MasterCAM 教程简略.docx
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MasterCAM教程简略
MasterCAMV9.0模块功能简介
第1章基础知识
MasterCAM系统是一套CAD/CAM集成软件,它包含以下主要功能:
(1)三维设计系统(design)
(2)铣削加工系统(mill)
(3)车、铣复合加工系统(lathe)
(4)线切割、激光加工系统(wire)
其中,三维设计系统是CAD功能模块,其它为CAM功能模块并包括三维设计系统。
1.2MasterCAMV9.0的铣削加工特点
1.2.1任务管理
1.2.2强大的零件造型功能
1.2.3刀具路径的相关性
1.2.4型腔铣、轮廓铣和点位加工
1.2.5强劲的曲面粗加工功能
1.2.6灵活的曲面精加工
1.2.7曲面修整加工
1.2.8多轴加工
1.2.9提高加工过程中走刀速度的方法
1.2.10加工参数管理及优化工具
1.2.11文件管理及数据交换
1.2.12易学易用
1.2.13系统配置要求
1.3MasterCAMV9.0工作界面
图1-1是.MasterCAMV9.0的Mill模块的窗口界面。
分五大部分:
绘图区、主菜单区、辅助菜单区、工具栏区、系统提示区,依Windows程序风格,还有标题栏,帮助栏。
第2章二维图形的构建
2.1点的构建
2.1.1指定位置
选取“C绘图”→“P点”→“P指定位置”弹出图2-4抓点方式菜单。
该菜单的各项功能如表2-1所示。
实例如图2-6所示。
通过键盘直接输入坐标来绘制点,单击键盘“-”、“.”、“X”、“Y”、“Z”或任意一个数字健,在系统提示区会出现输入对话框如图2-5所示:
图2-5输入对话框
例如:
“X23Y33”表示X坐标为23,Y坐标为33。
如果不输入X,Y,则坐标之间要用“,”分隔,如“23,33,43” 。
注意:
输入坐标时,刚才输入的坐标是(20,30,40),现在要输入(50,30,40),则只要在输入对话框中输入“50”就可以了,如果要输入的是(20,50,40),则在输入对话框中输入“,50”就可以了,同样如果要输入的是(20,30,50),则在输入对话框中输入“,50”就可以了,在输入对话框中允许使用“+” ,“-” ,“*” ,“/”与括号,如(-50,3*4,66)。
2.1.2等分绘点
可以在选取的线条(直线,曲线,圆弧,样条曲线)上生成一系列等距离的点。
等距离不是指两点间的直线相等,而是两点间的曲线长度一致。
选取“C绘图”→“P点”→“A等分绘点”。
选取要等分的线条,在提示区输入点的数目,回车后,选取的线条上产生一系列的点。
实例如图2-7所示。
2.1.3曲线节点
可以在参数型样条曲线的节点处生成点。
这些点不会随参数型样条曲线的修改而改变点的位置,如果选取的线条不是参数型样条曲线,则系统会提示重新选取参数型样条曲线。
2.1.4动态绘点
可以沿选取的图素用鼠标的移动动态的生成需要点。
该图素可以是直线,曲线,圆弧,样条曲线,实体。
2.1.5指定长度
可以在选取的线条(直线,曲线,圆弧,样条曲线)上生成一个与靠近选取点的端点有一定距离的点。
2.1.6剖切点
可以在选取的一条或多条线条(直线,曲线,圆弧,样条曲线)上生成与指定平面的交点。
该平面称剖切平面。
2.1.7投影至曲面
可以生成一个已有的点在一个或多个平面、曲面、实体面上的投影点。
投影时可以选取投影于构图平面或沿曲面的法线方向投影。
2.2直线的构建
2.2.1水平线
在当前构图面上生成和工作坐标系X轴平行的线段。
2.2.2垂直线
