总 结
机械教研室
郑 红
Mastercam讲稿
刀具路径的相关性
? Mastercam系统中, 型腔铣削, 轮廓
铣削和点位加工的刀具路径与被加工
零件的模型是相关一致的 。 当零件几
何 模 型 或 加 工 参 数 修 改 后,
Mastercam能迅速准确地更新相应的
刀具路径,无需重新设计刀具路径 。
利用上述功能, 可把常用的加工方法
及加工参数存储于数据库中, 生成操
作库, 提高工作效率 。
? 实际加工之前, 从操作库中选取相
似的加工方法, 对其编辑修改, 使
其适合当前的任务 。 这样可以大大
提高数控程序设计效率及计算的自
动化程度 。 例如, 数据库中已存储
有一系列的点位加工方法 （ 包括工
序, 刀具, 加工参数等 ）, 若要钻,
铰, 攻丝一组孔, 就可以从库中选
取相似的加工方法, 适当修改后,
直接加工 。
关于刀具路径的任务管理器
? Mastercam的任务管理器 (Operations
Manager)把同一加工任务的各项操
作集中在一起 。 管理器的界面很简
练, 清晰地列出了与当前任务相关
的各个方面 。 如零件的几何模型,
加工使用的刀具以及加工参数等 。
在管理器内, 很容易生成刀具路径,
编辑, 校验刀具路径也很方便 。 在
不同的工序之间很容易拷贝和粘贴
加工参数, 刀具路径, 刀具定义 。
1．打开刀具路径管理器的目录树
2．查看和修改各项加工参数,
3．编辑刀具,
4．重新选择加工面,
在完成改动后，需执行, 重新计算,
5．实体验证时验证参数的设置,
6.操作演示。
关于后处理
在 CAM中完成刀具路径的编制和操作后，一
定要执行后处理，其作用是将 NCI（刀具路径）
文件）转换为指定机床的 NC加工程序。因机
床不同．系统不同，会出现所用指令体系的
差异，故在执行后处理时要注意选用正确的
后处理程式。留意更改后处理程式的方法。
送数指令可在执行后处理的同时进行。
Mastercam的总结
? 强大的零件造型功能
? Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境, 其
强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线, 曲面零件 。
它的图形界面明快简练, 菜单结构层次清晰, 图标,
热键方便灵活, 易学易用 。 它的视窗功能简练, 可开
设多种形式的窗口, 能从不同的方位观察设计 。 它的
分析功能实用, 可分析实体的所有属性 。 以下是
Mastercam设计功能的概要,
? 能用多种方法生成直线, 圆弧, 曲线和曲面等 2D或
3D实体 。
? 能快速生成各种形状的 NURBS曲面和 Parametric曲面 。
? 强大的零件造型功能
? 可用熔接曲面 （ Blending） 解决复杂零件设计中遇到的各
种造型问题, 如三个曲面间导圆角, 多曲面间光滑过渡等 。
? 具有灵活的曲面倒圆角功能 （ Fillet） 。 可作等半径, 变半
径等多种形式的圆角过渡 。
? 自动计算零件的分模线 （ Parting line） 。 设计模具很方便 。
? 可快速变换曲线, 曲面等实体 。 如平移, 镜像, 旋转, 等
距等等 。
? Mastercam的曲线, 曲面编辑功能准确可靠, 如打断, 修剪,
延伸等 。 确保设计的零件准确无误 。
? 可在三维零件模型上标注尺寸及注释 。
? 强大的零件造型功能
? 可开设多种形式的视窗 。 在不同的视窗内旋转实体, 缩
放实体, 从不同的视窗观察实体 。
? 击活捕捉功能, 用鼠标就能迅速, 自动捕捉到需要的点 。
? 可在工作平面上设置栅格大小, 使用户能快速设计准确
的零件 。
? 分析功能可分析点坐标, 两点间距, 角度, 曲线切矢,
曲面法矢 。 也可分析实体的所有属性 。
? 有多种实体选择方法 。 如窗选, 任意多边形窗选, 串接
