mastercam学习资料讲解

目 录

第一部分 Mastercam随堂讲义

第1章 Mastercam概论

1.1 Mastercam屏幕界面

1.2 建立绘图构图面和刀具面，设置视角

1.3 鼠标按键的作用

第2章 二维零件绘图

2.1 直线的构建

2.2 圆/圆弧的构建

2.3 倒圆角

2.4 修剪延伸

2.5 倒角

2.6 画出二维零件拨叉图

2.7 画出二维零件弯头图

2.8 画出二维零件轮毂图

2.9 旋钮模型3D线框图

2.10 练习总结

第3章 曲面零件造型

3.1 牵引曲面（Draft）

3.2 直纹曲面（Ruled）

3.3 举升曲面（Loft）

3.4 旋转曲面（Revloved）

3.5 扫描曲面（Sweep）

3.6 昆氏曲面（Coons）

3.7 曲面倒圆角

3.8 曲面修整

3.9 练习总结

第4章 实体零件造型

4.1 挤出实体（Extrude）

4.2 旋转实体（Revolve）

4.3 扫掠实体（Sweep）

4.4 举升实体（Loft）

4.5 实体倒圆角

4.6 实体倒角

4.7 练习总结

第5章 数控编程技术

5.1 数控编程的基本过程

5.2 顺铣和逆铣的特点及选用原则

5-3 刀具的选择和刀具使用参数的设定

5.4 加工方法与特点

5.5 二维刀路策略

5.6 三维曲面粗加工

5.7 三维曲面精加工

第二部分 UG编程随堂讲义

第1章 UG NX5 CAM基础

1．1 UG NX CAM简介

1．2 进入加工模块

1．3 NX5 加工模块的工作界面

第2章 UG NX编程入门

2．1 初始设置

2．2 型腔铣的子类型

2．3 平面铣的子类型

2．4 钻孔加工的子类型

2．5 固定轴曲面轮廓铣

第3章 常用刀具

第4章 实加工所遇问题分析

第5章 UG加工参数预设置

第6章UG后处理（UG POST）

6-1 UG NX的后处理器配置及后处理示例

6-2 Post Builder

第一部分

Mastercma 随堂讲义

第1章 MasterCAM概论

MasterCAM9.1版CAD/CAM软件是美国CNC Software Inc 推出的比较成熟的一个版本。MasterCAM 包括了3大模块，即Design、Lathe和Mill。MasterCAM9.1版的Design设计模块集2D和3D的线框、曲面造型和实体造型于一体，具有全特征化造型功能和强大的图形编辑、转换处理能力。MasterCAM9.1版的Mill加工制造模块主要用于生成铣削加工刀具路径，MasterCAM支持2轴、3轴、4轴和5轴加工程序编制，可以直接加工曲面和实体，提供多种详细的刀具路径形式和走刀方式，同时还提供了刀具路径的管理和编辑、路径模拟、实体加工模拟和后处理功等功能。曲面加工系统可用来生成加工曲面，实体或实体表面的刀具路径，大多数曲面加工都需要通过粗加工和精加工来完成，MasterCAM共提供了8种粗加工和10种精加工类型。

1．1 MasterCAM屏幕界面

MasterCAM 的屏幕分为五个区：主菜单区、副菜单区、绘图区、快捷命令图标区、系统提示区，如图1-1所示。此外，屏幕右上角显示的（X，Y）坐标值表示了鼠标在移动时的位置；屏幕绘图区左下角的坐标轴表示了系统当前的视角设置状态；而mm或inch表示了系统当前设置的绘图单位。

图1-1 MasterCAM主菜单

MasterCAM中的命令主要包括CAD零件造型命令和CAM数控编程命令。CAD零件造型命令包括分析Analyze、文件File、绘图Create、实体Solid、图素修剪Modify、转换Xform和删除Delete，以及屏幕Screen的管理。CAM数控编程命令包括刀具路径Toolpaths

和公用管理NC utils。

主菜单中的绘图（Create）命令，包括了生成点、直线、圆弧、倒圆角（即为导圆角）、样条曲线、曲面曲线、尺寸标注、倒角、文字、呼叫副图、椭圆、正多边形、边界盒、螺旋线、齿轮、圆表和自定义函数表达式绘图等线框造型命令，以及曲面造型命令。如图1-2所示。

图1-2 绘图命令

曲面(Surface)命令，包括生成举升曲面、昆氏曲面、直纹曲面、旋转曲面、扫描曲面、牵引曲面和曲面倒圆角、倒角、修整、熔接以及由实体产生曲面等，如图1-3所示。

图1-3 曲面命令

主菜单中的实体（Solid）命令，包括生成基本实体，挤出、旋转、扫掠、举升实体和对实体倒圆角、倒角、薄壳、布尔运算以及实体管理和修改实体等，如图1-4所示。

图1-4 实体命令

刀具路径（Toolpaths）包括外形轮廓铣削、钻孔、挖槽、面铣、曲面加工、多轴加工等加工操作，以及工作设定、刀具路径转换、管理和修改操作等。曲面加工包括粗加工的平行铣削、放射状加工、投影加工、流线加工、等高外形、残料粗加工、挖槽粗加工、钻削式加工和精加工的平行铣削陡斜面加工、放射状加工、投影加工、流线加工、等高外形、浅平面加工、交线清角，残料清角、3D等距加工等方法。如图1-5所示