在当前构图面上生成和工作坐标系Y轴平行的线段。
2.2.3任意线段
由两个任意点生成一条直线。
这两个点可以用鼠标选取,也可以用键盘输入坐标,可以生成一条三维直线。
2.2.4连续线
连接多个任意点生成一条连续折线。
每个点可以用鼠标选取,也可以用键盘输入,可以生成一条三维连续折线。
2.2.5极坐标线
由极坐标的形式生成一条直线。
2.2.6切线
生成与一弧或多弧相切的切线。
(一)、角度方式。
(二)、两弧方式。
(三)、圆外点方式。
2.2.7法线
生成一条与已知线条(直线,曲线,圆弧,样条曲线)相垂直的线。
(一)、经过一点方式。
(二)、与圆相切方式。
2.2.8平行线
生成与已知直线平行的直线。
(一)、方向/距离方式。
(二)、经过一点方式。
(三)、与圆相切方式。
2.2.9分角线
生成两相交直线的角平分线,或在两平行直线中间生成一条平行线。
2.2.10连近距线
生成直线、曲线、圆弧、样条曲线与点、直线、曲线、圆弧、样条曲线之间的最近距离连线。
选取的第一个图素可以为直线、曲线、圆弧、样条曲线,选取的第二个图素可以是点、直线、曲线、圆弧、样条曲线。
2.3圆弧的构建
共有9种绘圆弧模式。
2.3.1极坐标
指定圆心点、半径、起始角度、终止角度来生成一个圆弧或指定起始(终止)点、半径、起始角度、终止角度来生成一个圆弧。
圆心点方式任意角度方式起始点方式终止点方式
2.3.2两点画弧
指定圆周上的两个端点和圆弧半径来生成一个圆弧。
2.3.3三点画弧
指定不在同一条直线上的三个点来生成一个圆弧。
2.3.4切弧
生成与已知的直线或圆弧相切的圆弧。
(一)、1切一物体
(二)、2切二物体(三)、3切三物体
(四)、C中心线(五)、P切圆外点(六)、Y动态绘弧
2.3.5两点画圆
选取或指定直径上的两个点生成一个圆。
2.3.6三点画圆
选取或指定圆周上的三个点来生成一个圆。
2.3.7点半径圆
指定圆心与半径来生成一个圆。
2.3.8点直径圆
指定圆心与半径来生成一个圆。
2.3.9点边界圆
选取或指定圆心点及圆周上一点来生成一个圆。
2.4倒圆角
倒圆角的功能是使两条或多条相交直线产生不同直径的圆角。
2.5曲线的构建
直接生成曲线或利用已知点来生成曲线,包括SPLINE曲线或NURBS曲线。
SPLINE曲线可以视作一条有弹性的强力橡皮,通过在其上各点加上重量使其经过指定位置,点两侧的曲线有相同的斜率和曲率。
而NURBS(Non-UniformRational B-Spline)曲线可以视作比SPLINE曲线更加光滑的曲线,可以通过移动它的控制点来编辑NURBS曲线,适用于设计模具模型的外形与复杂曲面的轮廓曲线。
如汽车表面轮廓曲线。
(一)、M手动输入方式构建曲线
选取主菜单上的“C绘图”→“S曲线”→“M手动输入”。
选取曲线经过的一系列点,选取完成后按ESC键退出。
实例如图所示。
(二)、A自动选取方式构建曲线
(三)、E端点状态曲线
(四)、C转成曲线
(五)、B熔接曲线
2.6矩形的构建
2.7倒角的构建
2.8文字的构建
2.9插入图形
2.10椭圆的构建
2.11多边形的构建
2.12边界盒的构建
2.13螺旋线/螺旋
第三章几何图形的编辑和尺寸标注
3.1删除
删除已经构建好的图素。
表3-1删除菜单功能描述
C串连
使用串连选择的方式选择需要删除的一组连续图素
W窗选
使用视窗选择的方式选择需要删除的图素
E区域
使用区域选择(面积串连)的方式选择需要删除的图素
O仅某个图素
指定删除某类别中的某个图素。
A所有的
删除所有的图素或某类别中的所有的图素
G群组
删除指定群组图素
R结果
