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适读人群 :具备数控加工手工编程知识并希望掌握自动编程知识的新数控加工工作者. 《图解Mastercam 2017数控加工编程基础教程》图解Mastercam必备的CAD技能和技巧,帮助读者打好坚实的数控自动编程基础,详细讲解Mastercam2017 CAM操作技巧,可使读者快速融入数控加工行业,赠送练习文件迅速掌握技能,还可获得PPT课件以便随时学习。
内容简介
《图解Mastercam 2017数控加工编程基础教程》以Mastercam 2017为基础,围绕CAM应用讲解了CAD知识,内容包括二维图形的绘制与编辑、三维曲面与实体模型的创建与编辑、基于同步建模技术的建模功能选项卡中的功能等。Mastercam的CAM模块中,重点介绍了2D和3D数控铣削加工编程,以及数控车削加工编程等知识。读者通过本书的学习,能够达到掌握Mastercam 2017的数控加工自动编程技术,能够完成中等复杂程度零件的数控加工编程工作。为便于读者学习,提供练习文件光盘,同时提供配书PPT课件(联系QQ296447532获取)。
目录
前言
第1章 Mastercam入门1
1.1 初识Mastercam 2017—— 用户界面要点1
1.2 Mastercam 2017的通用设置与基本操作2
1.2.1 文件选项卡2
1.2.2 快速访问工具栏及其设置3
1.2.3 快捷菜单的设置4
1.2.4 操作管理器的相关设置6
1.2.5 图素的外观操控10
1.2.6 屏幕视图及其切换12
1.2.7 视图面板的设置12
本章小结13
第2章 二维图形的绘制与编辑操作要点14
2.1 概述14
2.2 二维图形绘图基础14
2.2.1 选择工具栏的操作14
2.2.2 快速选择按钮的操作16
2.2.3 动态坐标指针的操作17
2.2.4 图形属性的操作19
2.3 二维图形的绘制20
2.3.1 点的绘制20
2.3.2 直线的绘制23
2.3.3 圆与圆弧的绘制25
2.3.4 曲线的绘制27
2.3.5 基本形状的绘制28
2.3.6 图形的修剪31
2.4 二维图形的转换37
2.4.1 动态转换37
2.4.2 平移39
2.4.3 旋转41
2.4.4 移动到原点42
2.4.5 镜像42
2.4.6 图形阵列(矩形阵列与环形阵列)43
2.4.7 图形的拉伸44
2.4.8 图形的比例缩放46
2.5 二维图形绘制操作示例与练习图例46
2.5.1 操作示例47
2.5.2 练习图例54
本章小结55
第3章 三维曲面、实体建模与编辑要点56
3.1 概述56
3.1.1 三维模型简介56
3.1.2 三维模型造型基础56
3.2 三维曲面设计57
3.2.1 三维曲面功能选项卡简介57
3.2.2 基本曲面的创建58
3.2.3 常见曲面的创建59
3.2.4 曲面的编辑修剪69
3.3 三维实体的构建79
3.3.1 三维实体造型基础79
3.3.2 基本实体的创建80
3.3.3 常见实体的构建80
3.3.4 实体的修剪87
3.3.5 实体模型的准备与编辑98
3.3.6 实体模型创建示例与练习图例107
本章小结110
第4章 尺寸标注与编辑要点111
4.1 概述111
4.2 Mastercam的尺寸标注111
4.2.1 尺寸的组成111
4.2.2 “标注”功能选项卡112
4.2.3 尺寸标注的设置112
4.2.4 尺寸标注116
4.2.5 坐标标注119
4.3 注释功能121
4.3.1 注释121
4.3.2 引导线与延伸线122
4.3.3 剖面线122
4.4 其他标注功能122
4.5 图形标注示例123
本章小结123
第5章 Mastercam数控加工编程基础要点124
5.1 Mastercam数控加工编程的一般流程124
5.1.1 工艺规划与加工模型的准备124
5.1.2 加工编程模块的进入125
5.1.3 加工毛坯的设置126
5.1.4 加工策略的选择127
5.1.5 加工刀具的选择与设置128
