基于SolidWorks和MasterCAM一体的CAD/CAM研究

　　1 SolidWorks和MasterCAM简介

　　SolidWorks软件属于中端三维CAD软件，是DassaultSystem公司旗下SolidWorks子公司的产品，软件最大的特点是易学易用，容易掌握，对硬件的要求较低。另外，在世界范围内有数百家公司基于SolidWorks开发了专业的工程应用系统作为插件集成到SolidWorks的软件界面中，其中包括模具设计、制造、分析、产品演示、数据转换等等，使它成为具有实际应

　　用解决方案的软件系统，但在工程中要实现应用需要其它模块的支持。MasterCAM美国NC Software公司所开发研制的CAD/CAM系统软件，由于卓越的加工功能，在世界上拥有众多的忠实用户，被泛应用于机械、航空、造船、模具等领域。然而MasterCAM的设计(CAD)功能相对薄弱，在进行复杂曲面造型时比较困难，而这正是SolidWorks的优势所在。本文为MasterCAM软件提供了DXF、IGES、CADL、VDA、STL，PARASLD、DWG等标准图形转换接口，可以把其他CAD软件生成的图形转变成本系统的图形文件，实现图形文件共享。建立完模型后选择合理的加工方式，利用MasterCAM的车削、铣削和线切割模块能高效地编制各种数控加工程序，方便快捷地实现图形的雕刻功能。

　　因此利用solidworks进行CAD设计，结合MasterCAM进行数控加工，就成为当前模具企业优先选择的CAD/CAM方式。

　　下面以手机盖模具为例，介绍SolidWorks结合MasterCAM9.0在模具设计和加工方面的应用。

　　2 基于SolidWorks的手机盖模具设计

　　solidWorks软件具有很强的建模功能，利用其拉伸、切除、钻孔、倒角、抽壳、曲线曲面等命令可以完成各种类型的零件设计。

　　2.1 原始设计模型

　　以手机盖例，利用S0lidWorks软件选择零件，先选择草图并绘制草图，进行尺寸约束和几何关系约束，然后进行拉伸、切除、钻孔、倒角等生成三维立体图。

　　2.2 手机外壳制作加工

　　(1) SolidWork手机外壳制作

　　如上面打开零件绘图框，选择"前视"，插人"基准面1"，在"等距距离"框中输人"10"，建立基准面1,如图1.

　　在"前视"面上绘制椭圆图形，选择"工具/草图绘制工具/裁剪"直线对椭圆进行裁剪、尺寸设置，如图2。

　　在"基准面1"上绘制同样图形，选择"插入/凸台基体/放样"，弹出放样对话框，在"轮廓"框中分别选择"草图1"和"草图2"，选取图形上表面的边线对其倒圆角，半径为10mm，如图3。

　　选择"工具/草图绘制实体/文字"在图形上表面绘制文字，然后点击"拉伸凸台/基体"按钮，深度1Mm，效果如图4。

　　(2)Mastercam手机外壳模拟加工

　　打开Mastercam操作界面，点击File/Converters/IGES/Read file，找到所存文件并打开，即可完成Solidworks与Masteream图形文件的转换，如图5所示。

　　然后经过不同步骤的①加工部位选取、②刀具选择、③刀具参数设置(图6)、④加工路径设置、⑤粗加工参数设置、⑥精加工参数设置等设置，最终完成手机壳的数控自动编程。选取图示边线并按图进行设置。

　　完成上述各种工艺参数设置，经过下述加工步骤仿真(图7)，最终成型如图8。①外形铣削;②文字上表面铣削;③壳体上表面铣削;④圆周粗加工;⑤系统生成程序(图9)。

　　利用MasterCAM后置处理模块，选用机床对应数控系统的后置处理程序来生成数控程序。选用MPFAN.PST文件则MasterCAM将生成适合该机床运行的数控程序。MastexCAM软件系统针对许多数控系统开发了与之匹配的后处理文件(如FANUC,SIEMENS,MITSUBISHI等)，选取相应后处理文件，即可直接生成特定数控系统所需的数控加工程序。由于此系统是国产的南京华兴21M数控系统，MasterCAM软件系统中没有与之相匹配的后处理文件，自动生成的NC程序不能直接传送给数控机床进行加工，需要进行简单的修改。修改完毕即可将文件传输给数控机床，完成工件的加工。

　　对自动生成的数控程序主要进行了以下三方面的修改。

　　①删去程序开头、段尾一些相对于系统没必要的说明解释性的程序代码，在程序中间换用刀具的说明也应删除。

　　3 结语

　　介绍了SolidWorks软件和MasterCAM 9.0软件的功能模块和工作流程。以手机外壳教学模型为例详细介绍了SolidWorks软件和MasterCAM 9.0软件的一些基本操作，包括CAD零件的几何造型、CAM零件的模拟仿真加工、NC代码的后处理过程三部分。此外，还介绍了SolidWorks软件与MasterCAM软件图形文件的转换。将其智能化的3D绘图功能和MasterCAM软件具有的图形文件转换接口功能紧密结合起来，实现优化设计。

　　将SolidWorks软件的CAD优势和MasterCAM软件的CAM优势有机结合，可以大大缩短用户精确设计与加工凸轮的时间。