浅谈MasterCAM软件的雕刻加工

引言：本文系统的介绍了mastercam软件加工所用文字模型的建立，详细讨论了基于软件的多种雕刻方式和实现方法。

随着科技的发展，计算机技术的日益成熟，MasterCAM软件雕刻加工技术得到普遍应用。但在实际应用中还有许多方面亟待提高，笔者通过多年经验总结了几点MasterCAM软件的应用经验，希望对业内同行有所帮助。

MasterCAM 是目前国内外工业企业广泛使用的CAD/CAM集成软件，以PC为平台，在Windows视窗环境下使用。MasterCAM v9版本包含Design--设计模块、Mill--铣削模块、Lathe--车削模块、Wire--线切割模块。文字功能明显加强，新功能MasterCAM系统字体的出现便利了使用者。最显著的改善是添加了很多切削方式，可以处理2- 5轴数控铣削加工编程，建雕刻模型，用适合的处理手段可以产生不同的文字雕刻的效果。在雕刻中的产品实践加工中，使用小直径的刀具加工可能使刀具折断，进给量应该很小，为使切削线速度足够快，主轴旋转速度一定要很高，所以要使用高速加工中心，使刀具产生上万转的转速。工艺具体如下：大区域与小区域区要区别对待，粗加工时要使用大直径的刀具削去多余的部分，再选择小直径的刀具进行精加工。下文将引用实际案例进行讲解。

一、建立加工所用文字模型

MasterCAM中文字定义由圆弧、线、NURBS曲线组成。单击“CreateNext menuLetters”文字建立对话框弹出。包含字体、字号、定位方式及以某一直径圆建立环形文字等参数。选字体、定位方式、大小后编辑文本文件，点击确定后，二维文字建立成功。如果要建立实体文字，可以在建立二维文字前提下用投影、拉伸等手段处理。但要注意，文字建立时局部不便加工，应考虑技术要求、刀具、机床条件选择文字字体，不便加工部位修整局部。

二、线形、凹凸型、曲面型雕刻的实现方法

（一）线形雕刻法

先行设定轮廓线，然后按照指定轮廓的边际进行雕刻，与Mastercam中的外形铣削相似，但要将刀具中心设置在轮廓线上，雕刻后的轮廓大小与所用刀具的直径大小成正比，根据设计要求，在雕刻作业前，先要按设计需要来挑选符合要求的刀具。

（1）线形文字建立：选择主菜单里的“CreateNext menuLetters”，文字建立对话框弹出。在此对话框中可设置字体及其定位方式、大小，然后输入文本内容，点击确定，二维线形文字就建立成功了，如“65 4 3 2 1”。

（2）作业解析：在主菜单中选择“ToolpathsContour”，连接方式选择为窗选（Windows），框选择“6 5 4 3 2 1”，单击DONE，出现刀具路径参数对话框，然后在空白处点击右键，加入一把直径为？5的中心钻。 接着点击“contour parameters”。将“compensation type”（补偿类型）设为“off”，depth设为0.2，点击“确定”即完成刀具路径的生成。接着点击“operations”。点“verify”，即可对加工路径进行模拟。重新点击“operations”，再点击“post”。点击“ok”出现对话框，将文件名改为“线性雕刻”，点击保存。出现加工程序。将加工程序改为与机床一致的格式。

（3）技术深入探讨：Mastercam中的外形铣削是一般在下刀所在位置以外，刀具以用任意角度下降至工件侧面，然后通过对进退刀方式的应用，达到切入要求。注意：雕刻时需要从工件中间着手，垂直将刀具插入材料中进行雕刻，垂直下刀时刀具受力不要太用力，如此以来在线形雕刻时，刀具要选择垂直吃刀能力强的，而且Z轴下刀时进给量要尽量给小一些，约为80-100mm/min。

（二）凸凹型雕刻

通过对凸凹型雕刻方法的研究，我们发现挖的如果为文字图形材料，则加雕刻后文字凸起，反之则呈凹进状。

（1）模型的建立：找到主菜单中“CreateNext menuLetters”选项，并单击，将字体设为黑体，尺寸50毫米、定位方式设定为水平，输入“昌”，点击确定。

（2）凹型处理加工：通过寻找ToolpathsPocket选项，选择串连方式为窗选（Windows），框选“昌”，选择刀具路径的搜索点，点击DONE，刀路参数对话框出现。

（3）模拟仿真：点“verify”，即可对加工路径进行模拟。

（4）技术探讨：由于在凸凹型雕刻中选挖槽加工方法，雕刻时可选以下两种方法：1斜插式；2螺旋式，这样能够保护刀具，延长使用寿命。

（5）凸型文字加工：凸型加工方法可以参照上述凹型加工法，需要在边缘预留位置，也就是挖除文字和边界间的材料。其他加工方式可以参照上文所述你的凹型加工法。

（6）凹凸雕刻作业会产生大量残料，经常使用下述方法规避残料问题：①切削间距的百分比（Stepover）改小；②挖槽走刀方式改变；③刀具直径改变；④上述方法如果都不管用，就要考虑使用残料加工方法了。

（三）曲面型文字雕刻分析

（1）模型说明：在一个内圆弧面上加工一个警示箭头，在圆弧面上等深度。首先采用I-DEAS软件建立模型，保存为IGES格式，然后导入到Mastercam软件内。

（2）仿真模拟。

（3）数控程序：点击“operations”。点击“post”，弹出一个对话框，点“ok”，把文件名改为“曲面型文字雕刻”。

（4）加工处理方法：在主菜单中找到ToolpathsSurface选项，考虑设计要求选合适的雕刻方法，粗加工选择曲面挖槽加工方式，选择平行铣削加工方式做半精加工和精加工，按照高速加工中心加工参数设定各参数进行雕刻。

参考文献

[1]吴长德.Mastercam 9.0 系统学习与实训.机械工业出版社，2003.

[2]戴向国，于复生，刘雪梅.Mastercam 9.0数控加工基础教程.人民邮电出版社，2004.

（作者单位：许昌烟草机械有限责任公司）