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MASTERCAM-X(V10)中文版


Mastercam V10基础教程

主编 张进春

Mastercam V10基础教程

9.1 外 形 铣 削 9.2 挖 槽 铣 削 9.3 钻 削 9.4 平 面 铣 削 习题与练习

二维加工

Mastercam V10基础教程

本章要点及学习

指导
二维加工的功能模块主要用于编制二维刀具路径,包括外形铣削、 钻削、挖槽和面加工等部分。在Mastercam X中要生成刀具路径,要 先选择机床类型,选择方法为:在主菜单中栏选择“机床类 型”→“铣削”,再选择所需要的机床类型。在选择好加工机床后, 就可以通过主菜单栏的“刀具路径”命令选择所需要的加工模组(即 菜单命令)如图9.1所示。

图9.1 加工模组选择

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案例导入
要加工如图9.2所示的零件,将用到平面铣削、外形铣削、挖槽、钻 孔等二维加工模组。

图9.2 零件图

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9.1.1 构建一个外形刀具路径
9.1.2 外形铣削参数设置 9.1.3 加工实例

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9.1 外 形 铣 削

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9.1.1 构建一个外形刀具路径
外形铣削刀具路径由沿着工件外形的一系列线和弧组成。外形 铣削通常用于加工二维或三维工件的外形轮廓,二维外形铣削刀 具路径的切削深度固定不变,而三维外形铣削刀具路径的切削深 度随外形的位置而变化。下面讲述生成外形铣削加工刀具路径的 具体步骤和方法。

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9.1.1 构建一个外形刀具路径
1. 选择外形铣削
通过主菜单栏上的“刀具路径”,选择“外形铣削”加工模组( 如图9.1所示)。

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9.1.1 构建一个外形刀具路径
2. 选取外形串连
在选择加工模组后会弹出“串连选项”对话框(如图4.8所示),通 过该对话框选择并确认需要的加工对象。

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9.1.1 构建一个外形刀具路径
3. 选择加工刀具
选中图4.8所示“串连选项”对话框中按钮 接着系统自动进 入“外形”对话框,选中“刀具参数”选项卡,定义需要使用的 加工刀具参数(如图9.3所示)。

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9.1.1 构建一个外形刀具路径
3. 选择加工刀具

图9.3 “外形(2D)”对话框(定义外形铣削刀具参数)

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9.1.1 构建一个外形刀具路径
4. 确定铣削加工参数
单击进入“外形”对话框的“外形铣削参数”选项卡,定义外 形铣削刀具路径的铣削参数(如图9.4所示),单击“外形”对话框中 按钮生成刀具路径。

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9.1.1 构建一个外形刀具路径
4. 确定铣削加工参数

图9.4 “外形(2D)”对话框(定义外形铣削参数)

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9.1.2 外形铣削参数设置
在选择好加工对象后,系统会弹出如图9.4所示的“外形”对 话框,刀具参数的设置在第8章的刀具设置中已有详细介绍,下面 仅介绍外形铣削参数的有关选项的设置方法。

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9.1.2 外形铣削参数设置
1.安全高度
用于设置每个刀具路径操作刀具移动的高度,系统通常在默认 状态下不选中该项。选中 按钮左边的复选框,则该按钮和 其右边的文本框均变为可见,可在文本框中输入一个高度值,或 单击该按钮后在图形上选择一点,以该点高度值作为安全高度值 。

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9.1.2 外形铣削参数设置
2.参考高度
参考高度参数用于设置刀具下一次的起点位置,系统通常不选 中该项,选中该按钮左 边的复选框,则该按钮和其右边的文本框 均变为可见,可在文本框中输入一个高度值,或 单击该按钮后在 图形区选取一点,以该点高度值作为参考高度值。

