向量对话框，设置参数如图 1-125 所示。
快走的加工方法，数控机床的刚性好，反向间隙小，
粗加工、精加工一般都采用顺铣。）
②选择刀具，设置刀具参数
图 1-120 串联
单击
，进入外形铣削对话框如图 1-121 所示。单击
进入刀具
管理对话框，从中选取直径为 12mm 的平底铣刀，此刀具信息出现在图 1-121 中，双击 1 号
刀信息所在行，进入“定义刀具”对话框，选“参数”标签，设置“刀刃数”为 3，点击
按钮返回图 1-124。
图 1-125 进/退刀向量设定对话框 26
④产生刀具路径
单击图 1-123 中的
按钮，产生了刀具路径，如图 1-126 所示。
2）五边形外形铣削粗加工
①隐藏刀具路径
单击“刀具路径管理器”下的按钮 ，选择所有操作，可见刀具路径“1-外形铣削（2D）”
前的文件夹由 变为 （如原先为 ，此步可省）。单击 1-127 所示。
零件尺寸如图 1-109。在 Mastercam 软件中，
为了编制零件的应用 NC 加工程序，需要先建立
该零件的模型。分析上述零件，只要建立如图
1-109 所示的俯视图的二维外形模型，根据二维
外形模型，结合 Z 轴的深度（从主视图中获得），
产生零件的二维加工刀具路径轨迹，经过后处
理，产生 NC 加工程序，就可以在数控铣床或加
构图平面之后，所绘制的图形就出现在该平面上。可以通过工具栏中的按钮
来改变构
图面也可以通过状态栏
（T/Cplane）改变。
3. 设置工作深度
构图平面实际上只是确定绘图平面，在同一方向上，可以根据设计需要设置多个构图平
面，而构图平面的位置由工作深度 Z 来确定。例如，设置了构图平面是“T 俯视图”，这时绘
g. 选中并单击
，进入深度分层铣削设置对话框如图 1-124，设置最大粗
切深度 4mm，选中“不提刀”，其余采用默认设置，单击
按钮返回图 1-123。
h. 选中并单击
图 1-124 深度分层铣削设置对话框
，进入进/退刀向量设定对话框，如图 1-125 所示。将进
刀向量和退刀向量的引线长度改为 0，其余采用默认设置，单击
图 1-112 多边形选项对话框
5）绘制 Φ40 孔和 4-Φ10 孔
单击菜单栏
→
→
图 1-113 绘制正五边形
或单击工具栏按钮
，执行画圆命令，
按交互提示信息，首先捕捉图形中心作为圆心或在
输入
中心点坐标，然后单击
输入直径 40，回车，得到 Φ40 的孔。再以同样的步
骤，依次以（-35,35），（35,35），（35,-35），（-35,-35）为圆心，以 10 为直径，画圆，得到如
（2）加工前的设置 1）图层设置
图 1-114 绘制Ф40 孔和 4-Φ10 孔
将当前图层设为 2，将中心线所在的图层 1 关闭。方法如下：单击状态栏 ，或按 快捷键“Alt+Z”，出现如图 1-115 所示的图层管理对话框，在编号下单击第二行，则第二行 变为黄色，当前图层为图层 2。
图 1-115 图层管理对话框
选择
，选取五边形的一条边，五边形改变颜色，并出现一个起点与箭头，箭
头方向为顺时针方向。
在
处单击，弹出“外形铣削（2D）-粗加工”对话框，与 1）采用同一把刀，参
数设置同 1），如图 1-122 所示。
单击“外形加工参数”标签，在图 1-123 中，设置深度为-10，其它参数不变。选中并
单击
，出现如图 1-128 所示对话框。分析图样，此步加工 XY 方向的毛坯余
过工具栏中的按钮
（分别是俯视图 Top Gview、前视图 Front Gview、右视图
Right Gview、等角视图 Isometric Gview）改变视角，也可以通过快捷键或状态栏
改
变。
2. 设置构图平面 构图平面就是当前要使用的绘图平面，系统默认构图平面为俯视图（Top Gview）。设置
点。
③单击菜单栏中
→
→
或工具栏按钮 ，然后单击自
动捕捉栏“快速点”按钮 （或按键盘空格键），输入起始点坐标“-50,0”，然后回车，再用同
样的步骤输入终点坐标“50,0”，点击 ，绘制出水平中心线。下面用另一种方法绘制垂直
中心线，用与绘制水平中心线相同的方法输入起点坐标“0,-50”，系统提示
，
此时在任意位置单击鼠标左键，系统弹出
按钮，隐藏刀具路径，如图
图 1-127 隐藏刀具路径
图 1-126 台阶四边形外形粗铣刀具路径
②复制刀具路径 鼠标右击图 1-127 中
处，弹出菜单中选择“复制”，然
后在 处右击，弹出菜单中选择“粘贴”，从而生成第 2 个外形铣削（2D）刀具路径。 ③编辑刀具路径
