淺談Master CAM在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

付光輝

摘要：如何改善和提高數(shù)控技術(shù)課程的實驗環(huán)境，使學(xué)生能學(xué)有所練、學(xué)用結(jié)合，是數(shù)控技術(shù)教學(xué)工作面臨的一個非常大的難題。MasterCAM就是其中的一種軟件，它是我國目前機(jī)械加工自動化中使用最廣的一種軟件，利用它的圖形設(shè)計與仿真功能，在數(shù)控實驗中進(jìn)行應(yīng)用，改善了目前數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中實驗環(huán)節(jié)效果不理想、效率較低的現(xiàn)象，提高了學(xué)生數(shù)控編程能力、數(shù)控機(jī)床的操作能力及系統(tǒng)的維護(hù)能力。

關(guān)鍵詞：Master CAM；數(shù)控；實驗；編程加工

如何改善和提高數(shù)控技術(shù)課程的實驗環(huán)境，使學(xué)生能學(xué)有所練、學(xué)用結(jié)合，是數(shù)控技術(shù)教學(xué)工作面臨的一個非常大的難題。 綜上所述，數(shù)控技術(shù)課程是一門實踐性很強(qiáng)的課程，離開實踐，就談不上素質(zhì)，實踐是知識轉(zhuǎn)化并升華為素質(zhì)的根本條件。要想達(dá)到理想的教學(xué)和實踐效果，僅在課堂上實施全方位的教學(xué)是不夠的，還應(yīng)具備一個良好的實踐教學(xué)環(huán)境。

考慮到到數(shù)控設(shè)備價格的因素，我們選定了一種能在計算機(jī)上進(jìn)行手工編程和自動編程、并能動態(tài)模擬加工軌跡、與數(shù)控機(jī)床有良好數(shù)據(jù)接口的MasterCAM軟件。下面本人就Master CAM在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用，談?wù)勅绾芜\(yùn)用。

一、利用MasterCAM進(jìn)行手工編程，并進(jìn)行程序校驗

數(shù)控程序的手工編制是計算機(jī)自動數(shù)控編程的墓礎(chǔ)，應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)控加工自動編程最終也還要經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成NC程序代碼。作為數(shù)控技術(shù)人才，不僅是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用者，更應(yīng)該是數(shù)控技術(shù)的開發(fā)者。因此要使學(xué)生知其然并知其所以然，手動編程是學(xué)生熟悉并掌握NC程序基本原理的一個重要途徑。但數(shù)控指令枯燥、不易記憶，編寫的程序又不能得到實現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不高，也得不到應(yīng)有的實際動手的訓(xùn)練。同時對同一零件編程，學(xué)生編寫的程序會有多種，老師批改作業(yè)、檢查學(xué)生掌握情況也十分困難。這一難題在MasterCAM系統(tǒng)中就迎刃而解了：只要將NC代碼輸入該系統(tǒng)，通過加工軌跡校驗，NC程序的結(jié)果就非常直觀地仿真出來了。

二、設(shè)置工藝參數(shù)，定義零件加工工藝

利用MasterCAM系統(tǒng)中的CAD繪圖建模功能繪制生成三維零件模型，或利用該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口將在其它CAD系統(tǒng)中做好的零件模型，然后綜合運(yùn)用所學(xué)過的如《機(jī)制工藝》、《金屬切削機(jī)床》等課程的相關(guān)知識，選擇合適的加工工藝方法，安排零件的加工工序，確定粗加工、半精加工、精加工所對應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進(jìn)退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)后，該系統(tǒng)便自動計算出機(jī)加工余量，并動態(tài)顯示出和粗加工、半精加工、精加工所對應(yīng)的不同加工表面的刀位軌跡和機(jī)床代碼，省去了人為編制NC程序的煩惱。這一過程將數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工等課程有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生覺得以前所學(xué)的知識不再孤立、枯燥，在數(shù)控技術(shù)課程中達(dá)到了融匯貫通，并在計算機(jī)上變得生動、形象起來，鞏固了學(xué)生的加工工藝方面的知識，強(qiáng)化了利用Mastercam系統(tǒng)數(shù)控教學(xué)的效果。

三、利用MasterCAM系統(tǒng)，對計算機(jī)計算的刀具軌跡進(jìn)行模擬仿真

MasterCAM特有的模擬仿真功能，可以進(jìn)行三維動態(tài)仿真加工，每個學(xué)生都有模擬加工的機(jī)會，省時間、省材料、省投人。在仿真過程中，刀具沿著所定義的加工軌跡進(jìn)行動態(tài)加工，學(xué)生可以直觀地掌握數(shù)控加工的過程，判斷刀具軌跡的連續(xù)性、合理性，是否存在刀具干涉、撞刀等情況，計算機(jī)計算是否正確，加深了學(xué)生對加工工藝的理解和對刀具軌跡的認(rèn)識。通過對照加工后的結(jié)果，學(xué)生明白了不同的刀位軌跡，其加工結(jié)果有很大的差異實質(zhì)上，加工刀具軌跡定義的合理與否，與學(xué)生對零件加工工藝知識掌握的熟練程度有密切的關(guān)系。學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性和綜合能力，對不滿意的加工結(jié)果重新進(jìn)行零件建模或重新定義刀位軌跡，實現(xiàn)虛擬設(shè)汁與虛擬加工。

四、利用MasterCAM系統(tǒng)將刀具軌跡轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序，通過計算機(jī)機(jī)床接口傳送，并控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實際加工

前面所做的工作均是在計算機(jī)上進(jìn)行的，學(xué)生還很難將NC程序和實際的加工聯(lián)系起來，總的理解是停留在理論知識上，感性認(rèn)識不足，實際應(yīng)用能力的訓(xùn)練環(huán)節(jié)很不夠。因此在條件允許的情況下，讓學(xué)生將零件的NC程序通過數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機(jī)床，控制機(jī)床進(jìn)行加工。在這個過程中，NC程序、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口起了非常重要的作用。作為數(shù)控技術(shù)人才，應(yīng)該熟練掌握數(shù)控編程、數(shù)據(jù)通訊、接口技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識，并得到相應(yīng)的動手能力的訓(xùn)練。

數(shù)控技術(shù)不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率的必不可少的物質(zhì)手段，也是體現(xiàn)一個國家綜合國力水平的重要標(biāo)志。而運(yùn)用好教學(xué)軟件，可以很好地為教學(xué)服務(wù)?？傊?dāng)?shù)控實驗室的功能應(yīng)該是多方面的，可以進(jìn)行科研項目研究，提高教師自身的業(yè)務(wù)水平，同時為生產(chǎn)科研服務(wù)，并積極開展對外技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)，以及承接加工任務(wù)等，從中獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益，用以改善實驗室的條件、促進(jìn)正常的教學(xué)科研活動。

【參考文獻(xiàn)】

[1]余蔚荔.CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010：23.

[2]郭鐵良.模具制造工業(yè)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2015.