等, 特别方便 。
? 彩色渲染 （ Shading） 真实逼真, 可在着色后的零件模型上设
计, 修改和加工零件 。
? 型腔铣, 轮廓铣和点位加工
? Mastercam能加工非常复杂的 2D,2.5D零件,也能加工简
单的 2D,2.5D零件 。 它提供了数控加工所需的所有工具,
可迅速编制出优质可靠的数控程序 。 极大地提高编程者
的工作效率和数控机床的利用率 。
? 型腔铣削的走刀方式很丰富, 包括：双向切削, 等距环
切, 平行环切, 平行环切并清角, 依外形环切, 螺旋切
削和单向切削等 。
? 加工型腔时的入刀方法很多 。 除了常用的入刀方法外,
还可以选择更为高级的入刀方法, 如螺旋型或 Z字型入
刀 。 使刀具沿着螺旋型或 Z字型路径渐进地切入型腔,
避免刀具受损或在型腔腹部留下切削痕迹 。
? 型腔铣削还具有清角 （ Clear Corner） 等多种特性 。 利用
它们, 可以清除刀具在刀路转角处残留的余量 。
? 型腔铣, 轮廓铣和点位加工
? 利用 Mastercam的窗选或多边形窗选方法, 可以一次选
择所要加工的所有钻孔位置, 轮廓和型腔 （ 包括相互嵌
套的型腔 ）, 十分方便 。
? 对型腔的内壁或型腔内孤岛的侧壁, 可以设置不同的拔
模斜度, 然后按设置要求计算刀具路径 。
? 孤岛清面功能 （ Island Facing） 可清除型 腔内各孤岛顶
部多余的材料 。
? 在精铣型腔和轮廓时, 入刀路径和退刀路径可分开设置 。
? 铣削轮廓时, 在加工参数列表中可以同时设置多次粗加
工走刀, 多次精加工走刀和多次 Z向深度进给 。
? 强劲的曲面粗加工功能
? 在数控加工中, 提高粗加工的速度和效率很重要 。
Mastercam提供了多种先进的粗加工技术, 以提高零件加
工的效率和质量 。 例如, Mastercam有以下先进的粗加工
走刀方法,
? Z向深度确定, 刀具以轮廓或型腔铣削的走刀方式粗加工
多曲面零件 。
? 平行走刀或辐射走刀粗加工零件 。 在这种走刀方法中, 通
过控制刀具的 Z向运动 （ +Z或－ Z方向 ）, 可以控制刀具
切入或退出曲面凹坑时的方式 。 即控制刀具沿着曲面陡壁
切入 \退出, 或直接切入 \退出 。
? 对于某些特别的粗加工, 可把 2D刀具路径投影在多曲面的
零件模型上, 产生粗加工零件的 3D刀具路径 。
? 灵活的曲面精加工
? Mastercam有丰富的曲面精加工功能, 可以从中选
择最好的方法, 加工最复杂的零件 。
? 平行走刀粗加工 （ Parallel Finishing） 刀具沿着相
互平行的方向铣削零件, 可产生精练的数控铣削
程序, 这种方法适用于铣削表面形状凸起的零件 。
? Mastercam能用多种方法控制精铣后零件表面的光
洁度 。 其中, 用弦差控制加工误差, 刀路间距控
制刀具路径密度的方法加工的零件, 其表面光洁
度无论在平缓处还是在陡斜处, 都是一致的 。
? 灵活的曲面精加工
? 辐射走刀精加工 （ Radial Finishing） 刀具由零件
上任一点, 沿着向四周散发的路径加工零件 。 这
种走刀方法适合于加工高度比宽度小的零件 。
? 投影加工 （ Project Finishing） 把 2D图形或刀具路
径投影在零件几何模型上, 产生零件的 3D精加工
走刀路径 。
? 流线走刀精加工 （ Flowline Finishing） 刀具沿曲
面形状的自然走向产生刀具路径 。 用这样的刀具
路径加工出的零件更光滑 。
? 直纹面加工 （ Ruled Toolpath） Mastercam还提供
多种加工直纹面的特别方法 。
? 曲面修整 （ Surface Clearup Machining）
? 零件经粗加工后, 表面仍残留有未除去的材料 。 若用
手工修整, 需要花很多的时间和精力 。 Mastercam能自
动清除零件表面的剩余材料, 使被加工零件的表面更
