基本介紹

Mastercam是美國CNC Software Inc.公司開發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM軟件。它集二維繪圖、三維實(shí)體造型、曲面設(shè)計(jì)、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑模擬及真實(shí)感模擬等多種功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型。Mastercam提供了設(shè)計(jì)零件外形所需的理想環(huán)境，其強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面零件。Mastercam9.0以上版本還有支持中文環(huán)境，而且價(jià)位適中，對(duì)廣大的中小企業(yè)來說是理想的選擇，是經(jīng)濟(jì)有效的全方位的軟件系統(tǒng)，是工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用的CAD/CAM系統(tǒng)。

Mastercam不但具有強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能，可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面零件，而且具有強(qiáng)大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀具路徑效驗(yàn)功能使Mastercam可模擬零件加工的整個(gè)過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查出刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況，真實(shí)反映加工過程中的實(shí)際情況，不愧為一優(yōu)秀的CAD/CAM軟件。同時(shí)Mastercam對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設(shè)計(jì)、CNC銑床、CNC車床或CNC線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果Mastercam軟件已被廣泛的應(yīng)用于通用機(jī)械、航空、船舶、軍工等行業(yè)的設(shè)計(jì)與NC加工，從80年代末起，我國就引進(jìn)了這一款著名的CAD/CAM軟件，為我國的制造業(yè)迅速崛起作出了巨大貢獻(xiàn)。

發(fā)展歷史

1984年美國CNC Software Inc.公司推出第一代Mastercam產(chǎn)品，這一軟件就以其強(qiáng)大的加工功能聞名于世。多年來該軟件在功能上不斷更新與完善，已被工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用。

2008年，CIMdata公司對(duì)CAM軟件行業(yè)的分析排名表明：Mastercam銷量再次排名世界第一，是CAD/CAM軟件行業(yè)持續(xù)11年銷量第一軟件巨頭。

Mastercam后續(xù)發(fā)行的版本對(duì)三軸和多軸功能做了大幅度的提升，包括三軸曲面加工和多軸刀具路徑。

2013年5月，推出Mastercam X7版本。

2015年5月，推出Mastercam X9版本。

2023年6月，推出Mastercam 2024版本。

其他版本

Mastercam X2版本

Mastercam X2是與微軟公司的Windows技術(shù)緊密結(jié)合，用戶界面更為友好，設(shè)計(jì)更加高效的版本。借助于Mastercam軟件，用戶可以方便快捷地完成從產(chǎn)品2D/3D外形設(shè)計(jì)、CNC編程到自動(dòng)生成NC代碼的整個(gè)工作流程，因此被廣泛應(yīng)用于模具制造、模型手板、機(jī)械加工、電子、汽車和航空等行業(yè)。Mastercam基于PC平臺(tái)，易學(xué)易用，具有較高性價(jià)比，是廣大中小企業(yè)的理想選擇，也是CNC編程初學(xué)者在入門時(shí)的首選軟件。

Mastercam包括CAD和CAM兩個(gè)部分，Master cam的CAD部分可以構(gòu)建2D平面圖形、構(gòu)建曲線、3D曲面和3D實(shí)體。CAM包括5大模塊：Mill、Lathe、Art、Wire和Router。

Mastercam X2具有全新的Windows操作界面，在刀路和傳輸方面更趨完善和強(qiáng)大，其功能特點(diǎn)如下：

（1）操作方面，采用了“窗口式操作”和“以對(duì)象為中心”的操作方式，使操作效率大幅度提高；

（2）設(shè)計(jì)方面，單體模式可以選擇“曲面邊界”選項(xiàng)，可動(dòng)態(tài)選取串連起始點(diǎn)，增加了工作坐標(biāo)系統(tǒng)WCS，而在實(shí)體管理器中，可以將曲面轉(zhuǎn)化成開放的薄片或封閉實(shí)體等；

（3）加工方面，在刀具路徑重新計(jì)算中，除了更改刀具直徑和刀角半徑需要重新計(jì)算外，其他參數(shù)并不需要更改。在打開文件時(shí)可選擇是否載入NCI資料，可以大大縮短讀取大文件的時(shí)間；