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9.1.2 外形铣削参数设置
3.进给下刀位置
进给下刀位置参数可设置刀具改变为插入速率(即工作进给)时 进入工件前的高度,即刀具离开加工面和未进入安全高度之前刀 具上升的高度,系统通常不选中该项,选中该按钮左边的复选框 ,则该按钮和其右边的文本框均变为可见,可在文本框中输入一 个高度值,或单击该按钮后在图形区选取一点,以该高度值作为 进给下刀位置。

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9.1.2 外形铣削参数设置
4. 工作表面
工件表面参数用来设置材料的Z轴高度。可单击该按钮后在图形 区选取一点,以该点高度值作为工件材料顶面高度值或在 按 钮右边的文本框中输入一个值。

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9.1.2 外形铣削参数设置
5. 深度
深度参数可确定加工深度,刀具下降至工作材料的最低位置,系 统设置深度至被选图形的最低位置。

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9.1.2 外形铣削参数设置
6. 补正形式
该下拉列表框有几个选项,可从其下拉列表中进行选择,如图 9.5所示,各选项说明如下。

图9.5 “补正形式”下拉列表

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9.1.2 外形铣削参数设置
7.路径最佳化
该复选框可设置是否消除在刀具路径中小于或等于半径的圆弧, 并帮助防止表面挖槽,若计算机补正关,或在控制器设置补正为 左或右,才可使用该选项。

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9.1.2 外形铣削参数设置
8.校刀位置
该下拉列表框可设置刀具的补正方式,是对圆头刀和球头刀设置 补正刀具路径,有下面两个选项。 球心:在刀具端头中心设置补正。 刀尖:在刀具的刀尖设置补正。

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9.1.2 外形铣削参数设置
9. 刀具在转角处走圆弧
该下拉列表框可设置在拐角处插入倒圆角命令,可选择如下选项 。 ?? 不走圆角。 ?? 小于135度走圆角。 ?? 全走圆角,所有的角为光滑过渡,倒圆角半径等于刀具半径。

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9.1.2 外形铣削参数设置
10. 寻找相交性
选中该复选框则Mastercam沿全部刀具路径去寻找自我相交性,若 发生一个刀具路径的问题,系统就会调整刀具路径防止表面切坏 。

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9.1.2 外形铣削参数设置
11. 曲线打断成线段的误差值
该文本框用于设置线性公差。较小的线性公差可产生更高刀具路 径精度,但是产生刀具路径时间较长,并构建一个较长的NC程式 。

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9.1.2 外形铣削参数设置
12. 3D曲线的最大深度变化量
该文本框用于设置最大深度偏差。当外形铣削计算铣刀补正时, 参考系统使用连接三维图素端点的方法,进行补正计算最大深度 变化量仅应用于三维外形刀具路径操作,由于三维外形的性质, 两个邻接三维图素的补正可不相交,最大深度偏差设置端点的Z值 ,可调整成为一个平滑的相交。

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9.1.2 外形铣削参数设置
13. XY方向预留量
该文本框用于为XY平面精加工设置余量。

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9.1.2 外形铣削参数设置
14. Z方向预留量
该文本框用于设置深度方向Z的加工余量。 工件材料余量的输入直接与计算机补正有关,当输入一个工件材 料余量参数为正值时,系统按照计算机参数补正,在指定方向补 正铣刀。若输入工件材料余量为负值,系统补正铣刀在相反的方 向至计算机参数补正。若设置在计算机里补正为关闭状态,系统 用控制器补正确定补正方向。但若在计算机里补正和控制器内补 正都设置为关闭状态时,系统忽略工件材料余量的设置。

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9.1.2 外形铣削参数设置
15. 平面多次铣削
单击 按钮可打开“XY平面多次切削设置”对话框(如 图9.6所示),从中可设置X轴和Y轴刀具切削次数,对话框中各参 数的含义如下。

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9.1.2 外形铣削参数设置
15. 平面多次铣削

图9.6 “XY平面多次切削设置”对话框

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9.1.2 外形铣削参数设置
16.分层铣深
单击该按钮可打开“深度分层切削设置”对话框,可设置刀具作 Z轴分层切削时的各参数,如图9.7所示。