删除经过前一次转换后成为结果的图素
D重复图素
删除重复的图素
U回复删除
恢复被删除的图素
(一)串连选择
将相交的若干图素沿某种方向连成一串。
串连方式可以定义起点和终点,还可以指定串连方向。
(二)窗选
表3-2窗选菜单功能描述
R矩形
使用鼠标以两点式拖拉出矩形窗口选取图素
P多边形
使用多边形窗口选择图素
N视窗内
完全在窗口内的图素将被选取
T范围内
窗口内的图素及与窗口相交的图素将被选取
I相交物
只要和窗口相交的图素都会被选取
U范围外
窗口外的图素及窗口相交的图素都会被选取
O视窗外
完全在窗口外的图素都会被选取
M限定图素
限制选取的图素类型。
S选项过滤
视窗选择参数设定
(三)区域
(四)仅某图素
(五)所有的
(六)群组
(七)结果
(八)重复图素
(九)回复删除
表3-3回复已删除菜单功能
单一图素
恢复前一个刚被删除的图素
指定图素
恢复前面指定数目被删除的图素
所有图素
最大可能恢复所有的被删除的图素
3.2修整
选取如图3-11主菜单上的“M修整”或按功能键F7,弹出修整菜单,
表3-4修整菜单功能描述
F倒圆角
绘制圆角
T修剪
修剪用延伸线条
B打断
将一条完整的线断开成两段或多段
J连接
连接断开的直线或圆弧
N曲面法向
可以改变曲面法线的方向
NURUBS控制
可以修改NURBS曲线或曲面的控制点
转成NURUBS
把非NURBS图素转换为NURBS曲线
E延伸
将图素(包括线、圆弧、曲线和曲面)延伸一定的长度
D动态移位
动态地移动或者复制图素到指定的位置
A曲线变弧
将绘出的曲线转换成圆弧
3.2.1倒圆角
选取主菜单上的“M修整”→“F倒圆角”与选取主菜单上的“C绘图”→“F倒圆角”,功能是一致的,请参看第二章。
3.2.2修剪
选取主菜单上的“M修整”→“T修剪”弹出如图3-13修剪菜单。
表3-5修剪菜单功能描述
1单一物体
修剪一个图素。
(图3-14)
2两个物体
同时修剪两个图素到它们的交点(图3-15)
3三个物体
同时修剪三个图素到交点。
(图3-16)
T到某一点
修剪或延伸图素到某一点(图3-17)
M多物修剪
同时修剪多个图素。
(图3-18)
C回复全圆
将圆弧变回整圆
D分割物体
剪掉两边界中间部分图素(图3-19)
U修整曲面
对曲面进行修剪(将在后面的章节叙述)
修剪一个图素实例分割物体实例
3.2.3打断
选取主菜单上的“M修整”→“B打断”弹出如图3-20打断菜单,打断菜单功能描述如下表3-6所示。
在MASTERCAM中,圆默认在零度方向断开,并且在打断时不会像AUTOCAD一样自动修剪图素。
3.2.4连接
选取主菜单上的“M修整”→“J连接”。
该功能主要用于将打断的图素在断点处重新连接,也可以将有相同属性的图素相连。
但要注意以下几点:
1)不能连接NURBS曲线。
2)一般只有共线的线段、同心和同半径的圆弧、同一图素的曲线,才能很好地连接在一起。
否则会出现出错提示。
3.2.5曲面法向
曲面法向功能可以改变曲面法线的方向。
取主菜单上的“M修整”→“N曲面法向”弹出如图3-27曲面法向菜单,曲面法向菜单功能描述如下表3-7所示。
可以直接选择曲面,根据参数选择循环方式,再根据需要选择某个参数,以便达到修改效果。
3.2.6NURBS控制点
可以修改NURBS曲线或曲面的控制点,以便更加灵活地修改NURBS图素。
3.2.7转成NURBS
转成NURBS功能可以把非NURBS图素转换为NURBS曲线。
3.2.8延伸
选取主菜单上的“M修整”→“E延伸”弹出如图3-30延伸菜单,延伸菜单功能描述如下表3-9所示。
延伸功能是将图素(包括线、圆弧、曲线和曲面)延伸一定的长度。