5.1.6 共同参数设置131
5.1.7 参考点设置131
5.1.8 刀具轨迹的路径模拟与实体仿真132
5.1.9 后处理与NC程序的输出133
5.2 Mastercam数控加工编程示例135
本章小结141
第6章 2D铣削加工编程要点142
6.1 2D铣削加工特点与加工策略142
6.2 普通2D铣削加工编程143
6.2.1 外形铣削加工143
6.2.2 2D挖槽加工153
6.2.3 面铣加工160
6.2.4 键槽铣削加工163
6.2.5 2D雕铣加工165
6.3 动态2D铣削加工编程167
6.3.1 动态铣削加工167
6.3.2 动态外形铣削加工172
6.3.3 区域铣削加工175
6.3.4 剥铣加工178
6.3.5 熔接铣削加工183
6.4 孔加工编程185
6.4.1 钻孔加工186
6.4.2 全圆铣削加工189
6.4.3 螺旋铣孔加工191
6.4.4 孔加工综合举例193
本章小结195
第7章 3D铣削加工编程要点196
7.1 3D铣削加工基础、加工特点与加工策略196
7.2 3D铣削粗加工197
7.2.1 挖槽粗铣加工197
7.2.2 平行粗铣加工200
7.2.3 插削(钻削)粗铣加工202
7.2.4 优化动态粗铣加工203
7.2.5 区域粗铣加工207
7.2.6 多曲面挖槽粗铣加工209
7.2.7 投影粗铣加工210
7.3 3D铣削精加工211
7.3.1 等高铣削精加工211
7.3.2 环绕铣削精加工214
7.3.3 混合铣削精加工215
7.3.4 平行铣削精加工217
7.3.5 水平铣削精加工220
7.3.6 放射铣削精加工222
7.3.7 螺旋铣削精加工223
7.3.8 清角铣削精加工224
7.3.9 投影铣削精加工226
7.3.10 流线铣削精加工227
7.3.11 熔接铣削精加工228
7.3.12 传统等高铣削精加工229
本章小结230
第8章 数控车削自动编程要点231
8.1 数控车削加工基础231
8.2 粗车加工234
8.3 精车加工237
8.4 车端面加工238
8.5 沟槽车加工239
8.6 切断加工243
8.7 车螺纹加工244
8.8 车床钻孔加工246
8.9 车削加工综合示例247
8.10 其他车削加工策略简介250
本章小结253
参考文献254
前言/序言
前 言
Mastercam是美国CNC Software公司开发的基于个人计算机平台的CAD/CAM软件系统,具有二维几何图形设计、三维线框设计、曲面造型、实体造型等设计功能,可由零件图形或模型直接生成刀具路径、刀具路径模拟、加工实体仿真验证、可扩展的后置处理及较强的外界接口等功能。自动生成的数控加工程序能适应多种类型的数控机床,数控加工编程功能快捷方便,具有铣削、车削、线切割、雕铣加工等编程功能。
Mastercam自20世纪80年代推出至今,经历了三次较为明显的界面与版本变化,首先是V9.1版之前的产品,国内市场可见的有6.0、7.0、8.0、9.0等版本,该类版本的操作界面是左侧瀑布式菜单与上部布局工具栏形式的操作界面;其次是配套Windows XP版的X版风格界面,包括X、X2、X3…X9共九个版本,该类版本的操作界面类似Office 2003的界面风格,以上部布局的下拉菜单与丰富的工具栏及其工具按钮操作为主,配以鼠标右键快捷方式操作,这个时期的版本已开始与微软操作系统保持相似的风格,能更好地适应年轻一代的初学者;为了更好地适应Windows 7系统及其代表性的应用软件Office 2010的Ribbon风格功能区操作界面的出现,Mastercam开始第三次操作界面风格的改款,从Mastercam 2017开始推出以年代标记软件版本,具有Office 2010的Ribbon风格功能区操作界面的风格,标志着Mastercam软件已进入一个新时代。
Mastercam 2017的Ribbon风格界面特别适合年轻一代的初学者弯道超车,读者可紧随Mastercam 2017及其后续版本的变化而学习。由于Mastercam 2017界面的较大变化,即使是Mastercam的老用户,也有阅读本书的需要。