图1-5 刀具路径命令

公用管理（NC utils）包括路径模拟、实体验证、批次处理、程式过滤、后处理、加工报表、定义刀具和定义材料。

1．2

建立绘图构图面和刀具面，设置视角

1.2.1 系统的坐标系

几何建模首先离不开坐标系的建立。建立坐标系的原则是如何在二维计算机屏幕上，能够方便的生成和直观的显示三维图形。

MasterCAM通过建立构图面CP，工作深度Z来建立工作坐标系。通过设置视角GV来观察三维图形。这些命令放置在屏幕的副菜单区，可以分别设置。如图6所示。

图1-6 副菜单区

MasterCAM软件系统有三个坐标：原始坐标系、工作坐标系和机床坐标系。

（1） 原始坐标系是系统默认的一个坐标系。

当系统的构图面CP设置为3D时，表明为原始坐标系，它是建立几何模型和表面加工路径的基准坐标。系统的构图面，刀向的设定均在原始坐标系中进行。在原始坐标系中，坐

标原点在空间的位置是唯一确定的。

（2） 工作坐标系由构图面CP及工作深度Z建立起来。

构图面就是工作坐标系XY所在的平面，构图面是相对于原始坐标系的，可以在构图平面完成2D作，其在原始坐标系中的转换关系同系统自动完成。可以根据构图的需要定义工作坐标系的原点及坐标轴方向

系统规定当CP=Top，Front，Side时，工作坐标系中的X轴正向方向朝右，Y轴正方向朝上，Z轴正方向朝使用者，如图7所示。

CP=Top CP=Front CP=Side

图1-7 工作坐标系

（3） 机床坐标系由刀具平面建立起来。

刀具平面是表示数控机床坐标系的二维平面。

1.2.2 建立构图面、视角和刀具面

单击副菜单中的构图面，出现构图面下拉菜单，如图8所示。系统提供的构图面包括：

3D空间（建立原始坐标系）、俯视图、前视图、侧视图、视角号码、名称视角、图素定面、旋转定面和法线面。

图1-8 构图面

单击副菜单中的萤幕视角。萤幕视角是用以设置观察图形的视角，选择不同的图形视角可以看到图形的不同部位，如图9所示。

图1-9 萤幕视角

副菜单中的刀具面如图10所示。刀具面是表示实际加工中数控机床坐标系的二维平面。应该根据不同类型的机床，正确设置刀具面。例如对于立式数控铣床，应设置为俯视图；对于卧式数控铣床，应根据零件在空间中绘制的位置，通常设置为前视图或侧视图。

图1-10 刀具面

1.2.3 设定坐标系原点

MasterCAM软件系统还提供了三种概念的原点坐标设定方法：

系统原点（system origin）、构图原点（construction origin）和刀具原点（tool origin）。

（1）系统原点是原始坐标系的原点，是固定不变的。

（2）构图原点是工作坐标系的原点。使用者可以设定一个不同于系统原点的坐标，来作为构图时的原点。

定义构图原点的方法是单击构图面（例如Top），再按（Alt）+（O）键，输入点的坐标（例如50，30，20）；则该点即为构图原点（变为显示构图面：*T）。若输入点坐标（0，0，0），则构图原点恢复为系统原点。

（3）刀具原点是机床坐标系的加工原点。使用者也可以设定一个不同于系统原点的坐标，来作为产生刀具路径时的原点，即刀具原点。

系统初始状态时，上述三个原点重合，为系统原点。

1．3

鼠标按键的作用

要熟练高效地使用一个绘图软件，快捷键的使用还是非常关键的。使用Mastercam软件进行产品设计和编程时，能够熟练地运用快捷键，可以提高工作效率。表1-1列出了Mastercam默认快捷键。

表1-1 Mastercam默认快捷键

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

快捷键

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

F10

ALT+A

ALT+B

ALT+F6

ALT+6

ALT+H

ALT+X

ALT+2

ALT+3

ALT+Z

ALT+I

ALT+L

ALT+F

ALT+P

ALT+F7

ALT+F8

ALT+F9

ALT+F1

ALT+F2

ALT+L

ALT+G

ALT+W

ALT+4

ALT+V

ALT+N

ALT+5

含义

局部拉出一个矩形区域，放大显示该区域的图形

将窗口内的图形缩至50%

重画

调用分析菜单

调用删除菜单

调用文件菜单

调用编辑菜单

调用构图菜单

调用屏幕显示信息

调用快捷键显示框

调用“自动存储文件设置”对话框

隐藏工具条

调用文件编辑菜单

调用屏幕视角设置菜单

调用“帮助”对话框

通过选屏幕上的实体来设定图层、颜色、线型

调用“图层管理”对话框

调用“图层限定”对话框

调用“图层可见性”对话框

调用“文件列表”对话框

调用“颜色设置”对话框

调用“字体设置”对话框

改变屏幕显示风格

隐藏屏幕图素

调用“系统配置”对话框

显示绘图坐标轴

将图形尽可能大地显示在窗口中

将窗口中的图形缩小至80%

调用“属性”对话框

调用“栅格”对话框

调用“窗口设置”对话框

调用刀具平面设置菜单

显示版本信息

打开“视角管理器”对话框

调用刀具平面设置菜单

36

37

38

39

40

41

ALT+0

ALT+Y

ALT+F5

ALT+D

ALT+S

ALT+T

调用刀具平面设置菜单

调用“实体管理器”对话框

调用窗口删除方式

调用“尺寸标注设置”对话框

颜色显示/隐藏

刀具路径显示/隐藏

第2章 二维零件绘图

本章将介绍直线、圆/圆弧、点、倒圆角、倒角、镜像、补正、修剪/打断和删除等基础几何图元的绘绘制方法和编辑技巧。二维线架的绘制是最基础也是最重要的部分，任何三维产品的设计都离不开二维线架，只有熟练掌握二维线架绘制的方法和技巧，并能加以灵活运用，才能在实际设计中提高设计效率和质量。