（4）Mastercam系統(tǒng)設(shè)有刀具庫及材料庫，能根據(jù)被加工工件材料及刀具規(guī)格尺寸自動(dòng)確定進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)；（5）Mastercam是一套以圖形驅(qū)動(dòng)的軟件，應(yīng)用廣泛，操作方便，而且它能同時(shí)提供適合國際上通用的各種數(shù)控系統(tǒng)的后置處理程序文件。以便將刀具路徑文件（NCI）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的CNC控制器上所使用的數(shù)控加工程序（NC代碼）。

CAD模塊

2.1　繪制點(diǎn)──Point　17

2.1.1　繪制位置點(diǎn)──Create Point Position　17

2.1.2　動(dòng)態(tài)繪制點(diǎn)──Create Point Dynamic　18

2.1.3　繪制參數(shù)式曲線節(jié)點(diǎn)──Create Point Node Points　18

2.1.4　繪制等分點(diǎn)──Create Point Segment　19

2.1.5　繪制幾何圖形端點(diǎn)──Create Point Endpoints　20

2.1.6　繪制小于指定半徑值的圓心點(diǎn)──Create Point Small Arcs　20

2.2　繪制線──Line　20

2.2.1　兩點(diǎn)繪線──Create Line Endpoint　21

2.2.2　繪制最近線──Create Line Closest　24

2.2.3　繪制分角線──Create Line Bisect　24

2.2.4　繪制法線──Create Line Perpendicular　25

2.2.5　繪制平行線──Create Line Parallel　26

2.3　繪制圓弧──Arc　27

2.3.1　邊界點(diǎn)繪制圓──Create Circle Edge Point　27

2.3.2　中心點(diǎn)繪制圓──Create Circle Center Point　28

2.3.3　繪制中心點(diǎn)極坐標(biāo)圓弧──Create Arc Polar　29

2.3.4　繪制端點(diǎn)極坐標(biāo)圓弧──Create Arc Polar Endpoints　30

2.3.5　兩點(diǎn)繪制圓弧──Create Arc Endpoints　30

2.3.6　三點(diǎn)繪制圓弧──Create Arc 3 Points　31

2.3.7　繪制切圓弧──Create Arc Tangent　31

2.4　繪制標(biāo)準(zhǔn)矩形──Create Rectangle　38

2.5　繪制變形矩形──Create Rectangular Shapes　40

2.6　繪制多邊形──Create Polygon　44

2.7　繪制橢圓──Create Ellipse　46

2.8　繪制旋繞線──Create Spiral　49

2.9　繪制螺旋線──Create Helix　51

2.10　繪制曲線──Spline　52

2.10.1　手動(dòng)繪制曲線──Create Manual Spline　53

2.10.2　自動(dòng)繪制曲線──Create Automatic Spline　53

2.10.3　轉(zhuǎn)換Spline曲線──Create Curves Spline　54

2.10.4　熔接曲線──Create Blended Spline　55

2.11　繪制圓角──Fillet　55

2.11.1　繪制單個(gè)圓角──Fillet Entities　56

2.11.2　繪制串連圓角──Fillet Chains　56

2.12　繪制倒角──Chamfer　56

2.12.1　繪制單個(gè)倒角──Chamfer Entities　57

2.12.2　繪制串連倒角──Chamfer Chains　57

2.13　繪制文字──Create Letters　58

2.14　繪制邊界框──Create Bounding Box　64

3.1　目標(biāo)選擇──Select　69

3.2　修剪/打斷/延伸幾何圖形──Trim/Break　73

3.2.1　修剪/打斷/延伸幾何圖形──Trim/Break　74

3.2.2　多物體修剪──Trim Many　77

3.2.3　相交處打斷幾何圖形──Break at Intersection　78

3.2.4　將幾何圖形打成多段──Break Many Pieces　78

3.2.5　將圖形標(biāo)注打斷成線──Break Drafting into Lines　79

3.2.6　將圓打成多段──Break Circles　79