图9.7 “深度分层切削设置”对话框

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9.1.2 外形铣削参数设置
17. 进/退刀向量
“进/退刀向量设置”对话框包括外形铣削刀具路径的进刀和退刀的全部选项,单击 按钮即可打 开该对话框,如图9.8所示。 “进/退刀向量设置”对话框中各参数含义如下。 在封闭轮廓的中点位置执行进/退刀。复选框用于设置是否在封闭轮廓的中点位置进/退刀。
重叠量。该文本框要求用户设置一个数据,这个数据是在退刀之前,刀具离已生成刀具路径终 点的一段距离。这个距离不是一个必设距离,因为有时候刀具在加工完后,可能还有些材料毛 边连在工件上,为切除这些连边可让刀具在终点处多走一段,以便完全切除材料。 进刀。进刀有两种方法:一是直线进刀,即刀具从起点运动到将要加工的点,并且切削零件时 ,这一段路径是直线型的;另外一种是圆弧进刀,即刀具运动到将要加工的点时,以圆弧的方 式切削。这两种方式主要都是从保护刀具的角度而设置的,为的是不使刀具在下刀的瞬间,因 切削量太大而损坏刀具。 在直线进刀中有以下两种方法可选择。 垂直。把进刀/退刀方向设在切削方向的垂直方向。 相切。把进刀/退刀方向设在切削方向的相切方向。 退刀。退刀设置与进刀设置类似,可参照进刀选项进行设置。

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9.1.2 外形铣削参数设置
17. 进/退刀向量

图9.8 进/退刀向量设置

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9.1.3 加工实例
上面介绍了生成外形铣削刀具路径的步骤,下面通过一个例子来 熟悉这一过程。 【例9.1】采用二维外形铣削模组加工如图9.2 所示的零件外形(假 设外形厚度为10mm)。 设置加工过程如下。 (1) 构建如图9.2所示的二维图形。 (2) 选择机床类型(在以后加工模组选择前都要先进行机床类型 的选取,不再重复)和外形铣削加工模组,系统提示选择串连,选 择图形最外边的外形线,如图9.9所示。

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9.1.3 加工实例

图9.9 外形轮廓选择

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9.2.1 挖槽铣削参数
9.2.2 挖槽粗切/精修的参数 9.2.3 挖槽加工实例

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9.2 挖 槽 铣 削
挖槽加工是加工一个封闭的内腔,这个内腔还可以存在 岛屿,但岛屿必须在同一个构图平面内。不能够选择3D链 进行挖槽加工,如果用户两次选择同一条轮廓链,系统会 提示警告信息单击主菜单栏上的“刀具路径”,选择“挖 槽”加工模组(如图9.1所示)。刀具参数的设置与前面介绍 的相同,下面介绍“挖槽参数”的“粗切/精修的参数”的 选项设置方法。

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9.2 挖 槽 铣 削

图9.14 “挖槽”对话框

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9.2.1 挖槽铣削参数
1. 挖槽加工形式

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9.2.1 挖槽铣削参数
1. 挖槽加工形式

图9.15 “挖槽加工形式”下拉列表

图9.16 “面加工”对话框

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9.2.1 挖槽铣削参数
2.加工方向
加工方向分为顺铣和逆铣两种。因为在加工时,机床工作台在 作移动,即工件在运动,刀具在作旋转运动。当刀具外圆加工的 切线方向与工件的移动方向相同时,称为顺铣;当刀具外圆加工 的切线方向与工件的移动方向相反时,称为逆铣。顺铣时,由于 两者速度方向相同,铣刀承受的切向力较小,有利于保护刀具, 但切屑飞出的速度更快,很容易伤人,而且顺铣的进刀量不能太 大,但能保证表面的加工精度;逆铣可以承受较大的切削力,切 屑飞出的速度没有顺铣时快,但逆铣有跳动,不易保证表面的粗 糙度。