2．1

直线的构建

直线是指通过线段绘制模型的轮廓线，其具体形状和尺寸可通过使用直线相关命令来创建。

1．水平线：通过选择两点及定义Y轴来创建水平线

 选择【绘图】→【直线】→【水平线】命令，如图2-1所示操作。

选择第1点 选择第2点

图2-1 绘制水平线

2．垂直线：通过选择两点及定义X轴来创建垂直线

 选择【绘图】→【直线】→【垂直线】命令，如图2-2所示操作。

选择第1点

选择第2点

图2-2 绘制垂直线

3．两点画线：两点画线是指通过定义直线的起始点和终止点来创建直线

 选择【绘图】→【直线】→【两点画线】命令，如图2-3所示操作。

选择第2点

选择第1

点图2-3 绘制两点画线

4．连续线：通过选择一系列点来创建连续的多段直线段。

 选择【绘图】→【直线】→【连续线】命令，如图2-4所示操作。

第4点

第2点 第6点

第1点

第3点 第5点

图2-4 绘制连续线

按ESC完成连

续线绘制

5．极坐标线：通过定义直线的起始点和角度来创建直线

 选择【绘图】→【直线】→【极坐标线】命令，如图2-5所示操作。

选取起始点

图2-5 绘制极坐标线

6．切线：创建一条与已知圆弧或样条曲线相切的直线段

创建切线有三种方式：角度、两弧和经过一点。

●角度：通过指定切线的倾斜角和长度来创建一条与圆弧或样条曲线相切的直线

 选择【绘图】→【直线】→【切线】→【角度】命令，如图2-6所示操作。

选择保留的直线

选取圆弧

图2-6 切线—角度

●两弧：通过选择两已知圆弧来创建一条公共切线段

 选择【绘图】→【直线】→【切线】→【两弧】命令，如图2-7所示操作。

选取圆弧1

选取圆弧2

图2-7 切线—两弧

●经过一点：经过一已知点创建一条与已知圆弧相切的直线

 选择【绘图】→【直线】→【切线】→【经过一点】命令，如图2-8所示操作。

选择已知圆弧

选择已知点

图2-8 切线—经过一点

技巧点拨

切线的一个端点为切点。在圆弧或曲线上选择切点时，一般选择靠近光标点的附近位置，且切点有可能在相切对象的延长线上。

7．法线：法线就是创建已知几何对象（直线、圆弧或曲线）的法线

●经过一点：经过一已知点创建一几何对象的法线

 选择【绘图】→【直线】→【法线】→【经过一点】命令，如图2-9所示操作。

2选择已知点

1选择已知圆弧

4选择保留的法线

3

图2-9 法线—经过一点

●与圆相切：与已知圆弧相切创建一几何对象的法线

 选择【绘图】→【直线】→【法线】→【与圆相切】命令，如图2-10所示操作。

2选择圆弧

3按Enetr

1选择直线

4选择保留的法线

图2-10 法线—与圆相切

8．平行线：平行线就是与已知参考直线平行的线

●方向距离：通过定义补正方向和补正距离创建一直线的平行线

 选择【绘图】→【直线】→【平行线】→【方向距离】命令，如图2-11所示操作。

2指定补正方向右

1选择直线

3

3输入补正距离

图2-11 平行线—方向距离

●经过一点：经过一已知点创建一直线的平行线

 选择【绘图】→【直线】→【平行线】→【经过一点】命令，如图2-12所示操作。

1选择直线

2选择已知点

图2-12 平行线—经过一点

●与圆相切：与已知圆弧相切创建一直线的平行线

 选择【绘图】→【直线】→【平行线】→【与圆相切】命令，如图2-13所示操作。

1选择直线

2选择圆弧

4选择保留的平行线

图2-13 平行线—与圆相切

9．分角线：分角线即是角平分线

 选择【绘图】→【直线】→【分角线】命令，如图2-14所示操作。

1选择两直线

3选择保留的分角线

2

图2-14 平行线—方向距离

2．2

圆/圆弧的构建

圆弧指通过使用一系列的圆弧来构建模型的轮廓线。其具体形状和尺寸可通过使用圆弧相关命令来创建。

1．极坐标

●已知圆心：指定圆弧的圆心点、圆弧大小、起始角度和终止角度创建圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【极坐标】→【已知圆心】命令，如图2-15所示操作。

2

1指定圆心位置

图2-15 极坐标—已知圆心

●任意角度：指定圆弧的圆心点、圆弧大小和使用鼠标指出起始角度和终止角度的概略位置来创建圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【极坐标】→【任意角度】命令，如图2-16所示操作。

2

3鼠标指定起始角度的概略位置

1指定圆心位置

4鼠标指定终止角度的概略位置

图2-16 极坐标—任意角度

●已知起点：指定圆弧的起点、圆弧大小、起始角度和终止角度创建圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【极坐标】→【已知起点】命令，如图2-17所示操作。

2

1指定起始角度

图2-17 极坐标—已知起点

●已知终点：指定圆弧的终点、圆弧大小、起始角度和终止角度创建圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【极坐标】→【已知终点】命令，如图2-18所示操作。

2

1指定终止角度

图2-18 极坐标—已知终点

2．两点画弧：两点画弧是定义圆弧的起点、终点和大小创建一个圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【两点画弧】命令，如图2-19所示操作

2指定第二点

1指定第一点

4指定保留圆弧段

3输入半径31

图2-19 两点画弧

3．三点画弧：三点画弧是通过定义弧上的任意3点来创建一条圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【三点画弧】命令，如图2-20所示操作