作为专业的加工编程软件,Mastercam 2017的CAM模块是其应用的必须,然而要想全面准确地理解与掌握Mastercam 2017,其CAD模块的学习也是必要的,为此本书围绕CAM应用讲解了CAD知识。
《图解Mastercam 2017数控加工编程基础教程》共分8章,第1~4章是CAD模块的内容,第5~8章是CAM模块的内容。作为初学者,建议从开始的CAD模块学起,重点学习与掌握二维图形的绘制与编辑、三维曲面与实体的创建与编辑和建模选项卡中的同步建模功能等。关于CAM模块,本书根据实际应用的特点,分2D铣削加工编程、3D铣削加工编程和数控车削加工编程等章节介绍。本书在内容取舍上,对于Mastercam 2017中新出现的功能介绍得略微详细,而之前版本介绍的较多知识则根据实际应用的重要程度而有所取舍地讲解。
关于《图解Mastercam 2017数控加工编程基础教程》的阅读学习,虽然也提供了主要的练习文件(见配书光盘),但是作者仍然希望尊重学习规律。从作者多年的教学与学习心得看,任何知识的学习必须从基础学起,循序渐进,注重实践,有一个逐渐进阶的过程。为此,本书的大部分练习图形与模型均给出了其几何参数,但还是建议读者尽可能不调用练习文件,而是自己亲自动手绘制二维图形。三维曲面与实体模型的学习则建议亲自从线框图绘制开始。这样一种学习方式,有利于融会贯通地系统掌握该软件的应用。第5~8章是CAM模块的学习,希望读者尽可能联系生产实际分析各种加工策略(即加工刀路),逐渐做到以应用驱动学习的方法。
《图解Mastercam 2017数控加工编程基础教程》在编写过程中得到南昌航空大学科技处、教务处、航空制造工程学院、工程训练中心,以及中航工业江西洪都航空工业集团有限公司等领导的关心和支持,得到南昌航空大学航空制造工程学院数控加工技术实验室和工程训练中心数控实训教学部等部门相关老师的指导和帮助,在此表示衷心的感谢!
感谢书后所列参考文献中作者资料的帮助,以及未能囊括进入参考文献的参考资料的作者,他们的资料为本书的编写提供了极大的帮助。
《图解Mastercam 2017数控加工编程基础教程》文稿表述虽经反复推敲与校对,但因编著者水平所限,书中难免存在不足和疏漏之处,敬请广大读者批评指正。
编著者
《数字工匠:机械制造的智慧之眼》 简介 在这个飞速发展的工业时代,精准、高效的机械制造是国家竞争力的核心体现。然而,冰冷的金属如何才能在数字指令的驱动下,转化为拥有精密线条与复杂曲面的艺术品?这背后,是技术与创意的融合,是经验与理论的交织。本书《数字工匠:机械制造的智慧之眼》正是为那些渴望洞悉机械制造奥秘,掌握先进制造技术精髓的学习者、从业者而量身打造。它并非一本孤立的软件操作手册,而是以一种更为宏观、更为深入的视角,剖析现代数控加工的核心理念、技术路径与实际应用,引领读者穿越层层迷雾,抵达智慧制造的前沿。 本书旨在构建一个坚实的理论基础,同时又不乏生动的实践引导。我们将从机械制造的哲学出发,探讨为何数控技术能够革命性地改变传统的加工模式;我们将深入理解CAM(计算机辅助制造)在整个产品生命周期中的关键作用,它不仅仅是指令的生成器,更是设计思想到实体产品的桥梁。本书将为您揭示CAM软件如何捕捉设计师的意图,并将其转化为机床能够理解的精准路径,从而实现复杂零件的高效、高精度加工。 核心理念与技术深度 本书不会停留在“点、线、面”的简单操作层面,而是将目光聚焦于数控加工背后的“为何”与“如何”。我们将深入探讨以下几个核心方面: 制造哲学的演进: 从经验主义的“师傅带徒弟”到科学化、数据化的现代制造,数控技术如何颠覆了原有的生产模式?我们将分析不同时代制造理念的变迁,以及CAM在其中扮演的催化剂角色。了解这些,有助于我们更深刻地理解数控加工的战略意义。 设计与制造的无缝对接: 现代产品设计日益复杂,传统的加工手段往往难以实现。本书将详细阐述CAD(计算机辅助设计)与CAM之间的联动关系,解析如何从三维模型出发,高效、智能地提取加工信息。