数控加工技术已广泛应用于制造业， 其中数控铣削是零件的主要加工方法。对于简单的零件，通常采用手工编程的方法，但大多数模具往往都需要加工比较复杂的文字或者曲面， 要加工这样的文字，手工编程是难以完成的，除了使用一些专业的雕刻软件之外，MasterCAM 软件编程可以轻松完成。
MasterCAM 软件是美国CNCwSoftware 公司开发的基于PC平台的CAD／CAM 系统，由于其诞生的较早且功能齐全，它操作灵活，易学易用，适用于大多数学生掌握。特别是在CNC 编程上快捷方便，因此有很高的市场占有率。正因为其应用广泛，很多企业培训部门、社会培训机构、教育部门劳动部门都开展了各种形式的培训教育， 特别是技工学校和高职高专院校甚至将其列为正式课程学习了。熟练掌握该软件及其相应关联知识的人都是当前市场所需的热门人才。
本文以文字的建模和加工过程为例， 就如何灵活运用MasterCAM进行机械设计和加工进行了初步探讨。
1 在Mastercam 系统中建立模型
MasterCam 具有二维和三维的建模功能。可以运用design建模，也可以根据加工的要求使用不同的模块建模。MasterCam软件具有较好的数据交换功能，可以转换多种格式的文件，二维和三维图形都可以在Master—Cam 中直接绘制，也可以在Auto-CAD、CAXA、UG、Pro／E 等软件上绘制后再转换到MasterCam中使用。如在进行手动零件的建模时，先绘制出零件的二维和三维模型，通过实体Solids
2 在Mastercam 系统中设置合适的模型工艺
在完成模型的建立之后，学生进入工艺参数设置。选择合适的加工工艺，安排零件的加工工序，进而确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数。具体步骤：
2.1 毛坯设定：指设置当前的工件参数，包括工件类型的选择、工件尺寸的设置和工件原点的设置。在工件类型的选择中，Mastercam 系统的界面中提供了具体操作的指示(见图1)，即以根据毛坯的形状选择矩形(Rectan．gular)或者圆柱形(Cylindrica1)，也可以直接选择实体，即通过选择File(文件)从一个STL 文件中输入毛坯形状，或者是通过Display(显示)选项显示工件。
2.2 材料设置：工件材料设置的正确与否直接影响机床主轴的转速、进给速度等加工参数。工件的材料设置包括材料的选择和材料的定义。通过选取刀具路径，材料管理命令进入“材料选择”对话框，选择需要的材料(见图1)。一般可以从标准的材料库(包含高速钢、碳钢、铝、涂钛材料、陶瓷材料等常用加工材料)中进行材料的选取。如果遇到特殊材料，可以通过设置材料的各个参数来定义新的材料。
2.3 零件投影外形粗加工刀具路径确定在零件建模完成和工艺分析完成之后， 就根据零件的要求选择毛坯和工件坐标原点(对称图形一般选取工件的中心作为工件坐标系原点)，并进行各种工艺参数设定，工艺参数的设定包括刀具参数的设置及铣削加工参数的设置， 刀具参数的设置包括刀具编号、刀具直径、刀柄直径以及刀具有效切削刃长度等，铣削加工参数的设置包括安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削用量等，挖槽还包括铣削方式的设置，从而得到零件加工的刀具路径。在这样计算机操作形象生动的教学优势下，学生通过设置工艺参数、定义零件的加工工艺，可以把孤立、枯燥的数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，在数控技术课程中达到融汇贯通，这样既巩固了加工工艺方面的知识， 又强化了利Mastercam 系统数控教学的效果。
3 路径模拟及实体检测
零件的刀具加工路径设置完成之后，利用MasterCAM 软件提供的零件加工模拟的过程， 可以检验前面设置的各种工艺参数是否合理， 在零件的实际加工中是否存在干涉以及实际零件是否符合设计要求。这样可以在实际生产中省去试铣的过程，可降低材耗，提高生产效率。零件可以合理设置刀具路径及加工参数。具体操作在主功能区单击0perations 命令，将出现OperationManager 窗口。选择Poserations 命令， 将出现OperationManager窗口。选择Post 按钮后出现PostProssing 窗口，选中SaveNCFile 可选框，点击OK 输出NC 代码，铣削程序生成后，可按Verify 按钮，显示立体毛坯，这样就可模拟加工了。经过计算机模拟加工，可增大实际加工的把握性,还可以利用软件生成刀具路径图。
4 生成数控指令代码
经过验证确认刀具路径准确无误后， 将刀具路径进行后置处理，生成NC 程序，这些程序经过适当的修改后可通过传输线传给数控铣床，数控铣床应用该程序进行零件加工。
5 利用Mastercam 系统将刀具轨迹转换至数控机床的实际加工
Mastercam 系统提供了多种多样的机床设备。主要包括Mill(铣床)、Lathe(车床)和Router(线切割激光机床)三种。其中铣床模块可以用来生成铣削加工刀具路径，还可以进行外形铣削、型腔加工、钻孔加工、平面加工、曲面加工等模拟操作；车床模块可以用来生成车削加工刀具路径，还可以进行粗／精车、切槽以及车螺纹的加工模拟。由于在具体加工过程中，同一步刀具路径中有时走直线，有时走圆弧或者曲线，有时还要走空刀，如何在模拟的时候就考虑到这些问题，从而优化加工程序，提高加工效率，就成了考验学生能力的关键。前面所做的工作均是在计算机上进行的，有了这些做基础，学生就可以将零件的NC 程序通过数据接口传至数控机床，控制机床进行加工。在这个过程中，不同的数控系统所使用的NC 程序语言格式是不同的，学生要根据机床数控系统的不同类型来选择相应的后处理器。
总之，通过以上例子，可以对MasterCam／Mill 编程有一个大体的认识，其流程为：(1)创建基本图形；(2)根据零件工艺流程设置刀具和加工参数，得到刀具路径；(3)检查刀具路径以及模拟加工过程；(4)进行后置处理，生成有效的数控程序文件；（5）转换至数控机床的实际加工。
(审核编辑: 智汇胡妮)