1指定第一点

2指定第二点

3指定第三点

图2-20 三点画弧

4．切弧：切弧就是构建一个或多个图素相切的圆弧或圆

●切一物体：圆弧与图素相切且切点在图素上

 选择【绘图】→【圆弧】→【切弧】→【切一物体】命令，如图2-21所示操作。

1选择相切直线

2．选择切点

选择保留圆弧段

图2-21 切弧—切一物体

●切二物体：指定圆弧半径并与二图素相切

 选择【绘图】→【圆弧】→【切弧】→【切二物体】命令，如图2-22所示操作。

1输入半径12

2．选择相切图素1

3选择相切图素2

图2-22 切弧—切二物体

●切三物体：指定圆弧与三图素相切

 选择【绘图】→【圆弧】→【切弧】→【切三物体】命令，如图1-23所示操作。

1．选择相切图素1

2选择相切图素2

3选择相切图素3

图1-23 切弧—切三物体

●经过一点：圆弧与图素相切且经过图素外的一点

 选择【绘图】→【圆弧】→【切弧】→【经过一点】命令，如图1-24所示操作。

1．选择相切图素 3选择保留的圆弧段

2选择经过的点

图1-24 切弧—经过一点

2．3

倒圆角

倒圆角就是创建一个圆弧，它正切于两条曲线

●圆角半径：输入一个圆角半径值

●圆角角度S：选择两图素位置的正向进行倒圆角，圆弧角度小于180°

●圆角角度L：选择两图素位置的反向进行倒圆角，圆弧角度大于180°

●圆角角度F：选择两图素间倒出一个全圆的圆角

●修剪方式Y：倒圆角后对多余的边进行修剪

●修剪方式N：不修剪，倒圆角后保留原来的线段

●连续倒圆：是对串连起来的图素进行倒圆角，其圆角的形状和大小完全相同。

●串连方式A：所有方向都倒圆角

●串连方式P：只倒出逆时钟方向的圆角

●串连方式N：只倒出顺时钟方向的圆角

2．4

修剪延伸

修剪延伸主要是将相交图素进行修剪和延伸，是二维线架中比较重要的编辑命令

●单一物体：修剪/延伸一个图素

 选择【修整】→【修剪延伸】→【单一物体】命令，如图2-25所示操作

2选择修整的1选择修整的图素

目标图素

图2-25 修剪延伸—单一物体

●两个物体：同时修剪/延伸两个图素到它们的交点

 选择【修整】→【修剪延伸】→【两个物体】命令，如图2-26所示操作

2选择修整的1选择修整的图素1

图素2

图2-26 修剪延伸—两个物体

●三个物体：同时修剪/延伸三个图素到它们的交点

 选择【修整】→【修剪延伸】→【三个物体】命令，如图2-27所示操作

2选取修剪图素2

3选取修剪目标图素3

1选取修剪图素1

图2-27 修剪延伸—三个物体

●到某一点：修剪或延伸图素到某一点

●多物修剪：即是同时对多个图素进行修剪

●回复全圆：将一个圆弧段回复为整圆

●分割物体：将两条相交线/圆弧或将一条线/圆弧在另外两个图素中间分割。

2．5

倒角

倒角就是使两条相交的直线产生相同或不同的倒角，倒角的距离是从两条线的交点开始计算起的

 选择【绘图】→【下一页】→【倒角】命令，弹出如图2-28所示倒角视窗，点击确定，按图2-29所示操作

图2-28 倒角视窗

2

选择直线2

3选择直线3

1选择直线1

4选择直线4

图2-29 倒角

●单一距离：设置倒角的一边距离进行倒角，倒角两边的距离相等

●不同距离：设置倒角的两边距离进行倒角，倒角的两边距离可以不相等也可以相等

●距离/角度：设置倒角的一边距离和角度进么倒角

2．6

画出二维零件拨叉图

二维拨 如图2-30所示

图2-30 拨叉图

步骤1：画出中心线

1．改变图素属性

 点击副菜单中的中心线。如图2-31所示，单击确定。

，弹出【图素属性】选项，更改颜色为红色，线型为

图2-31 图素属性 图2-32 画水平线命令

2．画中心线

 按F9显示坐标轴。选择【绘图】→【直线】→【水平线】命令，如图2-32所示

 提示区显示：请指定第一个端点。选择A点。提示区显示：请指定第二个端点。选择B点概略画一水平线，然后输入Y轴坐标：0。如图2-33所示。

图2-33 输入Y座标.

 选择【绘图】→【直线】→【垂直线】命令，如图2-34所示

图2-34 画垂直线命令

 提示区显示：请指定第一个端点。选择C点。提示区显示：请指定第二个端点。选择D点概略画一垂直线，然后输入X轴坐标：0。如图2-35所示。

图2-35 输入X座标 图2-36 中心线

 结果如图2-36所示。

步骤2：画出三个圆和一圆弧

1．改变图素属性

 点击副菜单中的，弹出【图素属性】选项，更改颜色为绿色，线型为实线，线宽为延缓二条粗细的线。如图2-37所示，单击确定。

图2-37 图素属性

2．画三个圆

 选择【绘图】→【圆弧】→【点直径圆】命令，如图2-38所示

图2-38 画圆命令 图2-39 输入直径

 输入直径：14，选择原点（0，0），这时在原点出现一直径为14的圆。

 再选择画圆命令，输入直径：6，直接键盘输入坐标（-19，0）

 再选择画圆命令，输入直径：10，直接键盘输入坐标（17，0）

3．画一圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【极坐标】→【任意角度】命令。

 选择原点（0，0），输入半径26，按提示选择R1点为起始点，再选择R2点为终止点，结果如图2-40所示。

图2-40 画R26圆弧

步骤3：画水平线和极坐标线

1．画四条水平线

 选择【绘图】→【直线】→【水平线】命令，如图1-10所示概略位置画出四条水平线，选择位置1-2，输入Y轴坐标12；再选择位置3-4，输入Y轴坐标5；再选择位置5-6，输入Y轴坐标-5；再选择位置7-8，输入Y轴坐标-12。