表3-9延伸菜单功能描述
L指定长度
用指定的长度延伸图素。
延伸曲线时应确保靠近其端点延伸。
U曲面
沿曲面的边界将曲面延伸一定距离。
详见后面的章节叙述。
3.2.9动态移位
动态移位功能是动态地移动或者复制图素到指定的位置,让在指令完成前就能看见指令的结果。
表3-11动态移位对话框功能描述
操作
选择是移动还是复制图素
移位参数
在动态移位时按+/-键,可旋转或平移相应数值。
平移
将图素平移
旋转
将图素旋转
拉伸
拉伸图素
3.2.10曲线变弧
3.3转换
选取如图3-37主菜单上的“X转换”弹出如图3-38转换菜单,转换菜单功能描述如下表3-13所示。
转换指令是Mastercam非常有用的编辑功能,用来改变图素的位置、方向和大小。
转换功能共同的参数及概念:
群组和结果。
我们使用了某个转换指令时,我们需要选择一些图素,该图素被确认选择后会被系统作为一个群组,当我们使用该转换指令后,群组图素会被转换到新的位置,这时该群组图素会被系统作为结果。
其中群组会被系统默认为红色,结果会被系统默认为紫色。
在绘图区只能有一个群组和一个结果。
大家可以使用“S屏幕”→“I清除颜色”的操作清除群组和结果的颜色,使其返回原来的颜色。
这样也同时清除了系统指定的群组和结果。
3.3.1镜像功能
该功能是在当前的构图面上以某一轴线为镜子反射图素。
表3-14镜像功能菜单描述
X轴
以构图面的x轴作为镜射轴线
Y轴
以构图面的Y轴作为镜射轴线
L任意线
以所选取的任意直线作为镜射轴线
2两点
以所选取的两点的连线作为镜射轴线
3.3.2旋转
该功能是在当前的构图面上以某一点为中心,对选定的图素按给定角度进行旋转。
表3-16旋转对话框描述
处理方式
移动
旋转后将原有图素删除
复制
旋转后将原有图素保留
连接
旋转后将原有图素保留并将相对应的图素用直线进行连接
使用构图属性
确定新图素是否使用当前设置的图层、线型和颜色
次数
旋转后新生成的图形数目
旋转角度
相邻图形间的旋转角度
3.3.3比例缩放
该功能对选定的图素按给定的比例进行缩放。
3.3.4投影(压扁)
该功能对选定的图素投影到指定的平面。
3.3.5平移
该功能可以得到一个或多个与原图素平行的相同图素。
表3-17平移菜单描述
R直角坐标
用直角坐标(X、Y、Z)确定平移的方向和距离
P极坐标
用极坐标方法确定平移的方向和距离
B两点间
通过选取的两个点来确定平移的方向和距离
V两视角间
在两构图面之间转换图素
3.3.6补偿(偏移)
该功能可以将线条向指定的方向偏移给定的距离。
表3-18补偿(偏移)对话框描述
处理方式
移动
补偿(偏移)后将原有图素删除
复制
补偿(偏移)后将原有图素保留
使用构图属性
新图素是否使用当前设置的图层、线型和颜色
次数
补偿(偏移)后新生成的图形数目
补偿(偏移)距离
给定补偿(偏移)距离
线段的容差
控制曲线与理想状态的接近程度
最大深度差
决定拐角处曲线连接的精密程度
折角
控制补偿(偏移)时的允许角度
3.3.6串连补偿
该功能可以将多条首尾相接的线条组成的封闭轮廓沿指定的方向偏移给定的距离。
表3-19串连补偿(偏移)对话框描述
转角设定
不走圆角
补偿时保留原有串联图素的转角
<135度
串联图素转角处角度小于135度时,补偿时进行圆弧过渡
全走圆角
补偿时对所有的转角进行圆弧过渡
补偿
左补偿
确定补偿方向为串联图素箭头的左边
右补偿
确定补偿方向为串联图素箭头的右边
3.3.7排样
该功能用于冲裁条料时,为了省料而对冲裁件进行的合理放置方法。
3.3.8移动(牵移)
该功能用于将一个框架形的图形拉伸成其它形状。
