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[摘 要]本文结合图例探讨MasterCAM中CAD（作图部分）的作用，对三维图的建模作重点问题分析，介绍了如何用MasterCAM中坐标移动法，法线、图素构面的操作方法创建三维图。
[关键词]MasterCAM 坐标系移动 法线构面 三维图
一、前 言
MasterCAM软件广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域，它具有二维图形设计、三维曲面、实体设计、刀具路径模拟、加工实体等功能，深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎。现行MasterCAM教程及有关教学参考书CAD部分内容中，对移动坐标系，法线、图素构面等作图方法均没有提及或没有具体作图实例作分析，致使创建三维图困难或作图速度慢。本文针对这一原因，对该部分内容作进一步的分析说明。同时文章提出的新方法取得了很大的成效，并在教学中得到很好的论证，对构图极其重要。下面结合实例介绍MasterCAM软件CAD部分中移动坐标系，法线构面的方法创建三维图的应用。
二、三维图型建模方法
(一)建模要求
用MasterCAM软件中CAD构建三维图，通过在构图面上创建二维断面图以拉伸、旋转、扫描等方法添加材料或去除材料生成实体。二维断面的拉伸、扫描造型要求的方向必须与生成其特征的断面垂直。如果是规则的图形，它的构图面可设在顶、前、侧面上。如果不规则的图形，如在斜面或曲面构建图形，需要移动坐标系、法线或图素构面的方法创建。
(二)复杂零件建模重点问题分析
创建三维图形，先要确定构图面，在构图面上创建二维图形。顶、前、侧面或与它们平行的平面，容易确定。对于斜面或曲面上建模，构图面必须是与斜面或曲面的法线相垂直的面。所以在构建复杂的三维图形时，先将坐标系移到法线的某点上，然后以法线构面的方法创建构图面，创建出新的构图面XY斜面或平行于斜面上。曲面的构图面垂直于曲面的法线。
(三)移动坐标系的方法
⒈单击次功能表中构图面，在状态栏中出现“Alt+0”提示，先一手按“Alt”按键不放，然后按“O”键同时放开。
⒉将鼠标移到将要建立坐标系的新坐标点上，单击鼠标左键。
⒊按“F9”功能键将坐标系显示出来，用鼠标单击次功能表中构图深度Z，将深度设置为Z=0，即完成坐标轴移动。
(四)法线构面、图素构面方法
1.法线构面方法：单击次功能表中的构图平面（Cplane）→单击在主功能表显示的“Normal”（即法线构面按键）→在图中法线上选一点，然后单击左键→单击主功能表显示的贮存“Save”，即完成法线构面。
⒉ 图素构面方法：单击次功能表中的构图平面（Cplane）→单击在主功能表显示的“Entity”(即图素构面按键)→在图形中选取一面或二直线或三点。
三、建模实例
(一)拉伸生成实体实例：现举一简单的例子说明移动坐标及作图中构面方法。如图1所示，图中由二部分图素构成（即三角斜块和圆柱体）。作图分析：先构建三角形斜块，然后在三角形斜面上生成圆柱体。构建三角形斜块的构图面可直接选Side面创建三角形截面，用拉伸方法生成。在三角形斜面上生成圆柱体的构图面，即要求XY坐标平面与三角形斜面重合，如何构建该构图面是作图的关键。具体作图步骤如下：
⒈三角形斜块的建模：选构图面、视角为Side。
Create(创建)/line(线)→绘直角三角形→Soilds(实体)/Etrude(拉伸)/Chain/选三角形/Done/拉伸距离为50→生成三角形斜块。
⒉三角形斜块上构建圆柱体：
⑵Create/line(线)/Parallel(法线)→作一条垂直Side面上三角形的斜边的法线(取上段部分)→单击构图面plane/Normal(法线构面)单击法线与三角形的斜边的交点/单击主菜单上的save(保存)即完成法线构面的步骤。
⑶移动坐标步骤：单击构图面plane→按“Alt+O”单击法线与三角形的斜边的交点/ 单击构图深度Z设为Z:0。此时坐标己移到三角形斜面上(即XY坐标平面己落在斜面上)。用同样的方法将坐标原点移到斜块的中点上。
⑷在三角形斜块的斜面上构建圆柱体：Create∕Cirl(圆)→绘半径为8的圆→Soilds(实体)/Etrude(拉伸)/Chain/选圆边∕Done∕拉伸距离为23→生成圆柱体。
