Mastercam三維造型的有關探討

摘要:Mastercam軟件具有較低的硬件要求、運行效果穩(wěn)定、易學易用、加工方式齊全的特點，在國內(nèi)中小企業(yè)，特別是在模具行業(yè)用得較多的一個CAD/CAM集成軟件，目前版本已升至Mastercam10。該文結合多年教學的體會，從坐標系、構圖面入手，以Mastercma9為例，就造型的一些關鍵問題進行探討。

關鍵詞:工作坐標系;構圖面;構圖深度;串連選擇;層的設置;三維造型

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)35-10104-02

Mastercam Three-Dimensional Modeling of the Discussion

CHEN Yi-ming

(Machinery Group of Technician College of Chenzhou， Chenzhou 423000， China)

Abstract: Mastercam software has lower hardware requirements to run the effect of stable and easy to learn and use， and processing a full range of features means， In the domestic small and medium enterprises， especially in the mold industry was more a CAD / CAM integration software， The current version has risen to Mastercam10. The article summed up the experience of many years of teaching， From the coordinate system， starting with Construction graphics plane， As an example to Mastercma9， On the structure model to explore a number of key issues.

Key words: the work coordinate system; construction graphics plane; structural model of the depth; chains; layer settings; three-dimensional modeling

在用Mastercam進行造型時，掌握各種菜單的內(nèi)在含義和菜單內(nèi)各命令的使用無疑是重要的，但這些內(nèi)容很多，每個人因為個人喜好、實際的工作情況等，對命令的使用也是不一致的，但這種不一致性對造型影響并不是很大。對于Mastercam的使用，從整體上說，理解下面內(nèi)容的含義以及在實際造型過程中靈活使用才是主要的。

1 工作坐標系的規(guī)定

Mastercam的坐標系分成系統(tǒng)坐標系和工作坐標系二大類，系統(tǒng)坐標系是固定不變的，工作坐標系根據(jù)用戶設置構圖平面時所建立的坐標系[1]。用相互垂直的三根軸(X、Y、Z軸)形成坐標系統(tǒng)，按照右手笛卡爾法則來確定方向。

工作坐標系也稱為用戶坐標系，在工作坐標系中，不管構圖平面如何設置，總是X軸正方向向右，Y軸正方向向上，Z軸的正方向垂直屏幕指向用戶[2]。通過點擊左側(cè)副菜單欄的WCS按鈕，可以在視角管理器中可以看到系統(tǒng)所給定的以及用戶所創(chuàng)建的所有的坐標系統(tǒng)(圖1)，每個坐標系用一個數(shù)字來進行區(qū)分。圖1中編號1-8為系統(tǒng)當前的坐標系統(tǒng)，作圖過程中，為了觀察的方便，可以通過ALT+F9鍵，顯示工作坐標系、系統(tǒng)坐標系、視圖方向坐標系三個坐標系(圖2a處的為當前構圖面的坐標方向，圖2b處為系統(tǒng)坐標系，圖2c處為視圖方向)。

2 構圖面和構圖深度

曲面以及實體的造型是建立在線框圖的基礎之上的，三維造型的主要工作就是如何在合適的構圖面上畫出所需要的線框來，這在初學者中往往難以適應(這主要是初學者對于根據(jù)造型的需要靈活變化構圖面的方位還不習慣以及空間的想象還跟不上引起的)。

構圖面是我們所作的圖形所在的坐標平面，我們所有的作圖，都是在一特定的構圖平面(這個特定的構圖面可以是系統(tǒng)給定的幾個特殊的或用戶根據(jù)作圖需要自己創(chuàng)建的，系統(tǒng)賦于一個編號來表示)內(nèi)進行的，選擇已有的或根據(jù)作圖需要創(chuàng)建合適的構圖面是三維造型的一個關鍵。