3.2.7　圓弧修剪成圓──Close arc　80

3.3　連接幾何圖形──Join entities　80

3.4　修改曲線控制點(diǎn)──Modify NURBS　81

3.5　轉(zhuǎn)換NURBS曲線──Convert NURBS　82

3.6　曲線變弧──Simplify　82

3.7　設(shè)置曲面法向方向──Set Normal　83

3.8　修改曲面法向方向──Change Normal　84

3.9　刪除幾何圖形──Delete　85

4.1　移動(dòng)幾何圖形──Xform Translate　100

4.2　3D空間移動(dòng)幾何圖形──Xform Translate 3D　102

4.3　鏡像幾何圖形──Xform Mirror　105

4.4　旋轉(zhuǎn)幾何圖形──Xform Rotate　110

4.5　縮放幾何圖形──Xform Scale　113

4.6　偏移幾何圖形──Xform Offset　115

4.7　串連偏移幾何圖形──Xform Offset Contour　118

4.8　投影幾何圖形──Xform Project　122

4.9　陣列幾何圖形──Xform Rectangular Array　123

4.10　卷成圓筒──Xform Roll　125

4.11　動(dòng)態(tài)移動(dòng)幾何圖形──Xform Drag　129

4.12　轉(zhuǎn)換STL圖形文件──Xform STL　129

4.13　圖形排樣──Xform Geometry Nesting　129

5.1　尺寸標(biāo)注基礎(chǔ)　144

5.1.1　尺寸標(biāo)注的三要素　144

5.1.2　尺寸標(biāo)注的基本原則　144

5.2　尺寸標(biāo)注樣式設(shè)置──Drafting Options　146

5.2.1　尺寸屬性設(shè)置　146

5.2.2　尺寸文本設(shè)置　148

5.2.3　注解文本設(shè)置　152

5.2.4　尺寸線、尺寸界線和尺寸箭頭設(shè)置　153

5.2.5　其他設(shè)置　155

5.3　尺寸標(biāo)注──Dimension　158

5.3.1　水平標(biāo)注──Horizontal Dimension　158

5.3.2　垂直標(biāo)注──Vertical Dimension　159

5.3.3　平行標(biāo)注──Parallel Dimension　159

5.3.4　基線標(biāo)注──Baseline Dimension　160

5.3.5　連續(xù)標(biāo)注──Chained Dimension　161

5.3.6　角度標(biāo)注──Angular Dimension　161

5.3.7　圓標(biāo)注──Circular Dimension　162

5.3.8　法線標(biāo)注──Perpendicular Dimension　162

5.3.9　相切標(biāo)注──Tangent Dimension　163

5.3.10　坐標(biāo)標(biāo)注──Ordinate　163

5.3.11　點(diǎn)標(biāo)注──Point Dimension　168

5.3.12　尺寸公差標(biāo)注　168

5.4　尺寸編輯──Dimension Multi Edit　171

5.5　繪制尺寸界線及引線──Create Witness Line、Leader　171

5.6　創(chuàng)建注解──Create Note　172

5.7　圖案填充──Create X-Hatch　175

5.8　快速標(biāo)注──Smart Dimension　177

5.9　更新標(biāo)注──Regen　178

6.1　修改幾何圖形屬性　196

6.2　圖層管理　199

6.2.1　圖層簡(jiǎn)介　200

6.2.2　建立和控制圖層　200

7.1　構(gòu)圖面、Z深度及視圖　205

7.1.1　構(gòu)圖面設(shè)置　206

7.1.2　Z深度設(shè)置　209

7.1.3　視圖設(shè)置　210

7.2　線架構(gòu)　211

7.2.1　線架構(gòu)與曲面模型　211

7.2.2　線架構(gòu)實(shí)例設(shè)計(jì)　211

7.3　直紋/舉升曲面──Create Ruled/Lofted Surfaces　236

7.4　旋轉(zhuǎn)曲面──Create Revolved Surfaces　239

7.5　掃描曲面──Create Swept Surfaces　241

7.6　網(wǎng)格曲面──Create Net Surface　243

7.7　放式曲面──Create Fence Surface　247

7.8　牽引曲面 ........