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9.2.1 挖槽铣削参数
3.分层加工
在挖槽铣削加工中,切削深度的设置与外形加工的设置是相同 的。但在挖槽铣削加工中增加了岛屿加工,故在如图9.18所示的“ 分层铣深设置”对话框中,可以看到增加了一个“使用岛屿深度 ”复选框。当选中该复选框时,系统会把岛屿的深度加工出来, 然后再铣槽至设置的深度,若没有选中该复选框,则先进行凹槽 的下一层加工,再加工岛屿至设定深度。

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9.2.1 挖槽铣削参数
3.分层加工

图9.18 “分层铣深设置”对话框

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9.2.2 挖槽粗切/精修的参数
在“挖槽”对话框中单击“粗切/精修的参数”标签,将打开如图 9.19所示的选项卡。

图9.19 “挖槽(标准挖槽)”对话框中的“粗切/精修的参数”选项卡

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9.2.2 挖槽粗切/精修的参数
1.粗切
? 切削方式:可从该列表框中选择一个挖槽粗加工的加工方法,系 统提供了8种切削的走刀方式。 ? 双向切削:这种方式其实在上面的平面铣削加工中已作介绍,它 是指刀具来回双向加工,加工示意图如图9.20所示。

图9.20 双向切削

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9.2.2 挖槽粗切/精修的参数
2. 精修

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9.2.3 挖槽加工实例
【例9.2】采用挖槽加工模组加工如图9.2所示图形中心的槽。 加工步骤设置如下。 (1) 取档:打开如图9.2所示的图形文件。 (2) 选择挖槽加工模组:通过主菜单“刀具路径”→“挖槽”命令选 择挖槽加工模组。 (3) 选择串连:当选择好“挖槽加工”模组后,系统弹出“串连选项 ”对话框,在此选择图形中部带键槽的R15圆孔及键槽所构成串连,暂时 不考虑箭头方向,但串连必需是封闭的,否则不能生成刀具路径。选择 好串连后,单击 按钮,系统弹出“挖槽(标准挖槽)”对话框(如图9.30所示) 。 (4) 选择刀具:因上下部槽宽6mm,在此选用直径3mm的平底铣刀, 参数采用默认设置。 (5) 设置2D挖槽参数:挖槽深度选择-10mm,其他相关参数设置如图 9.30所示。 二维加工

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9.2.3 挖槽加工实例

图9.30 “挖槽(标准挖槽)”对话框

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9.3 钻



钻削加工允许用户选择一系列的点,在它们之间构建钻削刀具路 径。钻孔加工在机械加工中应用得比较多,加工的方式也较多, 比较常用的有钻孔、铰孔和攻螺纹等。 在钻孔加工中,一些相关的高度参数与前面已介绍加工类型中的 含义类似。钻孔加工所特有的参数主要是被加工孔的选择及加工 孔时刀具的移动方式。 下面介绍钻孔加工参数设置方法。

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9.3 钻



1.加工点的选择
在主菜单栏依次选择“刀具路径”→“钻孔”命令(如图9.34所 示),弹出“选取钻孔的点”对话框,如图9.35所示。默认情况下 为手动选择,即用鼠标在绘图区选择所需要加工的圆或者点,该 对话框选项介绍如下。

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9.3 钻



1.加工点的选择

图9.34 刀具路径菜单

图9.35 “选取钻孔的点”对话框

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9.3 钻



2. 钻削参数
在加工点的选择结束后,单击如图9.35所示“选取钻孔的点”对 话框中的 按钮,系统弹出如图9.37所示的“深孔钻-无啄钻” 对话框。 在该对话框中可设置各钻削参数。钻孔加工也有安全高度、退刀 面的设置。这些参数与其他加工方法的含义是一样的。在加工深 度中,只要设置好所需要的钻削深度坐标值即可,如果要钻通孔 ,一般应把该坐标值设置为小于孔底坐标,以便钻孔时能完全钻 通,以免出现堵塞现象。