我们将探讨参数化设计、曲面造型等先进设计理念如何为CAM编程提供基础,以及CAM如何反哺设计,实现设计与制造的迭代优化。 刀具路径的艺术与科学: 刀具路径的规划是CAM编程的核心,它直接关系到加工效率、零件精度、刀具寿命以及表面质量。本书将系统地梳理各类刀具路径的生成原理与适用场景,包括但不限于: 粗加工策略: 如何在高效率去除材料的同时,为后续精加工预留足够的余量?我们将分析等高线加工、区域清除、螺旋式加工等经典粗加工方法的优劣势,以及它们在不同几何形状零件上的应用技巧。 精加工策略: 如何在保证高精度的情况下,获得优异的表面质量?本书将深入剖析平行线加工、轮廓加工、三维补偿加工、流线加工等精加工方法的原理,以及如何根据零件特征选择最优的加工策略。 曲面加工的挑战与机遇: 复杂曲面零件是现代制造业的重点与难点。我们将详细讲解多轴联动加工的原理,以及在三轴、四轴、五轴加工环境下,如何针对曲面进行高效、高精度的编程。本书将特别关注曲面补偿、刀具轴控制、刀尖半径补偿等高级应用,帮助读者应对最棘手的加工难题。 特征识别与自动化编程: 随着技术的进步,CAM软件的智能化水平不断提高。本书将介绍特征识别技术,以及如何利用自动化编程工具,大幅提高编程效率,减少人为错误。 工艺仿真与优化: 在实际加工前进行充分的仿真,是避免昂贵错误的关键。本书将引导读者掌握CAM软件中的仿真功能,包括刀具路径仿真、碰撞检测、切削力模拟等。我们将分析如何通过仿真来优化切削参数、改进刀具路径、预测潜在问题,从而在“虚拟世界”中打磨出最完美的加工方案。 机床协同与后处理: CAM软件生成的刀具路径最终需要通过后处理器(Post Processor)转化为特定机床能够识别的G代码。本书将阐述后处理器的作用原理,介绍如何理解和配置后处理器,以确保生成的G代码与目标机床完美匹配。我们将探讨不同机床控制器的特性,以及如何在编程中充分发挥机床的性能。 材料与切削理论的融合: 成功的数控加工离不开对材料特性的深刻理解。本书将在CAM编程的语境下,穿插介绍不同金属材料(如铝合金、不锈钢、钛合金等)的切削性能,以及如何根据材料选择合适的刀具、切削速度、进给量和切削深度。我们将探讨切削力的产生机理,以及如何通过合理的刀具路径和切削参数来减小切削力,保护刀具,提升加工效率。 先进制造技术的展望: 随着工业4.0的浪潮,增材制造(3D打印)与减材制造(数控加工)的融合日益紧密。本书将对未来制造技术的发展趋势进行展望,探讨CAM在智能制造、个性化定制、数字化车间等新兴领域的应用前景。 本书的价值与读者受益 《数字工匠:机械制造的智慧之眼》并非一本单纯的软件教程,它更像是一本“思想的指南针”,帮助您理解数控加工背后的逻辑与原则。无论您是: 机械制造专业的学生: 本书将为您构建扎实的理论基础,帮助您从零开始,系统地掌握现代数控加工的核心技术,为未来的职业生涯打下坚实的基础。 数控编程的初学者: 本书将以循序渐进的方式,为您揭示CAM编程的奥秘,让您快速掌握从图纸到G代码的转化过程,成为一名合格的数控编程员。 经验丰富的技师与工程师: 本书将为您提供更深入的理论解析和更前沿的技术视野,帮助您突破现有技术瓶颈,掌握更高级的加工技巧,提升生产效率与产品质量。 对智能制造感兴趣的从业者: 本书将带您领略CAM在数字化、智能化制造中的关键作用,帮助您理解如何将先进的CAM技术应用于实际生产,推动企业转型升级。 本书强调的是“理解”而非“记忆”。我们鼓励读者在学习过程中,结合实际案例,勤于思考,勇于实践。通过对本书内容的深入学习与消化,您将能够: 独立完成各类零件的数控加工编程任务,无论是简单的二维零件,还是复杂的曲面零件。 精准选择和运用各类刀具路径策略,以达到最佳的加工效果。 深刻理解刀具、材料、切削参数之间的关系,并能灵活运用。 熟练运用CAM软件的仿真功能,有效避免加工过程中的潜在风险。 提升解决实际加工问题的能力,成为一名真正掌握“制造智慧”的数字工匠。 制造业的未来,属于那些能够驾驭数字技术,将创意变为现实的“数字工匠”。《数字工匠:机械制造的智慧之眼》正是您踏上这条道路的理想伙伴。让我们一起,用智慧的眼光,洞悉机械制造的无限可能!