CAM模塊

8.3　曲面粗加工

8.3.1　粗加工平行銑削加工

8.3.2　粗加工放射狀加工

8.3.3　粗加工投影加工

8.3.4　粗加工流線加工

8.3.5　粗加工等高外形加工

8.3.6　粗加工殘料加工

8.3.7　粗加工挖槽加工

8.3.8　粗加工鉆削式加工

8.4　曲面精加工

8.4.1　精加工平行銑削

8.4.2　精加工平行陡斜面

8.4.3　精加工放射狀

8.4.4　精加工投影加工

8.4.5　精加工流線加工

8.4.6　精加工等高外形

8.4.7　精加工淺平面加工

8.4.8　精加工交線清角加工

8.4.9　精加工殘料加工

8.4.10　精加工環(huán)繞等距加工

8.4.11　精加工混合加工　 8.5　線架構(gòu)加工

8.5.1　直紋曲面加工

8.5.2　旋轉(zhuǎn)曲面加工

8.5.3　2D掃描加工

8.5.4　3D掃描加工

8.5.5　昆式曲面

8.5.6　舉升加工

8.6　刀具路徑的修剪與轉(zhuǎn)換

8.6.1　刀具路徑的修剪

8.6.2　刀具路徑的轉(zhuǎn)換

競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展

業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)

Mastercam強(qiáng)項(xiàng)在數(shù)控加工，簡(jiǎn)單易用，產(chǎn)生的NC程序簡(jiǎn)單高效。主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有UG NX，Edgecam，WorkNC,Cimtron, Delcam（Powermill），PTC（Pro/NC），Space-e，CAMWORKS，HyperMILL等，與這些軟件相比，在2D加工方面有壓倒性優(yōu)勢(shì)；曲面方面，在簡(jiǎn)單規(guī)則類方面占優(yōu)勢(shì)；多軸曲面方面，在X3中引入了第三方的5軸多曲面加工，使其在通用數(shù)控加工中依然處于領(lǐng)先地位。

國內(nèi)發(fā)展前景

Mastercam對(duì)硬件的要求不高，在一般配置的計(jì)算機(jī)上就可以運(yùn)行，且操作靈活，界面友好，易學(xué)易用，適用于大多數(shù)用戶，能迅速地給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。另外，Mastercam相對(duì)其他同類軟件具有非常高的性價(jià)比。隨著我國加工制造業(yè)的崛起，Mastercam在中國的銷量，在全球的CAM市場(chǎng)份額雄居榜首，因此對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與加工人員來說，學(xué)習(xí)Mastercam是十分必要的。

特色功能

功能特色

Mastercam具有強(qiáng)勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。Mastercam提供了多種先進(jìn)的粗加工技術(shù)，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復(fù)雜的零件。Mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。

可靠的刀具路徑校驗(yàn)功能Mastercam可模擬零件加工的整個(gè)過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。

Mastercam提供400種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，比如常用的FANUC系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，編制專門的后置處理文件，編譯NCI文件經(jīng)后置處理后便可生成加工程序。

操作特點(diǎn)

使用Mastercam實(shí)現(xiàn)DNC加工，DNC（直接數(shù)控）是指用一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，其技術(shù)是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于本工件較大，處理的數(shù)據(jù)多，所生成的程序長，數(shù)控機(jī)床的磁泡存儲(chǔ)器已不能滿足程序量的要求，這樣就必須采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，將計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床連接起來。利用Mastercam的Communic功能進(jìn)行通訊，而不必考慮機(jī)床的內(nèi)存不足問題，經(jīng)大量的實(shí)踐，用Mastercam軟件編制復(fù)雜零件的加工程序極為方便，而且能對(duì)加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，真實(shí)反映加工過程中的實(shí)際情況。

曲面建模

曲面種類

使用曲面造型可以很好地表達(dá)和描述物體的形狀，曲面造型已廣泛地運(yùn)用與汽車、輪船、飛機(jī)機(jī)身和各種模具的設(shè)計(jì)和制造中。

曲面分三大類：

幾何圖形曲面：牽引曲面、旋轉(zhuǎn)曲面

自由型式曲面：昆氏曲面、直紋曲面、舉升曲面、掃描曲面

編輯過的曲面：補(bǔ)正曲面、修整延伸曲面、曲面倒圓角、曲面熔接

造型方式

1、舉升曲面（loft）和直紋曲面（ruled）

這兩種曲面構(gòu)建工程都是由截?cái)嗝嫱庑蔚捻樈觼懋a(chǎn)生一個(gè)曲面（surface）。舉升是用拋物線來順接，直紋則是用直線段來順接曲面的。