在
处单击，弹出串联管理对话框，在对话框空白处右击弹出菜单，
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4）加工路线分析
图 1-118 材料设置对话框
根据图样，确定加工顺序：台阶四边形外形铣削
粗加工→五边形外形铣削粗加工→Φ40 孔挖槽粗加工
→钻 Φ10 小孔→四边形外形精加工→五边形外形精加
工→Φ40 孔挖槽精加工。
5）刀具选用
根据工件的尺寸及形状，选用刀具如下：直径
Φ10mm 的中心钻（用于打定位孔），直径 Φ10mm 的
按钮，出现如图 1-123 所示对话框，用
图 1-123 外形铣削加工参数对话框
a. 安全高度：50。选中“绝对坐标”项。 安全高度也称为提刀高度，指在此高度上刀具可以在任何位置平移而不会与工件或夹具 发生碰撞。在开始进刀前，刀具快速下移到此高度才开始进刀，加工完成后退至安全高度。 “绝对坐标”表示相对于坐标原点的高度。 b. 参考高度： 参考高度也叫退刀高度，完成一个工序后，刀具退到该高度，下一道工序以该点为起点。 通常安全高度设定了则无需设定参考高度。 c. 进给下刀位置：5。选中“增量坐标”。 进给下刀位置也叫进给高度，刀具从安全高度以 G00 的速率快速下降到该点，改为以 Z 轴的进给速率，向下加工工件。初学者对该值的设置宜高一点，以利于操作机床加工时的安 全。 “增量坐标”是相对已加工面的一个高度，其值以上一次的已加工面作为 Z 坐标的原点来 计算。 d. 工件表面：0。选中“绝对坐标”项。 工件表面指毛坯顶面的高度值或 Z 轴坐标值。
。在倒圆角时，要注意修剪延伸按钮
R10
底面 正方形
台阶 正方形
图 1-110 串连补正得到台阶正方形
图 1-111 倒圆角
4）绘制正五边形
单击菜单栏
→
或单击工具栏按钮
中的小三角形，在下拉按
钮中选中
，进入多边形选项对话框，如图 1-112 所示，选择图形中心作为基准
点，然后设置参数如图所示，单击确认，得到如图 1-113 所示图形。
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“绝对坐标”是相对于坐标原点的高度。“增量坐标”是相对于所选择的串联图形的高度。 e. 深度：-15。选中“绝对坐标”项。 待加工面深度，刀具下降到毛坯的最低位置。 “绝对坐标”是相对于坐标原点的高度。“增量坐标”是相对于所选择的串联图形的高度。 f. XY 方向预留量：0.4。 XY 方向预留 0.4mm 作为精加工余量。
（不用理会），再单击指定长度按钮
，并输入长度 100，绘制出垂直中心线，点击 2）绘制正方形 ①改变主要层
，退出绘制任意直线命令。
在状态栏
的层别“1”改为层别“2”，并设置图层 2 的属性，
设置图层 2 颜色为黑色，线型为实线，线宽选用第二个宽度，其它采用默认设置。
②绘制底面正方形
单击菜单栏
→
或工具栏按钮 ，然后在坐标输入及捕捉栏的坐标
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图 1-114 所示图形。 至此，我们建立了此零件的 2D 模型，根据已
完成的二维外形图，就可以编制此零件的加工刀 具路径。一般为检验分析所画图形的正确性，需 要进行分析验证和标注尺寸，此处不再叙述。
6）保存
单击菜单栏
→
或工具栏按
钮 ，在“保存”文件对话框中输入文件名“二维铣 削零件”，回车，完成文件保存。
图 1-116 二维模型图
图 1-117 刀具路径操作窗口 20
（3）加工工艺分析 不管是手工编程还是计算机辅助编程，加工工艺都是必须关注的。Mastercam 软件的 CAM 工能主要是自动产生刀具路径，加工工艺还需要编程人员事先制定。图 1-101 所示的 零件图，毛坯是经过预先铣削加工过的规则合金铝材，尺寸为 96mm×96mm×50mm。 1）装夹方法 此零件毛坯规则，采用平口钳装夹。 2）设定毛坯尺寸 单击图 1-117 中“材料设置”，出现如图 1-118 所示对话框。设置参数如图所示，其余为 默认设置，单击确定按钮，设定好毛坯尺寸。单击工具栏中 按钮，将视角设为等角视图， 结果如图 1-119 所示，双点划线部分为毛坯外形。 3）刀具设定 点击图 1-117 或 1-118 中的“刀具设置”，进入刀具设置界面，选中“刀具路径设置”中的“按 顺序指定刀具号码”。