0 引言

    Mastercam是美国CNC软件公司开发的CAD/CAM集成化软件，基于PC平台、支持中文环境、它把图形设计功能(CAD)和辅助制造功能(CAM)有机地结合在一起，操作灵活，易学易用，运行稳定，刀路模拟真实可见，以其强大的加工功能闻名于世。尤其擅长二维轮廓、三维曲面、孔加工，是目前我国加工领域应用最多的软件之一。

    目前应用最广泛的机械设计自动化软件有NX、Solid Edge、Pro/E、Solidworks等，这些软件简单易学，容易掌握，尤其以具有真正的特征造型功能而深受用户的欢迎，因培训或应用环境的不同而拥有各自不同的用户群。

    充分利用Mastercam强大的加工优势，结合其它优秀建模软件的造型功能实现零件的数控编程，是一个行之有效的加工方案，可大大提高产品的设计质量，缩短生产周期，降低生产成本，促进制造技术的发展。

    Mastercam实现其他CAD模型文件数控加工的一般步骤是先选用其他优秀的建模软件建好模型，然后导入到Mastercam中，Mastercam对模型文件进行坐标分析、图形空间方位转换等来调整坐标原点位置和方向，再根据该零件的形状和结构，进行面铣、外形铣、挖槽等二维铣削和三维曲面粗精加工如图1所示。然而在这一过程中往往会出现导入的模型不显现、线架构轮廓不可选无法进行二维轮廓加工等问题。针对Mastercam实现其它CAD模型文件数控加工中出现的重要问题，本文将结合应用实际，给出简单可靠行之有效的解决方法。

    图1 Mastercam实现其它CAD模型文件数控加工的一般步骤

1 Mastercam导入其他CAD模型文件

    Mastercam有着非常强大的文件转换功能，具有大量的文件转换选项。比如SolidWorks Files[*.SLDPRT]、Pro/E Files[*.PRT，*.ASM]、AutoCAD Files[*.DWG，*.DXF]、IGES Files[*.IGS，*.IGES]、Solid Edge Files[*PAR，*PSM]等十几种，几乎囊括了目前市场中所有的机械CAD软件所生成的文件。文件转换器和Mastercam程序集成在一起，不需要执行特别的命令，只要在打开文件时选择相应的文件类型即可。在实施过程中，笔者发现这种方法不可靠，常常达不到预期的效果。即软件虽然已经提示文件已导入，但是在Mastercam界面中却得不到图形图像。笔者经过大量的实践，找到两个可靠的途径能够实现在Mastercam中顺利导入CAD模型文件。现介绍如下：

    1.1 方法一

    第一步：把CAD模型文件导入成Mastercam软件格式

    运行Mastercam软件，选择【File】（文件）/【Import diretory】（输入文件目录）命令，系统将弹出相应的对话框。在Imort form files of type（导入文件类型）下拉列表中选择相应的所属软件文件类型，在From this directory（来自文件类型）下选择要导入的文件夹所在的目录，在To this directory（导入到文件目录）下选择一个根目录或文件夹，选好后单击【导入】按钮Import。Mastercam软件就会将把要导入的模型文件导入到选定的位置下并转换成Mastercam软件格式。

    第二步：打开刚导入的零件CAD模型文件

    选择【File】/【Open】，弹出对话框，选择模型文件所在的路径，单击对话框中的打开按钮，打开附盘上的文件，文件即可导入，效果如图2所示。

    图2 导入的CAD模型效果图

1.2 方法二：将CAD模型保存为IGES格式再导入Mastercam

    其他建模软件建立好模型后将此文件保存为IGES格式，需要注意的是保存的文件名称应选择英文字母表示，若用中文名字保存，在Mastercam中依然打不开。然后运行Mastlercam软件，使用打开文件命令，选择IGES格式的文件类型点击刚才建立的文件即可。

    比较方法一和方法二很容易发现方法二操作过程更为简单可靠，而且NX、Pro/E、SolidWorks等建模软件均支持输出ICES格式文件。因此仅需将其它建模软件建立的CAD模型以IGES格式保存，Mastercam再打开IGES格式文件，即可轻松实现其它CAD模型文件的导入。

2 Mastercam导入其他CAD模型文件后曲面、坐标和空间方向分析

    2.1 曲面分析

    Mastercam导入IGES格式文件后，点击【Shaped】（实体化）命令会发现有些模型出现了丢失部分面的现象，如图3a所示。在进行大量实践检验后，笔者发现在建模软件中只有运用“回转”、“扫描”、“放样”等命令完成的图形会出现丢失面的现象，其他命令产生的图形则不会出现此类问题。对于这个问题，笔者的解决方案是建模软件在运用这些命令建立曲面时，将形成的曲面再执行一次“曲面缝合”命令即可保证面的完整。如图3b所示为执行曲面缝合命令后导入的完整模型。