(二)扫描构建三维图实例：
1.图形分析：如图2所示，图中由二大部分组成，一部分杯体，另一部分杯的耳朵。杯体容易构建，即画好二维图后用旋转指令可完成杯体的构建。构建杯的耳朵就有难度了，主要是构图面的确定，一时不知道以哪个面作为画椭圆截面的构图面。如果采用移动坐标法和法线构面法即可创建杯的耳朵部分了。
⒉作图步骤：
⑴杯体的构建：选构图面、视角为Side。
①Create(创建)∕Spline(样条曲线)∕Manual(手动方式)→绘出杯的二维样条曲线。同时画一根旋转中心线。
②Create∕Surface(曲面)∕Revolve(旋转)→绘制出杯体。
⑵杯体耳朵的构建：
①选构图面、视角为Side。Create(创建)∕Spline(样条曲线)∕Manual(手动方式)→在杯体的侧向绘出杯体耳朵二维轨迹曲线。
②移动坐标及完成法线构面：在二维轨迹曲线的始端作一条切线，操作方法为：Create/line(线)/Tangent(切线)→绘出经过始点的一条切线(把该切线作为构图面的法线)。法线构面方法与上述方法相同，产生出一新的构图面。同样，按上述方法将坐标原点移到切线的端点上，那么该构图面上所作的截面图垂直扫描的轨迹线。
③扫描截面：Create∕Next menu(下一级菜单)∕Ellipse(椭圆)→绘出椭圆并将它移到扫描轨迹切线的端点上。Create∕Surface(曲面)∕Sweep(扫描) /Chain/选椭圆边∕Done→生成杯体的耳朵部分。然后用Surface(曲面)倒圆弧角菜单指令，倒出杯体与耳朵间的圆弧角，即完成整个三给维图形的创建。
各类中等职业学校数控、模具专业普遍开设MasterCAM课程，所以对MasterCAM课程的教学极其重要。要很好地掌握和应用好该软件，必须把CAD与CAM有机地结合起来，不可忽视CAD部分的教学，要深化CAD部分的重点、难点问题，才能有效地解决三维图的创建。本文基于三维图的建模问题，给出了构图分析以及如何应用构图面和移动坐标方法构建图形，具有普遍性和通用性，为更好地、灵活地提高MasterCAM的应用水平，具有很大的现实意义。
参考文献：
[1]蔡汉明，宋晓梅著《MasterCAM》8.0实用教程[M].北京：人民邮电出版社，2001.
[2]张小宁主编《MasterCAM》9.0实用培训教程[M].北京：清华大学出版社，2004.
[关键词]MasterCAM 坐标系移动 法线构面 三维图
一、前 言
MasterCAM软件广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域，它具有二维图形设计、三维曲面、实体设计、刀具路径模拟、加工实体等功能，深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎。现行MasterCAM教程及有关教学参考书CAD部分内容中，对移动坐标系，法线、图素构面等作图方法均没有提及或没有具体作图实例作分析，致使创建三维图困难或作图速度慢。本文针对这一原因，对该部分内容作进一步的分析说明。同时文章提出的新方法取得了很大的成效，并在教学中得到很好的论证，对构图极其重要。下面结合实例介绍MasterCAM软件CAD部分中移动坐标系，法线构面的方法创建三维图的应用。
二、三维图型建模方法
(一)建模要求
用MasterCAM软件中CAD构建三维图，通过在构图面上创建二维断面图以拉伸、旋转、扫描等方法添加材料或去除材料生成实体。二维断面的拉伸、扫描造型要求的方向必须与生成其特征的断面垂直。如果是规则的图形，它的构图面可设在顶、前、侧面上。如果不规则的图形，如在斜面或曲面构建图形，需要移动坐标系、法线或图素构面的方法创建。
(二)复杂零件建模重点问题分析
创建三维图形，先要确定构图面，在构图面上创建二维图形。顶、前、侧面或与它们平行的平面，容易确定。对于斜面或曲面上建模，构图面必须是与斜面或曲面的法线相垂直的面。所以在构建复杂的三维图形时，先将坐标系移到法线的某点上，然后以法线构面的方法创建构图面，创建出新的构图面XY斜面或平行于斜面上。曲面的构图面垂直于曲面的法线。
(三)移动坐标系的方法
⒈单击次功能表中构图面，在状态栏中出现“Alt+0”提示，先一手按“Alt”按键不放，然后按“O”键同时放开。
⒉将鼠标移到将要建立坐标系的新坐标点上，单击鼠标左键。