加光滑 。
? Mastercam能自动识别零件表面 有待进一步加工的区
域, 自动选择合适的刀具进行修正 。
? Mastercam 的清根功能 （ Pencil Tracing） 使刀具沿多个
曲面的交线走刀, 铣削曲面交接处很难切削到的区域 。
? Mastercam可根据用户设置, 只加工零件表面上斜率在规定范围
内的区域 。
? 提高曲面加工效率的其它方法
? 可用边界线和检查面限制曲面粗加工和精加工的加
工区域 。 只生成零件上待加工区域的数控程序, 提
高走刀效率 。
? 加工表面有多个凹坑的零件时, 可以选择两种不同
的走刀顺序 。 逐个凹坑加工：加工完一个凹坑后,
再加工另一个凹坑, 直到加工完所有的凹坑 。 同时
加工：在给定的 Z向深度, 加工所有的凹坑, 然后
增加 Z向深度, 再加工所有的凹坑, 直致 Z向进给
结束 。
? 提高曲面加工效率的其它方法
? 通常, 复杂曲面刀具路径的计算需
花很长时间, Mastercam的批处理功
能可帮助解决等待的烦恼 。 在设置
好加工参数及加工条件后, 批处理
功能自动执行计算命令, 无需干预 。
为编程人员节省了大量宝贵时间 。
? Mastercam的刀路编辑功能, 可以同
时用多条边界修剪刀具路径 。
? 提高加工过程中走刀速度的方法
? 沿切向入刀或退刀 。
? 型腔铣削时, 能使铣刀在相邻两条走刀路径之间光滑过
渡 。
? 可根据情况, 自动在相邻两次走刀之间, 产生园弧走刀,
光滑过渡 。
? 用钻铣粗加工 （ Plunge roughing） 能快速除去毛坯上的大
量余量 。
? 可靠的刀具路径校验功能 。 Mastercam可模拟切削零件的
整个过程 。 模拟中不但能显示刀具和夹具, 还能检查刀
具和夹具与被加工零件的干涉, 碰撞情况 。
? 通过走刀模拟, 可以估算出零件加工所需的时间 。
? 对于 2D刀具路径, Mastercam还提供了更准确, 直观的校
验方法 。
? 加工参数管理及优化工具
? 有时, 刀具路径中会有多条极短的直线走刀指令
（ G01）, 或有重复的直线走刀指令 。 在保证编程精度
的前提下, Mastercam的程序优化器 （ Filter） 会自动把
这些指令转化为一条直线指令或一条圆弧指令, 大大减
小了加工程序的长度 。
? Mastercam能自动生成加工程序清单 。 清单的格式可根据
用户要求修改 。
? 刀具路径产生后, Mastercam 仍能分别定义刀具路径的
进刀和退刀矢量 Entry\Exit Vector）, 控制刀具切入工件
或退出切削 。
? 可以对刀具路径作各种变换, 如平移, 旋转, 镜像等 。
也可以对刀具路径作复制, 剪切, 粘贴, 合并等操作 。
? 加工参数管理及优化工具
? Mastercam可根据刀具库和材料库中的数据, 自
动计算进给速度和主轴转速 。 用户也可以根据需
要, 修改刀具库和材料库中的数据 。
? Mastercam随系统带有几百种标准后置文件 。 用
户可以从后置文件库中选择需要的后置文件, 也
可根据具体的机床结构编写专用后置文件 。
? 文件管理及数据交换
? Mastercam软件提供了管理文件所需要
的常用工具, 如文件的存取, 删除,
更名, 多个文件链接等 。 用户不必退
出 Mastercam系统, 就能有效地管理各
类文件 。
? 文件管理及数据交换
? Mastercam的数据交换功能安全可靠 。 它
不仅能够利用众多的文件格式与其它
CAD/CAM系统交换数据, 而且交换的
文件类型非常广泛 。 简单的如整数, 实
数, 复 杂 的 如 有 界 曲 面 （ Bound
Surface ）, 实体 （ Solid ） 等 。
Mastercam内置的文件转换器有,IGES、
ACIS, DXF, CADL,VDA, STL 和
ASCⅡ 文本, 也提供 DWG文件转换器 。