    图3a 导入后的模型图出现丢失面的问题

    图3b 执行曲面缝合命令后导入的完整模型

    2.2 坐标及空间方向平移和转换

    用户在使用其他软件建模时，一般不会考虑加工时工件坐标原点的放置问题，所以Mastercam导入的模型很可能出现设计零点与加工原点不重台或视图方位不一致的问题。选择【Analyze】（分析）/【Analyze Position】（分析位置）命令可以完成坐标原点的测量问题。

    位置分析如果显示设计零点与加工原点不重合，运行【Xform】（转换）/【Xform Translate】（转换平移）命令按照提示一步步操作即可达成意愿。如果再遇到空间方位不一致的情况，执行【Xform Translate 3D】（3D空间移动几何图形）或镜像、旋转、缩放几何图形命令即可。

3 Mastercam导入其他CAD模型文件后实现2D和3D铣削加工

    3.1 2D铣削加工

    数控铣床是一种三维的机床，除了曲面，其他的零件大多数都可以用二维图形表示，2D铣削加工中多数刀路路径要求对几何图形进行封闭串联，如外形铣削、挖槽铣削，雕刻加工等。但是Mastercam导入IGES格式文件后，在Mastercam界面中得到的却是一个能产生曲面模型的线架构如图2所示，而组成线架构的几何元素（点，线、圆弧，曲线等）呈现灰色不能编辑，需要找到一种方法将其“激活”才能应用。在其它建模软件中均有借用前面特征边线绘制后面特征截面的功能，如Solidworks中的【转换实体引用】功能，能将已建立的草图或部分曲线在后建的草图中真实完整的“copy”下来。同样，在Mastercam中也有这么一个类似的功能：用户只需点中所需加工的二维轮廓所在的面，再点击【Create】/【Curve】/【Create Curve on All Edges】命令即可将点中的线架构面上的线段激活，如图4a所示。

    图4a 激话后的线架构

    图4b 需要铣削的串联轮廓图形及分析

    将激活的线段经过删减处理保留需要铣削的轮廓线，而且加上原点与实际图形相符。如此操作得到的轮廓线段也有可能会在相交处被打断。用户运行串联分析【Analyze Chain】命令可以分析串联激活图形的参数，若串联几何图形存在串联错误，系统将在每个串联起点显示串联错误，并可以设置在错误的区域创建新的几何图形，串联分析结果对话框如图4b所示。

    Mastefcam二维铣削加工包括外形铣削、挖槽，钻孔、面铣削、雕刻等加工路径。不同模组加工的几何模型和参数各不相同。用户根据需要选取合适的加工模组。

  3.2 3D曲面铣削加工

    丢失面的问题已经解决，对图形的位置和方位也已调整完毕，就可进入3D曲面刀具路径创建阶段和NC程序的产生。3D曲面加工分曲面粗加工和精加工两种。粗加工有Parallel（平行粗加工）、Radial（放射粗加工）、Project（投影粗加工）、Flowline（流线粗加工）、Contour（等高线粗加工）等8个加工模组。曲面精加工系统中有11个加工模组。用户可根据不同零件的具体情况选用不同的模组。

4 应用

    本文以Mastercam导入SolidWorks软件建立的CAD模型文件为例，详细阐述这一方法的简便可靠可行。

    1)运行SolidWorks软件建立椭圆旋钮型腔模模型如图5所示，注意在建模形成回转面后应用【曲面缝合】命令对回转面进行缝合。

    图5 选用SolidWorks软件建立椭圆旋钮型腔模摸型

    2)保存CAD模型时选择IGES格式，命名为英文名称tyxn.IGE，存放在英文名称的文件夹ty中（文件夹名称和路径用户可自定义）；

    3)运行Mastercam软件，选择【File】/【Open】，弹出对话框，在文件类型选项中选择IGES格式即可找到tyxn.IGE模型文件，单击对话框中的打开按钮，文件即可导入。

    4)点击【shaped】命令，出现实体模型。观察模型没有出现丢失面问题。

    5)选择【Analyze】（分析），【AnalyzePosiiion】（分析位置）命令发现工件原点与加工原点不重台，需要在Z轴方向向下平移40mm，选择【Xform】（转换）/【Xform Translate】（转换平移）命令完成平移。

    6)选择串联分折【Anaiyze Chain】发现在3处有断点，启动【Line】指令，补全轮廓，得到完整的可完成串联的二维轮廓。

    7)本图形的加工工艺是先进行二维挖槽(Pocket)加工，再进行三维实体曲面平行粗精加工。刀具路径显示如图6所示。

    图6a 2D挖槽加工刀具路径模拟

    图6b 2D挖槽加工结束模拟效果

    图6c 3D曲面平行粗加工刀具路径模拟

5 结束语

    本文详述了Mastercam导入其它CAD模型文件实现零件的数控编程的方法和步骤，针对在导入和实施加工过程中出现的典型问题，给出了切实可行的解决办法。结果表明，无需复杂的模型转换，复杂的数据系统和复杂的操作过程，即可实现设计到加工的一体化技术，大大提高产品的设计质量，缩短生产周期，降低生产成本，促进制造技术的发展。