⒊按“F9”功能键将坐标系显示出来，用鼠标单击次功能表中构图深度Z，将深度设置为Z=0，即完成坐标轴移动。
(四)法线构面、图素构面方法
1.法线构面方法：单击次功能表中的构图平面（Cplane）→单击在主功能表显示的“Normal”（即法线构面按键）→在图中法线上选一点，然后单击左键→单击主功能表显示的贮存“Save”，即完成法线构面。
⒉ 图素构面方法：单击次功能表中的构图平面（Cplane）→单击在主功能表显示的“Entity”(即图素构面按键)→在图形中选取一面或二直线或三点。
三、建模实例
(一)拉伸生成实体实例：现举一简单的例子说明移动坐标及作图中构面方法。如图1所示，图中由二部分图素构成（即三角斜块和圆柱体）。作图分析：先构建三角形斜块，然后在三角形斜面上生成圆柱体。构建三角形斜块的构图面可直接选Side面创建三角形截面，用拉伸方法生成。在三角形斜面上生成圆柱体的构图面，即要求XY坐标平面与三角形斜面重合，如何构建该构图面是作图的关键。具体作图步骤如下：
⒈三角形斜块的建模：选构图面、视角为Side。
Create(创建)/line(线)→绘直角三角形→Soilds(实体)/Etrude(拉伸)/Chain/选三角形/Done/拉伸距离为50→生成三角形斜块。
⒉三角形斜块上构建圆柱体：
⑵Create/line(线)/Parallel(法线)→作一条垂直Side面上三角形的斜边的法线(取上段部分)→单击构图面plane/Normal(法线构面)单击法线与三角形的斜边的交点/单击主菜单上的save(保存)即完成法线构面的步骤。
⑶移动坐标步骤：单击构图面plane→按“Alt+O”单击法线与三角形的斜边的交点/ 单击构图深度Z设为Z:0。此时坐标己移到三角形斜面上(即XY坐标平面己落在斜面上)。用同样的方法将坐标原点移到斜块的中点上。
⑷在三角形斜块的斜面上构建圆柱体：Create∕Cirl(圆)→绘半径为8的圆→Soilds(实体)/Etrude(拉伸)/Chain/选圆边∕Done∕拉伸距离为23→生成圆柱体。
(二)扫描构建三维图实例：
1.图形分析：如图2所示，图中由二大部分组成，一部分杯体，另一部分杯的耳朵。杯体容易构建，即画好二维图后用旋转指令可完成杯体的构建。构建杯的耳朵就有难度了，主要是构图面的确定，一时不知道以哪个面作为画椭圆截面的构图面。如果采用移动坐标法和法线构面法即可创建杯的耳朵部分了。
⒉作图步骤：
⑴杯体的构建：选构图面、视角为Side。
①Create(创建)∕Spline(样条曲线)∕Manual(手动方式)→绘出杯的二维样条曲线。同时画一根旋转中心线。
②Create∕Surface(曲面)∕Revolve(旋转)→绘制出杯体。
⑵杯体耳朵的构建：
①选构图面、视角为Side。Create(创建)∕Spline(样条曲线)∕Manual(手动方式)→在杯体的侧向绘出杯体耳朵二维轨迹曲线。
②移动坐标及完成法线构面：在二维轨迹曲线的始端作一条切线，操作方法为：Create/line(线)/Tangent(切线)→绘出经过始点的一条切线(把该切线作为构图面的法线)。法线构面方法与上述方法相同，产生出一新的构图面。同样，按上述方法将坐标原点移到切线的端点上，那么该构图面上所作的截面图垂直扫描的轨迹线。
③扫描截面：Create∕Next menu(下一级菜单)∕Ellipse(椭圆)→绘出椭圆并将它移到扫描轨迹切线的端点上。Create∕Surface(曲面)∕Sweep(扫描) /Chain/选椭圆边∕Done→生成杯体的耳朵部分。然后用Surface(曲面)倒圆弧角菜单指令，倒出杯体与耳朵间的圆弧角，即完成整个三给维图形的创建。
各类中等职业学校数控、模具专业普遍开设MasterCAM课程，所以对MasterCAM课程的教学极其重要。要很好地掌握和应用好该软件，必须把CAD与CAM有机地结合起来，不可忽视CAD部分的教学，要深化CAD部分的重点、难点问题，才能有效地解决三维图的创建。本文基于三维图的建模问题，给出了构图分析以及如何应用构图面和移动坐标方法构建图形，具有普遍性和通用性，为更好地、灵活地提高MasterCAM的应用水平，具有很大的现实意义。
参考文献：
[1]蔡汉明，宋晓梅著《MasterCAM》8.0实用教程[M].北京：人民邮电出版社，2001.
[2]张小宁主编《MasterCAM》9.0实用培训教程[M].北京：清华大学出版社，2004.