机械教研室
郑 红
Mastercam讲稿
刀具路径的相关性
? Mastercam系统中, 型腔铣削, 轮廓
铣削和点位加工的刀具路径与被加工
零件的模型是相关一致的 。 当零件几
何 模 型 或 加 工 参 数 修 改 后,
Mastercam能迅速准确地更新相应的
刀具路径,无需重新设计刀具路径 。
利用上述功能, 可把常用的加工方法
及加工参数存储于数据库中, 生成操
作库, 提高工作效率 。
? 实际加工之前, 从操作库中选取相
似的加工方法, 对其编辑修改, 使
其适合当前的任务 。 这样可以大大
提高数控程序设计效率及计算的自
动化程度 。 例如, 数据库中已存储
有一系列的点位加工方法 （ 包括工
序, 刀具, 加工参数等 ）, 若要钻,
铰, 攻丝一组孔, 就可以从库中选
取相似的加工方法, 适当修改后,
直接加工 。
关于刀具路径的任务管理器
? Mastercam的任务管理器 (Operations
Manager)把同一加工任务的各项操
作集中在一起 。 管理器的界面很简
练, 清晰地列出了与当前任务相关
的各个方面 。 如零件的几何模型,
加工使用的刀具以及加工参数等 。
在管理器内, 很容易生成刀具路径,
编辑, 校验刀具路径也很方便 。 在
不同的工序之间很容易拷贝和粘贴
加工参数, 刀具路径, 刀具定义 。
1．打开刀具路径管理器的目录树
2．查看和修改各项加工参数,
3．编辑刀具,
4．重新选择加工面,
在完成改动后，需执行, 重新计算,
5．实体验证时验证参数的设置,
6.操作演示。
关于后处理
在 CAM中完成刀具路径的编制和操作后，一
定要执行后处理，其作用是将 NCI（刀具路径）
文件）转换为指定机床的 NC加工程序。因机
床不同．系统不同，会出现所用指令体系的
差异，故在执行后处理时要注意选用正确的
后处理程式。留意更改后处理程式的方法。
送数指令可在执行后处理的同时进行。
Mastercam的总结
? 强大的零件造型功能
? Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境, 其
强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线, 曲面零件 。
它的图形界面明快简练, 菜单结构层次清晰, 图标,
热键方便灵活, 易学易用 。 它的视窗功能简练, 可开
设多种形式的窗口, 能从不同的方位观察设计 。 它的
分析功能实用, 可分析实体的所有属性 。 以下是
Mastercam设计功能的概要,
? 能用多种方法生成直线, 圆弧, 曲线和曲面等 2D或
3D实体 。
? 能快速生成各种形状的 NURBS曲面和 Parametric曲面 。
? 强大的零件造型功能
? 可用熔接曲面 （ Blending） 解决复杂零件设计中遇到的各
种造型问题, 如三个曲面间导圆角, 多曲面间光滑过渡等 。
? 具有灵活的曲面倒圆角功能 （ Fillet） 。 可作等半径, 变半
径等多种形式的圆角过渡 。
? 自动计算零件的分模线 （ Parting line） 。 设计模具很方便 。
? 可快速变换曲线, 曲面等实体 。 如平移, 镜像, 旋转, 等
距等等 。
? Mastercam的曲线, 曲面编辑功能准确可靠, 如打断, 修剪,
延伸等 。 确保设计的零件准确无误 。
? 可在三维零件模型上标注尺寸及注释 。
? 强大的零件造型功能
? 可开设多种形式的视窗 。 在不同的视窗内旋转实体, 缩
放实体, 从不同的视窗观察实体 。
? 击活捕捉功能, 用鼠标就能迅速, 自动捕捉到需要的点 。
? 可在工作平面上设置栅格大小, 使用户能快速设计准确
的零件 。
? 分析功能可分析点坐标, 两点间距, 角度, 曲线切矢,
曲面法矢 。 也可分析实体的所有属性 。
? 有多种实体选择方法 。 如窗选, 任意多边形窗选, 串接