3.3.8缠绕
该功能可以将一根线条卷成圈,如同工厂中加工弹簧一样。
当然在卷好后也可以重新展开成为线条。
3.4二维绘图综合实例
第4章曲面的构建
4.1曲面构建环境
4.1.1MasterCAM的坐标系统
MasterCAM的作图环境有两种坐标系,即系统坐标系和工作坐标系。
系统坐标系是Mastercam中固定不变的的坐标系,满足右手法则,如图4-1所示。
工作坐标系(WorkCoordinateSystem)是用户在设置构图平面时所建立的坐标系。
为使工作方便,MasterCAM中在不同的场合使用了特定的坐标显示系统,而这些坐标显示系统有什么不同,均必须有一个基准的坐标系来描述,或者说供参照用,这个坐标系就是工作坐标系(WCS)。
不同的情况,工作坐标系的显示不一样。
在顶面观察(俯视)时如图4-2,Z轴的正方向垂直屏幕指向用户。
Z(中指)Y
Y(食指)
X(大拇指)X
图4–1系统坐标系图4–2工作坐标系
点击“WCS坐标:
T”,会弹出“视角管理”对话框。
对话框中目前所列出的是系统已定义了的各个视角,序号是1、2到8,以后你自己可以新建视角并命名,命名的视角也可以在对话框中显示出来。
4.1.2构图平面和图形视角
在MasterCAM中引入构图平面的概念是为了将复杂的三维绘图简化为简单的二维绘图。
构图平面是用户当前要使用的绘图平面,与工作坐标系平行。
设置好构图平面后,则所绘制的图形都在构图平面上,如构图平面设置为俯视图,则所绘制的图形就产生在平行于俯视图的构图面上。
图形视角的设置是用来观察三维图形在某一视角的投影视图,图形视角表示的是当前屏幕上图形的观察角度,但用户所绘制的图形不受当前视角的影响,而是由构图平面与工作深度来确定。
4.1.3工作深度
工作深度是用户绘制出的图形所处的三维深度,是用户设置的工作坐标系中的Z轴坐标。
通过工作深度的设置可使用户在二维图形中绘制出具备三维Z轴深度的图形。
设置方法:
点击次功能表中“Z”,直接从键盘输入数值或从屏幕上选取已存在的点来设定工作深度。
Z轴深度指的是第三轴的深度,如构图面为前视图时,Z轴深度是指Y轴的深度。
4.2三维线框模型
三维线框模型是以物体的边界来定义物体,其体现的是物体的轮廓特征或物体的横断面特征。
三维线框模型不能直接用于产生三维曲面刀具路径。
MasterCAM的曲面造型通常需要事先绘制好三维线框模型,然后在此模型的基础上构建出曲面。
三维线框模型是物体的抽象表示,它的构建是MasterCAM进行曲面和实体造型的基础,没有一个事先构建好的线框模型就不能很好地进行曲面和实体的构建。
在三维线框模型的构建中要灵活地运用构图平面、工作深度和图形视角的设置,并且还要在三维空间中比较好的应用图形的转换。
下面通过几个实例进行说明。
一、直纹曲面三维线框模型的构建实例
二.昆氏曲面三维线框模型的构建实例
三.线框图形的三维空间转换
1.准备好图4–11所示三维线框模型
本例将对其进行镜像、旋转、平移等操作。
2.设置图层名字
图4–18图层管理员对话框
3.镜像操作
图4–20镜像后的结果
图4–21前视图构图面
中的X、Y轴的指向
图4–22在前视图构图面中
选取Y轴进行镜像的结果
4.旋转操作
图4–23旋转前图形图4–24旋转对话框
图4–25旋转后的结果图4–26侧视图构图面以
P2点旋转后的结果
5.平移操作
图4–28平移设置对话框
4.3构建曲面
4.3.1曲面的基本概念和分类
曲面是用数学方程式来定义物体表面的形状表现,一个曲面包含有多个段面(sections)或缀面(patches),它们熔接在一起而形成一个图素。