系統(tǒng)給定的幾個構圖平面中，常用的有俯視(Top)、前視(Front)、側(cè)視(Side)，可以在快捷圖標中直接點取或在左下角的副菜單欄中點擊Cplane按鈕然后在主菜單欄中選取，而根據(jù)其它條件(如知道法線方向、幾個相交的的圖素，或通過已有的構圖面通過平移、旋轉(zhuǎn)而形成)構造的構圖面則顯得更為靈活。

構圖深度則是為了在同一方向的構圖面的不同位置處進行構造三維圖形的截形而引入的，當然構圖平面0位置是通過系統(tǒng)坐標系處的構圖面。

靈活的運用構圖面、構圖深度使我們?nèi)S造型變得方便，再通過改變視圖方向則使三維線框的創(chuàng)建更符合人性化的觀察習慣。如圖3為三維線框圖，圖中A、B二處園弧在前視圖(fromt)上的構圖深度分別為50、-50處作成，C、D二處園弧分別在側(cè)視圖(side)的50、-50處作成。圖4為在圖3的基礎上創(chuàng)建的十字管曲面。

3 三維造型時串選擇

串聯(lián)時的起點，順序影響造型的正確與否。為了使起點的相同，我們可以人為地打斷不同截面處的圖素，以方便獲取相同的串起點[3]。圖5中為了使矩形截形串的起點與園串的起點相同，將矩形在A點(矩形一邊的中點)處打斷，三維造型后得到圖6，沒有扭曲現(xiàn)象。

在不同截形中如果圖素的數(shù)量是不相同時，則在用串選時還應注意同步的問題，否則將得不到所需要的三維圖形。如圖7，上下兩截形的圖素是不一樣多的，為了實現(xiàn)同步，避免所生成曲面的扭曲缺陷，采用點同步(By point)方式串連，在上下兩截形處分別作點A、B、C、D(各點都在圖素的端點處)，串連后造型得到的圖形如圖8所示。

4 層的設置問題

設置層的目的是為了方便圖形的管理。它實際上是用層的方法對組成圖形的對象進行分類。

一個復雜的圖形，其構成的圖素數(shù)量是很多的，同時我們在三維造型的過程中要不斷地對圖形的不同部分進行編輯處理，如果眾多的圖素糾纏在一起，既不方便觀察，也使圖形處理過程變得很難進行。

如何設置合理的層，我們設置層的原則是什么?這是我們在層的設置時需要考慮的，過多的設置層是沒必要的，我們所設置的層的原則應該是以方便對組成的圖形對象進行操作。比如說三維線框是后續(xù)造型的基礎，簡單情況下我們就可以把線框作為一個層(當然如果這個三維線框比較復雜，也可以設置成幾個層，以方便后續(xù)編輯和造型為準)，造型的曲面可以設置為一個層等等。

下面以一個鼠標的造型對層的設置進行一個簡單的說明。

圖9為完成后鼠標曲面情況，圖10為層的設置。

從圖10可以看出，該曲面造型時用了9個層，其中層1是用來做頂部和側(cè)面的曲面，而投影線框則是用來對按鍵處的幾個方孔修剪用的。如圖11、圖12所示。

在圖10中，我們?yōu)轫敳壳婧晚斊泼鎲为氃O置層的目的是為了在用圖12的線框?qū)η孢M行修剪時不會受到其它曲面的干擾，方便操作時選取和觀察。

第6層修剪曲線層中的曲線是來自于倒角融合處的邊界，這個邊界用來對側(cè)曲面近融合處的尖角進行修剪，如圖13中圖14所示。

5 結束語

在我們對Mastercam的各菜單基本操作有了一定的熟練程度以后，提高作圖水平的好的方法就是如何從整體上把握作圖過程。在造型開始以前，我們應該考慮好作圖的先后順序，圖形的管理方法(層就是其中最有效的一種管理)，如何構造所需要的構圖面等，這樣有利于提高造型的效率，避免一些重復的工作。

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