等, 特别方便 。
? 彩色渲染 （ Shading） 真实逼真, 可在着色后的零件模型上设
计, 修改和加工零件 。
? 型腔铣, 轮廓铣和点位加工
? Mastercam能加工非常复杂的 2D,2.5D零件,也能加工简
单的 2D,2.5D零件 。 它提供了数控加工所需的所有工具,
可迅速编制出优质可靠的数控程序 。 极大地提高编程者
的工作效率和数控机床的利用率 。
? 型腔铣削的走刀方式很丰富, 包括：双向切削, 等距环
切, 平行环切, 平行环切并清角, 依外形环切, 螺旋切
削和单向切削等 。
? 加工型腔时的入刀方法很多 。 除了常用的入刀方法外,
还可以选择更为高级的入刀方法, 如螺旋型或 Z字型入
刀 。 使刀具沿着螺旋型或 Z字型路径渐进地切入型腔,
避免刀具受损或在型腔腹部留下切削痕迹 。
? 型腔铣削还具有清角 （ Clear Corner） 等多种特性 。 利用
它们, 可以清除刀具在刀路转角处残留的余量 。
? 型腔铣, 轮廓铣和点位加工
? 利用 Mastercam的窗选或多边形窗选方法, 可以一次选
择所要加工的所有钻孔位置, 轮廓和型腔 （ 包括相互嵌
套的型腔 ）, 十分方便 。
? 对型腔的内壁或型腔内孤岛的侧壁, 可以设置不同的拔
模斜度, 然后按设置要求计算刀具路径 。
? 孤岛清面功能 （ Island Facing） 可清除型 腔内各孤岛顶
部多余的材料 。
? 在精铣型腔和轮廓时, 入刀路径和退刀路径可分开设置 。
? 铣削轮廓时, 在加工参数列表中可以同时设置多次粗加
工走刀, 多次精加工走刀和多次 Z向深度进给 。
? 强劲的曲面粗加工功能
? 在数控加工中, 提高粗加工的速度和效率很重要 。
Mastercam提供了多种先进的粗加工技术, 以提高零件加
工的效率和质量 。 例如, Mastercam有以下先进的粗加工
走刀方法,
? Z向深度确定, 刀具以轮廓或型腔铣削的走刀方式粗加工
多曲面零件 。
? 平行走刀或辐射走刀粗加工零件 。 在这种走刀方法中, 通
过控制刀具的 Z向运动 （ +Z或－ Z方向 ）, 可以控制刀具
切入或退出曲面凹坑时的方式 。 即控制刀具沿着曲面陡壁
切入 \退出, 或直接切入 \退出 。
? 对于某些特别的粗加工, 可把 2D刀具路径投影在多曲面的
零件模型上, 产生粗加工零件的 3D刀具路径 。
? 灵活的曲面精加工
? Mastercam有丰富的曲面精加工功能, 可以从中选
择最好的方法, 加工最复杂的零件 。
? 平行走刀粗加工 （ Parallel Finishing） 刀具沿着相
互平行的方向铣削零件, 可产生精练的数控铣削
程序, 这种方法适用于铣削表面形状凸起的零件 。
? Mastercam能用多种方法控制精铣后零件表面的光
洁度 。 其中, 用弦差控制加工误差, 刀路间距控
制刀具路径密度的方法加工的零件, 其表面光洁
度无论在平缓处还是在陡斜处, 都是一致的 。
? 灵活的曲面精加工
? 辐射走刀精加工 （ Radial Finishing） 刀具由零件
上任一点, 沿着向四周散发的路径加工零件 。 这
种走刀方法适合于加工高度比宽度小的零件 。
? 投影加工 （ Project Finishing） 把 2D图形或刀具路
径投影在零件几何模型上, 产生零件的 3D精加工
走刀路径 。
? 流线走刀精加工 （ Flowline Finishing） 刀具沿曲
面形状的自然走向产生刀具路径 。 用这样的刀具
路径加工出的零件更光滑 。
? 直纹面加工 （ Ruled Toolpath） Mastercam还提供
多种加工直纹面的特别方法 。
? 曲面修整 （ Surface Clearup Machining）
? 零件经粗加工后, 表面仍残留有未除去的材料 。 若用
手工修整, 需要花很多的时间和精力 。 Mastercam能自
动清除零件表面的剩余材料, 使被加工零件的表面更