2、旋轉(zhuǎn)曲面（revolved）

旋轉(zhuǎn)曲面是由某一輪廓線繞某一軸線旋轉(zhuǎn)而形成的曲面。

其線架結(jié)構(gòu)僅由一段輪廓線和一旋轉(zhuǎn)軸線組成。

曲面構(gòu)建時(shí)，先要選定輪廓線，再選定旋轉(zhuǎn)軸，然后還需指定旋轉(zhuǎn)曲面形成的起始角度和終止角度。

3、掃描曲面（swept）

掃描曲面是將物體的斷面外形沿著一個(gè)或兩個(gè)軌跡曲線移動(dòng)，或是把兩個(gè)斷面外形沿著一個(gè)軌跡曲線移動(dòng)而得到的曲面。

4、昆氏曲面（coons）

是用定義一個(gè)個(gè)較小的綴面（patches）來產(chǎn)生的。

曲面構(gòu)建時(shí)要先定義沿著主切削方向（縱向Along）各綴面系列邊廓，再定義沿著橫斷面間歇進(jìn)刀方向（Across）各綴面邊廓，由此來確定綴面方向和綴面數(shù)量。

處理方法

5軸后處理

Mastercam9的5軸后處理包括2個(gè)文件，*.pst,*.psb;

查找*.pst

#Feed control settings進(jìn)給率設(shè)定

convert_rpd : 0 #Convert rapid to rapid feed

use_fr : 3 #Output feedrate

#0 - programmed feedrate使用程序中的進(jìn)給

#1 - inverse feedrate全用時(shí)間倒數(shù)進(jìn)給

#2 - inverse feedrate on 5 axis continuous有旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)后全時(shí)間倒數(shù)進(jìn)給

#3 - inverse feedrate on motion with rotary只在5旋轉(zhuǎn)軸中用時(shí)間倒數(shù)進(jìn)給

#Machine rotary routine settings機(jī)床類型

mtype : 0 #Machine type (Define base and rotation plane below)

#0 = Table/Table全工作臺(tái)動(dòng)

#1 = Tilt Head/Table主軸/工作臺(tái)

#2 = Head/Head主軸/主軸

#3 = Nutator Table/Table

#4 = Nutator Tilt Head/Table

#5 = Nutator Head/Head后三項(xiàng)為復(fù)合擺動(dòng)，兩旋轉(zhuǎn)軸不垂直，還有一參數(shù)

nut_ang_pri : -45

rotaxis1 = -vecx #Zero

rotdir1 = -vecy #Direction

這兩項(xiàng)設(shè)定第5的方向和零點(diǎn)，要根據(jù)機(jī)床

rotaxis2 = vecz #Zero

rotdir2 = -vecy #Direction

這兩項(xiàng)設(shè)定第4的方向和零點(diǎn)，要根據(jù)機(jī)床

use_tlength : 0 #Use tool length， read from tool overall length

#0=Use 'toollength' var, 1=Mastercam OAL, 2=Prompt

針對(duì)主軸/工作臺(tái)機(jī)床，主軸/主軸;如果機(jī)床不支持RTCP，選2，后處理時(shí)會(huì)要你輸入刀的擺長；

#Set the absolute angles for axis travel on secondary

sec_limlo : -110

sec_limhi : 110

#Set intermediate angle, in limits, for post to reposition machine

sec_intlo : -110

sec_inthi : 110

這兩項(xiàng)為次擺動(dòng)的最大最小值，一般要根據(jù)機(jī)床自行設(shè)定

其它還有一些小地方要設(shè)，根據(jù)實(shí)際情況；

主要缺點(diǎn)是很多低端5軸機(jī)不支持時(shí)間倒數(shù)進(jìn)給，這個(gè)后處理不知怎樣修改才能生成動(dòng)態(tài)進(jìn)給率，希望有人能解決。