MasterCAM是當今廣泛使用的CAD/CAM軟件。合理地利用CAD/CAM軟件可以大幅提高機械設計和加工的工作質量和效率。本文以手機殼模具的建模和加工過程為例，就如何靈活運用MasterCAM進行機械設計和加工進行了初步探討。

一、模具制件的設計

運用MasterCAM中的Rectangle矩形命令、Arc命令繪制出Top面輪廓線，并用Fillet命令做圓角處理，繪制出Top面。通過實體Solids/Extrude命令拉伸12mm得到實體輪廓。在Front視圖中，運用Spline曲線、Arc圓弧曲線等命令繪制出手機上表面曲線。同樣，運用Extrude命令進行實體拉伸，在Extrude Chain窗口中選中Cut Body選項，使其對前面在Top面中繪制的實體進行實體剪切，即擠壓實體中的布爾運算，從而得到手機上表面曲面。選Solids→Fillet對所做的實體倒圓角，完成模具制件的設計。在繪圖過程中，應用Level圖層功能對設計有很大幫助。可以將不同的曲線、實體單獨放在各自的圖層里，并對其命名加以區分。根據需要屏蔽無關圖層，使視圖簡化、清晰，方便修改，減少操作失誤。

二、模具實體的設計

1. 機體的設計
設置構圖平面、視圖平面均為Top平面，把(0，0)點定位在手機左下角，按照制件設計完成實體制作。手機按鍵與機體并不是同一整體，在機體制造中，按鍵部分應該為孔，所以在模具上表現為凸出。

2. 按鍵的設計
在Level打開一個新的圖層，設置構圖平面、視圖平面均為Top平面，設置工件深度Z為12，選Create→Next Menu→Ellipse繪制兩個交叉的橢圓，選Modify→Trim修剪兩個橢圓，得到按鍵的平面輪廓線。因為左右兩邊的按鍵對稱，選Xform→Mirror命令來鏡像前面所繪制的按鍵，再在中間位置繪制一個橢圓形按鍵。選Translate命令，選中前面繪制的三個按鍵圖形并確定，出現Translate Direction命令對話框，選擇兩點間式，在平移對話框中設定Operation選項為Copy，Number Of Steps為3確定，通過輸入坐標定位，得到12個手機基本按鍵。再在基本鍵上方繪制不同的功能鍵。

圖1 Top 面設計
將視圖轉化為Side視圖，用Translate命令移動按鍵所在位置，使它們處在手機上表面上。打開Level，設置一個新的圖層。用Extrude命令拉伸出按鍵實體。雖然各個按鍵不是連接在一起的，但也可以同時選擇拉伸。選擇Chain，然后選擇全部按鍵同時拉伸。在選擇時會出現方向不統一的問題，可以用Reverse It來修改需要改變的方向，使其達到要求。設置完畢單擊Done，出現Extrude Chain對話框，選擇Extrusion Operation，按照默認值Create Body，在拉伸距離輸入2，按Ok完成拉伸。對按鍵進行倒角，選Main Menu→Solids→Fillet指令，主菜單顯示拾取實體圖素菜單，設置Faces為Y，Edges、Solids為N，然后拾取按鍵上表面，選Done-Done并設置Radius為1，生成倒圓角實體。到此按鍵設計完成。

3. 顯示屏幕的設計
隱藏按鍵實體圖層，重新打開一個圖層，設置構圖平面、視圖平面均為Top平面，工作深度仍為12。點擊Create→Rectangle繪制一個矩形。顯示矩形菜單，選擇1 Point輸入寬度30、高度20，并選Create Center Point，在屏幕上鍵入矩形中心點，確定矩形位置，完成矩形繪制。打開實體圖層，設置視圖為Front。選Xform→Rotate命令選取矩形，繞矩形中心點旋轉3°。選Translate命令移動矩形，使矩形中心點落在機體上表面上。拉伸矩形，打開Solids→Extrude命令，選中矩形拉伸3mm，在拉伸對話框Extrusion Operation選項選中Cut Body，朝機體方向拉伸，系統提示選擇被切割實體對象，鼠標單擊機體，拉伸完畢。將矩形所在圖層隱藏，只顯示實體圖層。選Solids→Fillet命令，設置為Edges為Y，Faces、Solids為N。選擇手機屏幕邊，進行倒角，完成手機屏幕設計。實體建模階段完成，如圖2所示。

圖2 顯示屏幕的設計

三、刀具路徑生成

刀具路徑生成步驟如下：
(1)在主功能區依次單擊Toolpaths和Surface命令 ；
(2)在主功能區選擇Finish精加工；
(3)選擇加工方式為Parallet平行加工；
(4)系統提示區顯示Select Drive Surface，則窗選整個手機，在主功能區選Solids，將Surface后的Y改為N，用鼠標單擊屏幕中的手機，選取整個實體，點擊Done/Done；
(5)確定刀具參數及生成刀具路徑。

在Tool Parameters空白區域單擊鼠標右鍵，選Get Tool From Library，從刀庫中直接選取1#平頭銑刀。點擊Surface Parameters標簽，設置安全高度Clearance、退刀高度Retract、進給高度Feed等參數。點擊Finish Parallet Paramenters設置最大步距為0.1，點擊確定和主菜單中的Done，完成路徑生成，在工作區中出現曲面銑削刀具路徑，如圖3所示。

圖3 刀具路徑生成

四、NC代碼輸出及模擬加工

在主功能區單擊Operations命令，將出現Operation Manager窗口。選擇Post按鈕后，出現Post Prossing窗口，選中Save NC File可選框，點擊OK輸出NC代碼，如圖4所示。

銑削程序生成后，可按Verify按鈕，顯示立體毛胚，這樣就可模擬加工了。

經過計算機模擬加工，可增大實際加工的把握性。我們通過選擇合適的背景、燈光等手段，得到的模擬效果如圖5所示。

圖4 生成NC代碼

圖5 加工效果圖

五、結束語

本例通過手機殼模具的設計與制作簡要介紹了運用MasterCAM軟件進行實體的設計與加工。采用MasterCAM進行編程，減少了編程人員的工作量，免去了煩瑣的計算，縮短了在機床上的調試時間，提高了工作效率，并保證了零件加工精度。