2．画极坐标线

 选择【绘图】→【直线】→【极坐标线】命令，输入起始坐标值（-5，12），角度225，线长20。结果如图2-41所示

图2-41 画水平线和极坐标线 图2-42 镜射选项

步骤4：对图素作镜射

 选择【回主功能表】→【转换】→【镜射】命令，选择a1、a2二条直线，执行，选持X轴为对称轴，在弹出的镜射选项中，选取“复制”，确定，如图2-42所示。

 选择屏幕上方的【清除颜色】图标，图形颜色全部恢复为系统当前颜色，镜射后图形如图2-43所示。

图2-43 镜射结果 图2-44 拨叉图

步骤5：生成倒圆角和修剪图素

 选择【绘图】→【倒圆角】命令，在下级菜单中选圆角半径取3，圆角角度S，修整方式Y，拾取图1-13中的圆弧b1和直线b2，生成第一个圆角，再继续拾取圆弧b1和直线b10，生成第二个圆角。

 选择【回主功能表】→【修整】→【修剪延伸】→【二个物体】命令，依次拾取图1-43中的图素b2和图素b3，图素b9和图素b10。

 选择【回上层功能】→【三个物体】命令，依次拾取图素b3， b4和b5，图素b5，b6和b7，图素b7，b8和b9，结果如图2-44所示。

步骤6：尺寸标注

1．改变图素属性

 点击副菜单中的，弹出【图素属性】选项，更改颜色为黄色，线型为实线，线宽为第一条粗细的线。单击确定。

2．标注

 选择【绘图】→【尺寸标注】→【整体设定】命令，弹出尺寸标注整体设定视窗。在“尺寸的属性”中，在尺寸标注中设置字高为2，依比例，单击确定，如图2-45所示。

图2-45 尺寸标注整体设定选项

 选择【尺寸标注】→【水平标注】命令，选取原点（0，0）为第一端点，选取半径为5圆弧的圆心为第二个端点，把尺寸线放在适当位置，同样画出水平尺寸线5和19。

 选择【回上层功能】→【垂直标示】命令，画出垂直尺寸线12和24。

 选择【回上层功能】→【圆弧标示】命令，画出圆弧尺寸线R3、R5和R26。

 选择【回上层功能】→【圆弧标示】命令，画出圆尺寸线ф14。

 选择【回上层功能】→【角度标示】命令，画出角度尺寸线90°。结果完成图如2-46所示

图2-46 完成的零件图

步骤七：保存图形文件

 选择【回主功能表】→【档案】→【存档】命令，输入文件名：拨叉.mc9。

2．7

画出二维零件弯头图

二维弯头图如图2-47所示.。

图2-47 弯头图

步骤1：画出二条线

 选择【绘图】→【直线】→【极坐标线】命令，输入起始坐标值（0，0），或动态捕捉原点，输入角度0，输入线长95。再捕捉原点，输入角度105，输入线长85。按屏幕上方的“适度化”快捷图标，使图形最大化显示在屏幕上，如图2-48所示

图2-48 画二线段索 图2-49 画圆弧

步骤2：画出三个圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【极坐标】→【任意角度】命令。捕捉1为圆心，键入半径值16，选择位置2-3；同样捕捉端点4为圆心，键入半径值16，选择位置5-6；捕捉端点7为圆心，键入半径值16，选择位置8-9，如图2-49所示。

提示1：单击鼠标右键，如果显示“自动抓点”已打勾，则退出，如果显示“自动抓点”没有打勾，则单击自动抓点。

提示2：用极坐标画圆弧时，起点到终点逆时钟方向为所画圆弧

步骤3：旋转直线

 选择【回主功能表】→【转换】→【旋转】命令，拾起直线1，单击执行，选取端点2为旋转基准点，如图2-50所示。在弹出的旋转视窗中，输入旋转角度为-5°，如图2-51所示，确定。按同样方法，拾取直线3，选取端点4为旋转基准点，输入旋转角度为5°。

图2-50 旋转 图2-51 旋转选项

步骤4：画出与圆弧相切的平行线

 选择【绘图】→【直线】→【平行线】→【与圆相切】命令，拾取直线1（如图2-52所示），再拾取圆弧2，选择左边需要的直线为保留线段；同样拾取直线3，再拾取圆弧2，选择下面需要的直线为保留线段。然后删除辅助线段1、3。结果如图2-53所示。

图2-52 平行线 图2-53 镜射

步骤5：对直线作镜射

 选择【回主功能表】→【转换】→【镜射】命令，拾取直线1（图2-53），单击执行，拾取直线2为对称轴，在弹出的“镜射”选项中，选择复制，确定。同样，拾取直线3，拾取直线4作为对称轴，结果生成二条对称线，如图2-54所示。

图2-54 倒圆角 图2-55 修剪

步骤6：生成倒圆角

 选择【绘图】→【倒圆角】命令，在下级菜单中选圆角半径取6，圆角角度S，修整方式Y，拾取图2-54中的圆弧1和直线2，生成第一个圆角。再继续拾取圆弧3和直线4，直线5和直线64，直线7和圆弧8，直线9和圆弧10，生成其它圆角。结果如图2-55

步骤7：修剪圆弧到直线

 选择【回主功能表】→【修整】→【修剪延伸】→【三个物体】命令，依次拾取图1-55中的图素1、2和3。

 结果完成作图，如图2-56所示。

图2-56 弯头图

步骤8：保存图形文件

 选择【回主功能表】→【档案】→【存档】命令，输入文件名：弯头.mc9。

2．8

画出二维零件轮毂图

二维轮毂图如图2-57所示。

图2-57 轮毂图

步骤1：画出内外二个圆

 选择【绘图】→【圆弧】→【点直径圆】命令，输入直径值200，回车，选取原点（0，0）为圆心点。按ALT+F1，使屏幕适度化，再按ALT+F2，缩小0。8倍，这样图形在屏幕上位置放置适当。

