MasterCAM四轴教程
MasterCAM四轴教程
MasterCAM是一套CAD/CAM软件，该软件具有强大的计算机辅助设计和计算机辅助制造功能，集工件的二维几何图形设计、三维曲面设计、刀具路径模拟和加工实体模拟等功能于一身，在多轴加工中，表现也尤为出色，并提供友好的人机交互。
在4轴钻孔类零件中，常有一些成一定规律的孔系排列零件，如图1为喷水用螺旋
套筒出水零件，该零件要求在? 52.73mm、长度为60mm的范围内钻150个? 5mm 的孔，孔螺旋分布，螺距为10mm，螺纹圈数为6
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此零件如果采用手工编程，费时费力，如采用一般CAM软件编程，则需要有实体图，下面本文将介绍MasterCAM软件非常优秀的一个加工功能：旋转轴的轴的取代”加工方法，采用曲线”和点”加工零件。
笔者的加工思路为：将零件螺旋线展开，因为150个? 5mm出水孔是在螺旋线上均布排列，因此可将展开后的螺旋线绘制为150个等分点（用MasterCAM等分画点功能很容易实现），然后将4轴钻孔加工转换为二维钻孔加工，再通过旋转轴的
轴的取代”功能将二维钻孔转换为4轴钻孔刀路轨迹
一、准备加工模型
绘制螺旋曲线展开线：如图2所示，动点A 旋转1周沿轴向移动的距离AC 称为导 程(T)。将圆柱表面展开，螺旋线随之展成为一倾斜直线，该倾斜直线为直角三角形 的斜边，底边为圆柱底圆的周长 nd 另一直角边为导程T 。图2为圆柱螺旋线的两
具体到本例中，螺纹圈数6 ,则螺旋线缠绕6周的长度为
L= nX d x n=3.14159 x 52.73mm x 6=993.937mm 。 宽 度 为：
H=T X n=10mm x 6=60mm 。其中，d 为圆柱外径，n 为螺旋圈数，T 为螺旋的螺距。
由L(长度)、H(宽度)可得到一矩形，根据零件加工时的装夹方向，该矩形的长和宽 正好相
反，即：矩形长度为 60mm ，高度为993.937mm 。
矩形及点的绘制方法如下。
(1) 绘制矩形。在 MasterCAM 软件中依次操作：回主功能列表 —绘图—矩形— 两点绘
矩形T 输入点p(-5 , 0)、p2
(-65,993.937)。其中，由于将第一个孔的位置定位在距离套筒右端面 5mm 处, 所以其
X 点坐标向左偏移 5mm ,如图 3a 所示
面投影图
(2)绘制对角线。在MasterCAM软件中依次操作：回主功能列表—绘图—直线
-两点线-分别选择矩形的左上角与右下角，绘制对角线(此对角线就是螺旋线的展开线)，如图3b所示。
⑶绘制150个等分点。在MasterCAM软件中依次操作：回主功能列表—绘图—点
—等分绘点—选择对角线—此时窗口左下角提示，需要输入要绘制的点数，在此输
入“ 150,单击鼠标右键，结束操作，如图3c所示。
二、创建刀位轨迹
1.150个点的自动选择
在MasterCAM软件中依次操作：单击回主功能列表”主菜单，然后依次选择刀具路径—钻孔—自动”，则系统提示选择第一点”。此时，选择曲线右下方第一个点，如图4a所示。此时系统再次提示选择第二点”，则选择曲线右下方第二个点，如图4b所示。系统再次提示选择最后一点”，则选择曲线左上方第一个点，如图4c所
2?选择刀具并设置其切削参数
在 刀具参数”寸话框中，选择如图5所示的? 5mm 钻头，勾选 旋转轴”复选框
3. 设置旋转轴参数
点击旋转轴”按钮，进入旋转轴的设定”窗口，在旋转轴型式中，分别有以下 几种。
(1) 旋转轴定位”加工：转轴定位加工是 MasterCAM 软件4轴加工基本用法， 常用于
旋转角度固定，等此角度 XYZ 动作加工完才再旋转角度做加工的情况。
(2) “轴”加工：旋转轴之“3由”加工是MasterCAM 软件4轴加工常用用法之一, 用于
加工面为不规则面，Z 轴深度需随形状能随时移动的情况
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⑶ 轴的取代”加工：旋转轴的 轴的取代”加工用于加工在同样直径圆上，以旋转轴 代替其中一个加工轴进行加工的情况。 旋转轴的 轴的取代”加工为MasterCAM 软件 四轴加工应用最为广泛的一种加工方式，本例旋转轴型式应采用 轴的取代”加工。
轴的取代”加工的基本方法如下。
(1) 步骤一：选择 轴的取代”4由加工方式。
(2) 步骤二：设置要取代的轴。因为该零件要在带数控转台 (A 轴)的立式加工中
心上加工，因此需取代丫轴，即Y 始终在圆柱体的最高母线上。在工件坐标系里，
Y 轴坐标始终为0。
(3) 步骤三：设置旋转方向。选择逆时针(顺逆时针选项决定A 轴旋转的方向)。 ⑷步骤
四：设置旋转轴直径。要在 ? 52.73mm 上钻孔，因此此处直径的数值
为 “52.73。
4. 刀位轨迹生成
完成上述步骤后，单击 确定”按钮，即可生成如图 7所示刀位轨迹。
设置完成后如图 6所示。
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三、加工仿真
在MasterCAM软件中单击实体切削验证”按钮, 弹出仿真校验窗口,
设置仿真配置
参数，模拟全部加工过程。最终模拟结果如图8所示
四、实际加工
完成加工仿真验证后，就可以把程序输入机床，进行加工，加工效果如图9所
示。
五、知识扩展
通过上例螺旋线展开的方法，我们可以完成加工中心4轴（A轴）变螺距螺线的加工。
图10为一变距半圆槽螺纹，螺纹半圆槽截面为R5mm的圆形槽，螺纹外径为
60mm，螺距分别为13mm、15mm和20mm，螺纹的圈数分别为3圈、2圈和3
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1.绘制螺旋曲线展开线如图10所示，此变距半圆槽螺纹由3种螺距组成，分别为
13mm、15mm和20mm，
因此需要分别绘制3个矩形，并绘制3个矩形的对角线。其中，矩形的高度为