MasterCAM在数控编程教学中的应用

曹世忠

（山西省工业管理学校，山西 太原 030012）

0 引 言

目前，机械制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。数字控制技术与数控机床，给机械制造业带来了巨大的变化。数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。新世纪机械制造业的竞争，其实就是数控技术的竞争。基于数控技术在机械制造业的重要性，国内中职学校均陆续在机械类专业开设了数控相关课程。但由于教学条件的限制，许多学校大部分时间传授理论知识，而不能有效地将理论付诸于实践。很多学校培养出来的学生毕业后走上工作岗位不能很快地独立完成在数控技术方面的工作任务，因此，如何改善和提高数控专业课程的教学效果，使学生能学有所练、学用结合，是数控专业教学工作面临的一个难题。在学校的数控教学中，学生如何能够编制正确的数控程序，在进入数控实训基地实训之前能够掌握基本的加工和操作常识一直是教学中的难点，MasterCAM的CAD/CAM功能刚好能够解决这个问题。学生利用MasterCAM在计算机上进行CAD绘图和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、实体验证、后处理，这些功能对学生掌握数控加工工艺，程序编制以及体验实际操作情景起到了非常重要的作用。学生通过软件的学习，有效提高了学习兴趣和数控编程能力。MasterCAM的具体功能及应用主要有以下几个方面。

1 利用MasterCAM进行程序识读、校验和有效提高手工编程能力

数控程序的手工编制是计算机自动数控编程的基础，利用MasterCAM软件进行数控加工自动编程最终也还要经过后置处理转换成NC程序代码。对于中职学生而言，要想能够正确识别软件生成的NC程序，必须有扎实的手工编程基础。但数控指令枯燥、不易记忆，编写的程序在理论教学中又得不到加工验证，学生无法得知程序的正确性，从而导致学生的学习兴趣不高，手工编程实际效果较差，提高缓慢，同时，对同一零件编程，不同学生编写的程序会有多种，老师批改作业、检查学生掌握情况也较为繁琐和困难，因此要使学生的手工编程能力有效提高，利用MasterCAM软件生成的程序来让学生识读并校验，是让学生熟悉并掌握NC程序手工编制基本原理的一个重要途径。学生只要识读NC代码，通过加工轨迹校验,NC程序的结果就能够非常直观地仿真，进而可以非常直观地理解NC程序的每一个指令的具体动作和含义，有效提高手工编程能力[1]。

2 利用MasterCAM软件设置工艺参数有效提高工艺编制能力

MasterCAM软件有着强大的工艺编制功能，它与学生在数控专业课程中关于工艺方面的知识完全一致。学生在MasterCAM软件中若想编制一个合格的加工程序，必须综合运用所学过的如《机械制造基础》、《数控加工工艺》、《数控编程》等课程的相关知识，选择合适的加工工艺方法，安排零件的加工工序，确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数后，该系统便自动计算出机加工余量，并动态显示出相应加工所对应的不同加工表面的刀位轨迹和机床代码，省去了人为编制NC程序的烦恼。该过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，使学生觉得之前所学的知识不再孤立、枯燥，在Mas⁃terCAM软件的学习中达到了融汇贯通。并在计算机上变得生动、形象起来，巩固了学生加工工艺方面的知识，提高了数控教学的效果，有效提高了学生的工艺编制能力。

3 利用MasterCAM软件对刀具轨迹进行模拟仿真

MasterCAM特有的模拟仿真功能，可以进行三维真实感动态仿真加工，每个学生都可以利用软件进行模拟加工，省时间、省材料、省设备。在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀、撞刀等情况，刀位计算是否正确。加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工前后的结果，学生明白了不同的刀位轨迹，其加工结果有很大的差异。事实上，加工刀具轨迹定义的合理与否，与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度有密切的关系。学生可以发挥自己的创造性和综合能力，对不满意的加工结果重新进行工艺参数确定或重新定义刀位轨迹，实现虚拟设计与虚拟加工，形象而生动地理解实际加工过程，进而验证学生的工艺正确性[2]。

4 利用MasterCA M软件控制机床进行实际加工

前面三项内容均是在软件中实现的，虽然很形象、直观，但学生仍较难将NC程序和实际的机床加工联系起来，对数控加工程序的理解还是停留在理论阶段。机床真实加工的感性认识不足，实际操作能力的训练环节必须要在机床上进行，因此，在学生已掌握一定操作基础和NC程序编制的前提下，让学生将利用MasterCAM软件生成的零件NC程序通过数据接口传至数控机床，控制机床进行加工。在这个过程中，NC程序、数控系统、MasterCAM软件的数据接口起了非常重要的作用。作为中职学生，必须熟练掌握数控编程、数据通讯、接口技术等专业基础知识，才能真正掌握数控加工的基础技能。

5 总 结

以上就是MasterCAM软件在数控编程教学的几点具体应用，通过该软件的合理使用，可有效提高数控专业的教学质量，希望对数控编程教学效果的提高能够有所帮助。

[1] 严烈.Mastercam9应用基础教程[M].北京:冶金工业出版社,2003.

[2] 何伟,刘滨,陈海洲.Mastercam基础与应用教程[M].北京:机械工业出版社,2005.