 选择【回上层功能】→【点直径圆】命令，输入直径值45，回车，选取原点（0，0）为圆心点。按【ESC】退出画圆命令。如图2-58所示。

图2-58 画圆 图2-59 画直线

步骤2：画出三条直线

 选择【绘图】→【直线】→【水平线】命令，输入第一端点：-12，75，再输入第二端点：12，75。回车。

 选择【绘图】→【直线】→【垂直线】命令，分别任意选取A、B点为第一、第二端点（图1-31），输入X坐标为10，同样画出另一条垂直线，其X坐标为-10。

 将直线1、2进行旋转，选择【回主功能表】→【转换】→【旋转】命令，选取图2-59中的直线1，执行，选取原点（0，0）作为旋转基准点，设置旋转参数如图1-60所示，确定。

图2-60 旋转选项 图2-61 旋转选项

 继续选取直线2，执行，选取原点（0，0）作为旋转基准点，设置旋转参数如图2-61所示，确定。结果如图2-62所示。

图2-62 旋转直线 图2-63 生成圆弧

步骤3：画出R82圆弧和R40圆弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【极坐标】→【任意角度】命令，选取原点（0，0）为圆心点，输入半径值为82，选取圆弧初始角位置1和终止角位置2（图2-62），

 再选取原点（0，0）为圆心点，输入半径值为40，选取圆弧初始角位置3和终止角位置4，结果如图2-63所示。

图2-64 生成圆弧 图2-65 保留圆弧段

步骤4：画出二R12切弧

 选择【绘图】→【圆弧】→【切弧】→【经过一点】命令，选取图1-64中的圆弧1，再选点2为经过的点，输入半径12，按回车，出现二圆，选取图2-65中的圆弧4为保留部分。

 使用同样方法绘经过点3的圆弧，如果如图2-66所示。

图2-66 打断和修剪延伸 图2-67 倒圆角

步骤5：打断R82圆弧并修剪和倒4个R12圆角

 选择【修整】→【打断】→【打成两段】命令，选取图1-38中的圆弧1，再选取R12圆弧与圆弧1交点为打断点，圆弧1已打断。

 选择【修整】→【修剪延伸】→【两个物体】命令，点击圆弧A1和圆弧B1，再点击圆弧B2和A5。

 选择【修剪】→【倒圆角】→【圆角半径】命令，输入12，回车。拾取图2-66中的圆弧A1和直线A2，点生成第一个圆角.

 再继续拾取直线A2和圆弧A3，生成第二个圆角。

 再继续拾取圆弧A3和直线A4，生成第三个圆角。

 再继续拾取直线A4和圆弧A5，生成第四个圆角。

 结果如图2-67所示。

图2-68 轮毂图

步骤6：利用旋转功能，生成另外二个槽

 选择【回主功能表】→【转换】→【旋转】命令，选择串连，拾起图2-67中槽形线框，执行，再执行，选取原点（0，0）作为旋转基准点，弹出旋转选项视窗，选取复制，输入旋转次数为2和旋转角度为120°，单击确定。结果如图2-68所示.

2．9

旋钮模型3D线框图

旋钮模型如图2-69所示，创建旋钮模型曲面，要先创建图1-70的3D线框图，然后再曲面建模，主要是用昆氏工面功能来完成。创建旋钮曲面过程中应特别注意：构图时的Z深度，构图平面的选择和昆氏曲面的用法。

首先需创建如图2-70所示的线框模型。

图2-69 模型图 图2-70 线框图

图2-71 三视图

1．启动MILL模块

双击桌面上的MILL9图标，启劝Mastercam9.1的MILL模块。

2．在俯视构图平面上构建虚线辅助线

（1）设置构图平面为俯视图

 选择Main Menu(主菜单)→Cplanc(构图面)→Top(俯视图) 命令

（2）设置线型

 在辅助菜单区单击Attributes(图素属性)选项,在弹出的Attributes(图素属性)对话框的Line Style （线型）选项组的下拉列表中选择hidden项,设为虚线,如图2-72所示。

（3）创建辅助垂直线(对称轴)和水平线(圆的中心线)

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Line(直线)→Vertical(垂直线)命令,输入(0,-17.8),回车确认;再输入(0,9.3),回车确认,创建旋钮的对称轴;再选择Horizontal(水平线)命令,开始创建水平线,输入(-8,0),回车确认;再输入(8,0),回车两次后,创建圆的中心线,结果如图2-73所示.

图2-72 图素属性 图2-73 中心线

3． 在俯视构图平面上构建旋钮的水平轮廓线

（1）改变线型

 在辅助菜单中区选择Attributes(图素属性)选项，在Attributes(图素属性)对话框的Line

Style选项组的下拉表中选择Solid项，将线型改为实线。

（2）创建图弧

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Arc(圆弧)→Cire Pt+rad(点半径圆)命令，采用圆心+半径的方式创建圆。注意提示区（系统左下角）显示要输入半径的提示提示信息，如图2-74所示，输入8，回车确认。

图2-74 输入半径

 将鼠标移到绘图区，出现一个半径为8的圆，并随鼠标移动；将鼠标移动到两辅助线的交点处，系统将捕捉该交点作为圆心，并在该点显示一个方框，如图2-75所示，单击鼠标左键确认。

（3）创建水平线

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Line(直线)→Hortical(水平线)命令，创建水平线，输入（-5，-15.7）和(5,-15.7)两点,回车确认,生成的水平线如图2-76所示。

（4）创建两条垂直线

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Line(直线)→Vertical(垂直线)命令，移动鼠标至刚创建的水平线的端点，系统自动捕捉该点，单击鼠标左键确认，然后移动鼠标，拉到足够长后，单击鼠标左键确认，在提示区显示输入X坐标后，回车确认，创建出一条垂直线，同样创建另一垂直线。结果如图。

图2-75 交点处创建圆 图2-76 创建水平线和垂直线

（5）倒圆

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Fillet(倒圆角)命令，此时显示的倒圆子菜单如图1-77所示，选择Radius(圆角半径)命令，输入倒圆半径12.5,回车确认,如图2-78所示,并确保Angle(圆角角度)﹤180且为S(Short),Trim(修整方式)为Y(Yes, 即在倒圆的同时进行修剪),然后捕捉如图2-79所示的直线和圆弧进行倒圆,选择要保留的倒圆弧,完成第一步的倒圆,结果如图2-80所示.

