計算機輔助設計與制造（MasterCAM）實驗指導書南京農業大學工學院機械工程系機械設計教研室編目錄TOC\o"1-1"\h\z\u實驗一MasterCAM軟件環境與基本操作 1實驗二旋鈕零件的CAD建模 5實驗三旋鈕零件的CAM部分 22實驗四快餐盒凹模的建模與加工 36MasterCAM8.0上機指導書PAGE1實驗一MasterCAM軟件環境與基本操作一實驗目的1．熟悉MasterCAM軟件界面及運行環境的配置。2．熟悉二維圖繪制和編輯命令的操作。二實驗設備及簡介1.硬件要求PC電腦要求CPU為PIII450以上，內存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應有5G空間供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標器。具有標準鍵盤。2.軟件要求操作系統：Windows2000（或WindowsXP）。應用軟件：MasterCAM三實驗內容熟悉Creat菜單下二維繪圖命令的操作。熟悉Modify、Xform菜單下的圖形編輯命令的操作。用鼠標繪制和編輯點、直線、圓、圓弧、曲線等幾何曲線。四實驗步驟步驟1：上機，運行MasterCAMDesign模塊。工作窗口如圖1－1所示：圖1－1MasterCAM的工作窗口步驟2：熟悉Screen菜單下的Configure中各項設置。選擇ScreenConfigureAllocations如圖1-2所示圖1-2配置選擇ScreenConfigureTolerances如圖1-3所示圖1-3公差設置選擇ScreenConfigureScreen如圖1-4所示圖1-4屏幕設置其他設置，選擇Screen，如圖1-5所示圖1-5其他設置步驟3：熟悉Creat菜單下基本繪圖命令，主要為Point、Circle、Arc、Line、Spline、Rectangular、Ellispe、Text子菜單下的各項命令及選項。例如，點的輸入是MasterCAMCAD系統中最基本和最重要的指令之一，圖1－6為10種點的輸入方式。圖1－6點的輸入方式步驟4：熟悉Modify菜單下的各項命令，主要為Fillet、Trim、Break、Extend、Drag子菜單下的各項命令及選項。例如修剪幾何元素的方式如圖1－7所示。圖1－7幾何元素的修剪步驟5：熟悉Xform菜單下的各項命令，主要為Mirror、Rotate、Scale、ScaleXYZ、Translate、Offset、Ofsctour子菜單下的各項命令及選項。步驟6：練習繪制下列幾何圖形練習一練習二

實驗二旋鈕零件的CAD建模一實驗目的1．熟悉Cplane和Gview下各項設置，主要為3D、Top、Front、Side、Number、Entity、Rotate、Mouse的用法。2．理解Z向深度及設定方法。3．掌握三維線框圖形構建的思路和技巧。二實驗設備及簡介1.硬件要求PC電腦要求CPU為PIII450以上，內存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應有5G空間供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標器。具有標準鍵盤。2.軟件要求操作系統：Windows2000（或WindowsXP）。應用軟件：MasterCAM三實驗內容熟悉MasterCAM三維繪圖命令和操作，掌握三維線框模型的構建。建立如圖2－1所示的旋鈕線框模型。圖2－1旋鈕的三維線框模型四實驗步驟步驟1：打開MasterCAM,的MILL模塊，用虛線先畫出輔助線。設置線型：單擊會出現圖2－2所示對話框：圖2－2設置線型把線形設置為畫輔助線，使用create——>line命令：然后輸入點的坐標：（0，-18，15.7），把鼠標向上拉，直到足夠長的線段出現（線長須大于40），在左下角可以看到線的長度再畫水平線：輸入點的坐標(-8，0，15.7)，然后把它向右拉到足夠長（大于15）。輔助線就畫完了，用圖2－2的命令把線換回實線。步驟2：設置視圖方式為了學習和設計時可以很好的看到作圖過程的錯誤。我們把視圖分為兩個視圖，一個是根據需要的繪圖平面，一個是軸側視圖：出現如圖2－3所示的對話框：圖2－3Viewports設置單擊之后出現圖2－4所示界面，其中左右兩個視圖都可以作圖。圖2－4繪圖界面步驟3：鏡射（Mirror）再用水平線命令畫水平線，輸入點（0，-15.7，15.7）后，不按任何鍵，直接輸入長度5。完成了一條線段。