使用曲面造型可以很好地表达和描述物体的形状,曲面造型已广泛地运用于汽车、轮船和飞机机身以及各种模具和模型的设计和造型中。
曲面可分为三大类型,即几何图形曲面、自由型式曲面和编辑过的曲面。
几何图形曲面具有固定的几何形状,是用直线、圆弧、平滑曲线等图素所产生的,例如:
球体、圆锥、圆柱、以及牵引曲面、旋转曲面和实体曲面等。
自由型式的曲面不是特定的几何图形,通常根据直线和曲线来决定其形状。
这些曲面需要复杂而难度高的曲面技术,如昆氏曲面、直纹曲面、举升曲面、扫描曲面等。
编辑过的曲面是由编辑已有的曲面而产生的,如补正曲面、修整延伸曲面、曲面倒圆角、曲面熔接等。
MasterCAM的曲面类型如表4-1所示。
曲面型式
说明
应用
几
何
图
形
曲
面
牵引曲面
断面形状沿着直线笔直地拉升而形成的曲面,此直线由长度和角度来定义
用于构建圆锥、圆柱、有拔模角度的模型等
旋转曲面
断面形状绕着轴或某一直线旋转而形成的曲面
用于构建回转体模型
实体曲面
直接构建圆柱、圆锥、立方体、圆球、圆环的曲面,并且为封闭的曲面模型
直接构建基本曲面
自
由
型
式
曲
面
昆氏曲面
将一些缀面熔接而形成的曲面,此缀面是由四条相连的曲线所形成的封闭区域
用于当曲面是由一组缀面形成的时候
直纹曲面
在两个或另个以上的直线或曲线之间笔直地拉出相连的直线而形成的曲面
用于曲面要添满两个或两个以上的曲线的时候
举升曲面
通过一组横断面曲线形成的曲面
当曲面通过两个及以上曲线,以抛物线的方式来熔接的时候
扫描曲面
将断面外形沿着一个或两个轨迹曲线移动,或是把两个断面外形沿着一个轨迹曲线移动而得到的曲面
用于通过曲面控制断面的形状或用断面外形沿着曲线平移或旋转的情况
编
辑
过
的
曲
面
补正曲面
按指定的补正距离把所选取的曲面沿着曲面的法线方向偏距而产生的另一张曲面
用于将原始曲面偏距得到新的曲面的情况
修剪延伸曲面
由修剪某一既有的曲面之间与其相切的横断面而产生的曲面
用于重新定义边界曲面的时候
曲面倒圆角
由构建在两个曲面之间与其相切的横断面而产生的曲面
用于模型需要有平滑的角落,避免尖角的时候
曲面熔接
熔接两个原始曲面而形成一个相切于它们的曲面
用于熔接两个曲面的情况
4.3.2直纹、举升曲面
直纹、举升曲面是有两个或两个以上的外形以熔接的方式而形成的一个曲面,其中直纹曲面以直线的方式熔接,而举升曲面以抛物线的方式熔接。
一、两个外形的直纹曲面构建实例
二、三个及三个以上外形的举升曲面的构建
注意:
①如果构建三个外形的直纹曲面,其与举升曲面的区别是直纹曲面以直线形式连接各个外形,而举升曲面以抛物线形式进行连接。
②在构建曲面时请注意外形的选取次序,如果选取圆1,再选圆3,最后是矩形2。
③为了保证曲面连接的正确,需要对某些外形图素进行打断处理。
④外形要光滑,要避免尖角,否则会出现曲线的锐角部分将被忽略,请按【Enter】键继续。
4.3.3昆氏曲面
昆氏曲面是用四条边界曲线定义,由许多缀面组合而形成的一张曲面。
昆氏曲面的构建有两种方法,即自动选取和手动选取。
自动选取可能因为分歧点太多,以至于不能顺利地构建昆氏曲面,故在实际操作中一般选择手动选取的方法。
在建立昆氏曲面之前,首先要明确切削方向、截断方向和缀面数的设置。
当设置好一个方向为切削方向后,则另一个方向为截断方向。
在一个开放的模式中,切削方向和截断方向可以任意替换;但在一个闭合的模式中,切削方向只能为闭合的环绕方向,于之相交的方向才为截断方向。
一、开放模式昆氏曲面的构建
二、闭合模式昆氏曲面的构建
4.3.4旋转曲面
旋
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