图2-77 倒圆角菜单 图2-78 输入半径

点击该线段要保留的倒圆弧

图2-79 第一步倒圆的步骤 图2-80 第一步倒圆的结果

 同样的操作步骤，选取另一直线和圆弧，可完成另一半的倒圆。

（6）创建椭圆

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Next menu(下一页)→Ellipse(椭圆)命令，按图设置椭圆参数，如图2-81。X Axis Radius为5.8, Y Axis Radius为4.15,单击OK按钮后,将鼠标移动到靠近两辅助线交点位置,系统自动捕捉该点,确认,将椭圆放置在该点,结果如图2-82所示.

图2-81 模型图 图2-82 线框图

4. 在前视图构图平面上构建旋钮的前视图轮廓线

(1)设置构图平面为前视图

 选择Main Menu(主菜单)→Cplanc(构图面)→Front(前视图)命令.

(2)在Z=15.7的构图平面上创建圆弧,直线

步骤1 选择辅助菜单的Z深度选项,如图所示,然后输入15.7后,回车确认.

步骤2 创建R5的半圆

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Arc(圆弧)→Endpoints(两点画弧)命令,捕捉半圆的两个端点,完成后,出现如图所示提示,输入半径5后回车,此时生成一个圆,如图2-83所示,选择所要保留的半圆的位置,完成后的结果如图2-84所示.

要保留的上半圆

图 2-83 创建R5半圆 图2-84 创建圆弧

（3）在前视图Z=0的构图平面上创建圆弧、直线

步骤1：首先设定构图平面深度为Z=0。

步骤2：创建两段R3.5的圆弧。

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Arc(圆弧)→Polar(极坐标) →Start pt(已知起点)命令，采用极坐标已知起点法创建圆弧，选取该段圆弧的起点，注意提示栏信息，依次输入：圆弧半径3.5、起始角0、终止角90，得到如图2-85所示圆弧。

终止角度：90°

起始点：

起始角度：0°

图2-85 圆弧

 另一段采用已知终点法创建圆弧，选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Arc(圆弧)→Polar(极坐标) →End pt(已知终点)命令，选取该段圆弧的终点，输入半径3.5、起始角90、终止角180，得到的圆弧如图2-86所示。

圆弧终点：

终止角度：180°

起始角度：90°

图2-86 另一圆弧 图2-87 创建直线

步骤3：创建直线

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Line(直线)→Endpoint(两点画线)命令，选择两R3.5圆弧端点绘制一直线，结果如图2-87所示。

步骤4：创建R=35.68的圆弧

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Arc(圆弧)→Circ pt+rad(点半径圆)命令，选用圆心+半径的方法创建圆，并进行修剪。注意按提示操作：输入圆半径35.68，再输入圆心坐标（0，38.44），得到的结果如图2-88所示。还需作适当的修剪：选择Main Menu(主菜单)→Modify(修整)→Trim(修剪延伸)→1 entity(单一物体)命令，选择修剪圆弧R35.68到二边R3.5圆弧。得到的结果如图2-89所示。

半径为35.68，圆心为（0，38.44）的圆

图2-88 创建R=35.68的圆 图2-89 修整后的圆弧

5．在侧视图上构建旋钮的侧视图轮廓线

（1）设置侧视图构图平面

 选择Cplane(构图面)→Side(侧视图)

（2）创建R3.5圆弧

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Arc(圆弧)→Polar(极坐标) →Start pt(已知起点)命令，选择起始点，如图1-90所示。依次输入：圆弧半径3.5、起始角0、终止角90，得到的结果如图2-90所示。

终止角度：90°

起始点：

起始角度：0°

1

1

2

图2-90 创建R3.5圆弧 图2-91 画二直线

（3）创建直线

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Line(直线)→Hortical(水平线)命令，创建水平线，选择圆弧1中点（见图2-91），移动鼠标向右边延伸到足够长度后，单击鼠标左键确认，生成直线2；再选择R3.5圆弧终点为起点，移动鼠标向左边延伸到足够长度后，单击鼠标左键确认，生成直线3，如图2-91所示。

(4)创建R=12.24的圆弧

 选择Main Menu(主菜单)→Create(绘图)→Arc(圆弧)→Circ pt+rad(点半径圆)命令，选用圆心+半径的方法创建圆弧，输入半径R12.24，再输入圆心坐标（0，15），结果如图2-92所示。

2

3

半径为R12.24圆心为（0，15）

1

图2-92 创建半径为12.24的圆弧 图2-93 倒圆角

（5）倒圆及修剪

步骤1： 先对直线1与大圆R12.24进行倒圆角。

 选择Main Menu(主菜单)→Modify(修整)→Fillet(倒圆角)命令，选择Radius(圆角半径)命令，输入3，回车，选择直线1和圆弧3为倒圆对象，如图2-92所示。

 注意：选择图素时用鼠标单击图素需要保留部分，否则，保留的图素可能不合要求。倒圆后的结果如图2-93所示。

步骤2：对直线2和圆弧3进行修剪

 选择Main Menu(主菜单)→Modify(修整)→Trim(修剪延伸)→1 entity(单一物体)命令，先选择被修剪对象，再选择修剪边界，修剪后的结果如图2-94所示。