現在要把這條線段做鏡射：完成對稱軸之后會出現下面對話框：選擇后，就把線段對稱復制過去了。步驟4：畫圓：輸入半徑為8，把鼠標移到左邊的繪圖區會有一個半徑為8的圓，跟隨鼠標移動，捕捉兩虛線的交點，點擊左鍵，即可。但是我們在軸側視圖上發現所畫圓的圓心不在兩虛線的交點上，而是在與兩虛線所在平面的另外一個平面上，如圖2－5所示：圖2－5錯誤的圓心位置這就是大家要注意的Z 深度，因為在MasterCAM的系統中，和AutoCAD，UG的系統一樣的，只能在XY平面畫圖，不在這平面上的，要通過XY平面的平移或旋轉。而MasterCAM是通過Z深度來限制的。單擊捕捉，選擇兩虛線的交點，此時，Z深度變為再用原來的方法:畫圓。正確結果如圖2－6所示。然后用繪制直線。圖2－6正確的圓心位置接下來將直線和圓圓滑過渡，連接的圓弧半徑為12.5出現半徑值的輸入框，輸入12.5。然后選擇上圖右視圖所示的兩個相切元素，此時出現很多個圓如圖2－7所示，選擇我們需要的圓。用同樣的方法或用鏡射，完成另一邊。圖2－7采用相切的方式畫圓步驟5：圖形修剪再用把圖形修剪為圖2－8所示。（具體過程可以自己揣摩一下）圖2－8修剪完后的圖形步驟6：旋轉構圖平面作圖我們以上圖所示為圓心，作半徑為5的圓。輸入半徑為5，捕捉圓心，后發現并非我們所需要的圓，如圖2－9所示。圖2－9構圖平面設置不正確導致圓的方位錯誤說明我們所在的構圖平面不是我們所需要的。那就要旋轉構圖平面：輸入90（繞X軸旋轉90度）后保存。還有一個注意的問題就是z深度為15.7。圖2－10是兩種不同Z深度畫出來的圓。圖2－10Z方向深度不同時畫出的圓在Z深度為15.7平面上作圖。作完后，使用之前已經用過的修剪（Trim）將圓的下半部分剪去，保留上半圓。步驟7：再把Z深度定為0，點擊，輸入0，回車之后繼續畫圓弧輸入半徑為3.5用同樣的方法繼續完成左邊的圓弧，這次用終點輸入半徑為3.5。輸入圓弧起始和結束時的角度步驟8：接著完成頂邊的弧。把右邊的弧旋轉90度，即可：具體操作步驟如下：之后。選擇旋轉點。完成之后會發現圖形不對。這是因為我們所選的繪圖平面不對，必須把構圖平面再次旋轉。我們之所以犯那么多錯誤多數是因為沒有留意Z深度和構圖平面，因此在我們構圖的時候要注意這類問題。現在把坐標旋轉回來。輸入-90度，把坐標系復原，我們用上面的命令再次旋轉。即可完成我們的圖形。步驟9：現在再把它旋轉，90度。Z深度為15.7。作一條垂直線，和半圓相交，然后再修剪。步驟10：我們再次把構圖平面旋轉回來，，-90度，新建如下圖所示的直線。其Z向深度為20.7，并保證線段足夠長。我們多次旋轉是為了讓讀者熟悉構圖平面的旋轉，如果較為熟悉了可以用四個快捷鍵。步驟11：用直線連接左右圓弧，Z深度定為19.2(可捕捉左或右圓弧的頂點)。單擊旋轉作圖坐標，畫一個半徑為12.24的圓，圓心在（0，30.715，0）。然后修剪。注意選擇物體的先后順序。完成后如圖2－11所示。圖2－11連接左右兩段圓弧步驟12：然后以圖2－11所示的起點繪制一條足夠長的水平線和一個圓，完成后的圖如圖2－12所示。圖2－12新建圓和直線步驟13：打斷和修剪對圖形進行修剪，先把圓打斷。然后選擇要打斷的物體，最后選擇打斷點就可以把物體打斷。完成后，刪除多余的弧。并修剪直線。完成后的圖形如圖2－13所示：圖2－13打斷并修剪圓弧和直線步驟14：再將直線和圓弧圓滑過渡，如圖2－14所示：圖2－14將直線和圓弧圓滑過渡步驟15：畫橢圓最后再畫橢圓就可以完成旋鈕的CAD部分了。輸入數值中，A為11/2，B為8.5/2。完成后我們發現橢圓位置不對，這是因為構圖平面的選擇有問題。如圖2－15所示。圖2－15橢圓構圖平面選擇錯誤單擊后，再畫橢圓，即可。現在我們就完成了旋鈕的CAD部分，最終結果如圖2－16所示。圖2－16旋鈕CAD部分的最終結果

實驗三旋鈕零件的CAM部分一實驗目的1．掌握用昆氏曲面在線框模型的基礎上直接構建曲面的方法。2．掌握用MasterCAM軟件自動生成加工路徑方法。二實驗設備及簡介1.硬件要求PC電腦要求CPU為PIII450以上，內存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應有5G空間供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標器。具有標準鍵盤。2.軟件要求操作系統：Windows2000（或WindowsXP）。應用軟件：MasterCAM三實驗內容在試驗二所建立的旋鈕線框模型的基礎上，用昆氏曲面直接構建曲面。生成如圖3－1所示的曲面模型。