加光滑 。
? Mastercam能自动识别零件表面 有待进一步加工的区
域, 自动选择合适的刀具进行修正 。
? Mastercam 的清根功能 （ Pencil Tracing） 使刀具沿多个
曲面的交线走刀, 铣削曲面交接处很难切削到的区域 。
? Mastercam可根据用户设置, 只加工零件表面上斜率在规定范围
内的区域 。
? 提高曲面加工效率的其它方法
? 可用边界线和检查面限制曲面粗加工和精加工的加
工区域 。 只生成零件上待加工区域的数控程序, 提
高走刀效率 。
? 加工表面有多个凹坑的零件时, 可以选择两种不同
的走刀顺序 。 逐个凹坑加工：加工完一个凹坑后,
再加工另一个凹坑, 直到加工完所有的凹坑 。 同时
加工：在给定的 Z向深度, 加工所有的凹坑, 然后
增加 Z向深度, 再加工所有的凹坑, 直致 Z向进给
结束 。
? 提高曲面加工效率的其它方法
? 通常, 复杂曲面刀具路径的计算需
花很长时间, Mastercam的批处理功
能可帮助解决等待的烦恼 。 在设置
好加工参数及加工条件后, 批处理
功能自动执行计算命令, 无需干预 。
为编程人员节省了大量宝贵时间 。
? Mastercam的刀路编辑功能, 可以同
时用多条边界修剪刀具路径 。
? 提高加工过程中走刀速度的方法
? 沿切向入刀或退刀 。
? 型腔铣削时, 能使铣刀在相邻两条走刀路径之间光滑过
渡 。
? 可根据情况, 自动在相邻两次走刀之间, 产生园弧走刀,
光滑过渡 。
? 用钻铣粗加工 （ Plunge roughing） 能快速除去毛坯上的大
量余量 。
? 可靠的刀具路径校验功能 。 Mastercam可模拟切削零件的
整个过程 。 模拟中不但能显示刀具和夹具, 还能检查刀
具和夹具与被加工零件的干涉, 碰撞情况 。
? 通过走刀模拟, 可以估算出零件加工所需的时间 。
? 对于 2D刀具路径, Mastercam还提供了更准确, 直观的校
验方法 。
? 加工参数管理及优化工具
? 有时, 刀具路径中会有多条极短的直线走刀指令
（ G01）, 或有重复的直线走刀指令 。 在保证编程精度
的前提下, Mastercam的程序优化器 （ Filter） 会自动把
这些指令转化为一条直线指令或一条圆弧指令, 大大减
小了加工程序的长度 。
? Mastercam能自动生成加工程序清单 。 清单的格式可根据
用户要求修改 。
? 刀具路径产生后, Mastercam 仍能分别定义刀具路径的
进刀和退刀矢量 Entry\Exit Vector）, 控制刀具切入工件
或退出切削 。
? 可以对刀具路径作各种变换, 如平移, 旋转, 镜像等 。
也可以对刀具路径作复制, 剪切, 粘贴, 合并等操作 。
? 加工参数管理及优化工具
? Mastercam可根据刀具库和材料库中的数据, 自
动计算进给速度和主轴转速 。 用户也可以根据需
要, 修改刀具库和材料库中的数据 。
? Mastercam随系统带有几百种标准后置文件 。 用
户可以从后置文件库中选择需要的后置文件, 也
可根据具体的机床结构编写专用后置文件 。
? 文件管理及数据交换
? Mastercam软件提供了管理文件所需要
的常用工具, 如文件的存取, 删除,
更名, 多个文件链接等 。 用户不必退
出 Mastercam系统, 就能有效地管理各
类文件 。
? 文件管理及数据交换
? Mastercam的数据交换功能安全可靠 。 它
不仅能够利用众多的文件格式与其它
CAD/CAM系统交换数据, 而且交换的
文件类型非常广泛 。 简单的如整数, 实
数, 复 杂 的 如 有 界 曲 面 （ Bound
Surface ）, 实体 （ Solid ） 等 。
Mastercam内置的文件转换器有,IGES、
ACIS, DXF, CADL,VDA, STL 和
ASCⅡ 文本, 也提供 DWG文件转换器 。