图2-94 线框图

2．10

练习总结

一．按图2-95所示画出二维线框图

图2-95 二维线框练习1

二．按图2-96所示画出二维线框

图2-96 二维线框练习2

三．按图2-97所示画出三视图

图2-97 二维线框练习3

第3章 曲面零件造型

曲面造型具有以下特点：

1．能表达形体的表面信息，可以对物体作剖面、消隐，可以获得数控加工编程所需要的表面信息，这使计算机技术在数控编程中的应用有了良好的基础。

2．按曲面的计算方法来分，曲面可以分为解析曲面和自由曲面。解析曲面是能够用解析式表达的有固定几何形状的曲面。自由曲面是指不能用基本立体要素（棱柱、棱锥、球、一般回转体、有界曲面）等解析曲面描述的呈自然形态的曲面，必须根据空间自由曲线和自由曲面的理论进行计算。

自由曲面通常有多个断面（Section,Across）或缀面（Patch）组成，它们熔接在一起形成一个物体形状。在实际应用中，通常自由曲面的形状比尺寸更重要。

3曲面造型方法的缺点是：不能准确表达物体的质量、重心、惯性矩等，难以对产品进行动态分析，难以实现CAE。

Mastercam 的曲面生成命令包括生成基本曲面和编辑已有的曲面。基本曲面命令包括生成牵引、旋转、直纹、举升、昆氏和扫描曲面；编辑已有的曲面包括曲面补正、曲面修整、曲面倒圆角和曲面熔接，还可以由实体产生曲面等。

3．1

牵引曲面（Draft）

牵引曲面是断面形状沿着直线笔直地挤出而形成的曲面。用于构建圆柱，圆锥，有拨模角度的模型

生成的牵引曲面与选取的构图面（CP）有关，牵引角度为0°时，沿着CP的法线运动。

3.1.1画出牵引曲面1：棱台

 调出图形文件：9(图3-1)

 选取CP=T，选择【绘图】→【曲面】→【牵引曲面】命令。选择“串连”，选取图2-1中的图形，设置牵引长度为12，牵引角度为-20，选取一种曲面型式，执行，结果生成一个牵引曲面，如图3-2所示。

图3-1 2D线框 图3-2 牵引曲面

3.1.2画出牵引曲面2：自由曲面

 调出图形文件：9(图2-3)

 选取CP=T，选择【绘图】→【曲面】→【牵引曲面】命令。选择“串连”，选取图2-3中的一条样条曲线，设置牵引长度为15，牵引角度为0，选取一种曲面型式，执行，结果生成一个牵引曲面，如图2-4所示。

图2-3 2D线框 图2-4 牵引曲面

3.1.3画出牵引曲面1：圆台

 调出图形文件：9(图3-5)

 选取CP=T，选择【绘图】→【曲面】→【牵引曲面】命令。选取图3-5中的圆，设置至一平面为Y，单击选取平面，选择Z（xy）平面，输入平面之Z坐标为0，设置牵引角度为-20，选取一种曲面型式，执行，结果生成一个牵引曲面，如图3-6所示。

图3-5 2D线框 图3-6 牵引曲面

3．2

直纹曲面（Ruled）

直纹曲面是由多个曲线段（断面外形）以直线型式熔接而成的曲面。

生成曲面时，应注意如下问题：

（1）依次选取每个外形段，选取每个外形段的位置应在同一侧，保证方向一致。否则生成的曲面会产生扭曲。

（2）如果用串连方式选择串连的图素，通常就保证组成每一外形的相连的图素之间为光滑连接无尖点。否则，系统会提示：“折角部分将被忽略，除非使用′图素对应‵！，请按键继续。”

3.2.1 画出直纹曲面1：异形半管

 调出图形文件：9(图3-7)

 选择【绘图】→【曲面】→【直纹曲面】命令。选择“串连”，选取图3-7中的位置1，再依次选择位置2、3。执行。（注意：系统在处理时，将依次把每个外形的距所选取图素位置较近端点作为起点来计算曲面，因此在选择每一外形时通常应在同一侧位置，否则所产生的曲面会发生扭曲。同时，应按照每一外形在空间的位置，顺序选取每一个外形）。

 选择曲面容差值和曲面型式，执行，结果生成一个直纹曲面，如图3-8所示。

图3-7 2D线框 图3-8 直纹曲面

3.2.2 画出直纹曲面2：异形圆台

 调出图形文件：9(图3-9)

 选择【绘图】→【曲面】→【直纹曲面】命令，选取图2-11中的位置1，2。执行。

 选择曲面容差值和曲面型式，执行，结果生成一个直纹曲面，如图3-10所示。

1

2

图3-9 2D线框 图3-10 直纹曲面

3.2.3 画出直纹曲面3：喷管

 调出图形文件：9(图3-11)

 选择【绘图】→【曲面】→【直纹曲面】命令，执行。选取图3-11中的外形1，依次选取外形2、3、4、5。执行。

 选择曲面容差值和平共处曲面型式，执行，系统会提示：“折角部分将被忽略，除非使用′图素对应‵！，请按键继续。”按回车键，结果生成一个直纹曲面，如图3-12所示。

图3-11 2D线框 图3-12 直纹曲面

3．3

举升曲面（Loft）

举升曲面是由多个曲线段（断面外形）以抛物线型式熔接而成的曲面。

3.3.1 画出举升曲面：汽车模型

 调出图形文件：9(图3-13)

 选择【绘图】→【曲面】→【举升曲面】命令，选择“窗选”功能，选取图3-13中矩形二对角点把全部图形包含在矩形框内，选择图形四角的其中一个角作为输入串连起始点，结果全部曲线被选中，执行。

 选择曲面容差值和曲面型式，执行，结果生成一个举升曲面，如图3-14所示。