并用MasterCAM自動生成圖3－1所示模型的加工路徑。圖3－1由試驗二所建線框模型所生成的旋鈕曲面模型四試驗步驟步驟1：把視圖恢復為一個視圖步驟2：把圖形的各線段在各交點處打斷選擇上圖的各線段。全部打斷。步驟3：確定切削方向和截斷面方向昆氏曲面是把曲面分成若干個小曲面組成。每個小曲面叫綴面(patch)。要作昆氏曲面，必須確定兩個方向：切削方向(Alongcontours)和截斷面方向(acrosscontours)。注意：方向不同曲面的光滑程度也不一樣。我們確定切削方向和截斷面方向如圖3－2所示。圖3－2旋鈕模型的切削方向和截斷面方向各方向的綴面數如圖3－3～圖3－5所示。圖3－3切削方向綴面數：2，截斷面方向綴面數：1圖3－4切削方向綴面數：2，截斷面方向綴面數：2圖3－5切削方向綴面數：1，截斷面方向綴面數：1總結：綴面數=切削方向綴面數*截斷面方向綴面數。切削方向綴面數：就是切削方向是有多少個面組成的；截斷面方向綴面數：就是截斷面方向是有多少個面組成的。步驟4：完成昆氏（Coons）曲面依次選擇菜單：出現如下圖所示對話框：輸入正確的綴面數線條選擇順序如下圖所示：如下圖所示依次選擇切削方向的第二、第三條線：如下圖所示選擇截斷面方向的線段：線段選擇全部完成時，如下圖所示選擇Doit菜單。步驟5：在此基礎上繼續完成如下圖所示曲面：這一過程請同學自己完成，需要注意的是：有一個方向沒有線，是一個點，必須在下圖所示菜單中選擇Point然后把這個特征鏡像就可以得到下圖所示的模型了。步驟6：在面上挖一個橢圓依次按下列圖示操作完成后。選擇要保留的部分。在圖形上點擊一下就會出現一個小箭頭，如下圖所示：在不屬于橢圓的范圍內點擊一下，就會完成下圖所示模型步驟7：生成邊界曲線與昆氏（Coons）曲面此時，會在曲面的邊緣產生曲線。把曲線打斷，再與下圖所示的弧線做（2*2的）昆氏曲面。步驟8：完成分模面把文件視圖變為正視圖。畫一矩形。大小要比旋鈕大，如下圖所示：選擇如下圖所示的菜單，完成分模面。完成旋鈕模型如圖3-6所示圖3-6已完成的旋鈕模型步驟9：產生刀具路徑按下圖所示菜單操作如下圖對話框所示，確定各加工參數，主軸轉速設為1000。在刀庫里選擇刀具，如下圖所示：完成參數設置就可以自動生成加工的路徑。如下圖所示：此時就可以觀看模擬加工了。看看是否有干涉。

實驗四快餐盒凹模的建模與加工一實驗目的1．復習和掌握幾何建模方法。2．掌握刀具軌跡生成方法。3．掌握加工過程仿真和后置處理方法。二實驗設備及簡介1.硬件要求PC電腦要求CPU為PIII450以上，內存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應有5G空間供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標器。具有標準鍵盤。2.軟件要求操作系統：Windows2000（或WindowsXP）。應用軟件：MasterCAM三實驗內容通過如圖4－1所示快餐盒凹模的加工實例，介紹應用MasterCAM8.0系統進行幾何建模和數控加工編程的方法，并以此加深大家對基于CAD/CAM的數控自動編程的基本步驟的了解。圖4－1快餐盒凹模模型四試驗步驟步驟1：啟動MasterCAMMill系統。繪制零件俯視圖，如圖4－2所示。圖4－2零件俯視圖步驟2：生成零件線架圖將構圖面(Cplane)改為3D模式，視角（Gview）改為等角視圖（Isometric）模式，并按圖4－3所示對零件圖進行平移變換，生成零件的線架圖。平移與旋轉變換的方法是：選擇主功能菜單（MAINMENU）→轉換（Xform）→平移（Translate），進行平移操作。圖4－3零件線架圖步驟3：生成模具型面根據零件的線架模型，選擇合適的曲面設計方法，生成模具的型面。其中，零件的側面采用昆氏（Coons）曲面，其余的表面采用掃描（Swept）曲面，如圖4-4所示。圖4－4生成模具型面步驟4：著色檢驗生成的曲面可以通過著色來檢驗是否存在缺陷，如圖4-5所示。其步驟是：選擇主功能菜單（MAINMENU）→繪圖(Create)→屏幕（Screen）→曲面著色（Shade）,選擇所有曲面進行著色。圖4－5對模型進行著色檢驗步驟5：啟動刀具軌跡生成模塊啟動多重曲面外形銑削功能模塊，生成模具型面加工的刀具軌跡。其基本步驟是：=1\*GB3①選擇主功能菜單（MAINMENU）→刀具軌跡（Toolpaths）→曲面加工（surface）→粗加工（Rough）→平行銑削（Parallel）；=2\*GB3②選擇所需要加工的曲面，這里通過菜單依次選擇Cavity->A