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9.3 钻



2. 钻削参数

图9.36 “排序”对话框

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9.3 钻



2. 钻削参数

图9.37 “深孔钻-无啄钻”对话框

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9.4.1 走刀方式的设置 9.4.2 分层铣削

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9.4 平 面 铣 削
面加工主要是快速切除毛坯面的材料。其刀具参数设置与 前面介绍的相同,“平面铣削参数”选项卡中的很多参数 在前面已介绍过,下面介绍其走刀方式和分层铣削的参数 设置。

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9.4.1 走刀方式的设置
平面铣削有以下四种走刀方式,如图9.42所示。 (1) 双向:来回走刀,刀具在刀具路径中都进行加工。 (2) 单向-顺铣:单方向切削,刀具在一次走刀之后将提升到安全高度,然后 沿着斜角运动到下一次走刀点之前,加工中刀具旋转方向与刀具移动方向相反。 (3) 单向-逆铣:刀具仅在一个方向上切削,加工中刀具旋转方向与刀具移动 方向相同。 (4) 一刀式:只进行一次加工,这个选项仅在选用的刀具大于或等于工件宽 度时才选能用。

图9.42 走刀方式

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9.4.2 分层铣削
当工件的加工余量较大时,为了延长刀具寿命,以及保证加工的表面 质量,可以设置分层铣削的方式。即刀具每次加工一定的深度,然后进 刀,再铣下一刀直至完成全部铣削通过选中“平面铣削参数”选项卡中 “分层铣深”按钮前的复选框并单击该按钮将打开“分层铣深设定”对 话框如图9.43所示。该对话框的选项说明如下。

图9.43 “分层铣深设定”对话框

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9.4.2 分层铣削
【例9.4】采用“面铣”加工模组加工如图9.2所示零件图形的表面。 加工步骤设置如下。 (1) 绘图或取档。 (2) 选取加工模组:通过主菜单命令“刀具路径”→“面铣”选取加 工模组。 (3) 选择加工串连:选择好加工模组后,系统弹出“加工对象选取” 对话框,选取如图9.44所示的串连。单击“加工对象选取”对话框中 按 钮确认所选串连,系统弹出如图9.45所示的“平面铣削”对话框。

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9.4.2 分层铣削

图9.44 串连

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9.4.2 分层铣削
(4) 选择刀具:单击“刀具参数”选项卡,从刀具路径管理器中选取 一把直径为6mm的平底铣刀,刀具参数选择默认设置。 (5) 平面铣削参数设置:单击“平面铣削参数”选项卡,按如图9.45 所示,在“平面铣削”对话框中设置平面铣削参数。 (6) 刀具路径模拟:在所有参数设置完毕后,单击按钮 ,系统将 自动完成刀具路径的计算(如图9.46所示),回到主界面。单击刀具路径管 理器中的 按钮进行刀具路径模拟,最后模拟效果如图9.47所示。

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9.4.2 分层铣削

图9.45 “平面铣削”对话框

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9.4.2 分层铣削

图9.46 刀具路径

图9.47 模拟效果

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习题与练习
1. 简答题
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 叙述构建外形轮廓加工刀具路径的步骤。 外形铣削分别有哪些补正方法? 叙述构建挖槽刀具路径的步骤。 挖槽模组粗加工分别有哪些方法? 钻孔模组有哪几种钻孔方式? 面铣削的主要用途有哪些?

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习题与练习
2.实作题 (1) 分析如图7.84所示零件图形的加工方法,并设置其面 铣削、外形铣削、挖槽铣削和钻孔加工的刀具路径,零件厚 度为20。 (2) 分析如图9.48所示的零件图,创建其加工路径。

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习题与练习
2.实作题

图9.48 实作题(2)图

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本章学习结束,希望同学们掌握二 维加工的功能模块中的各种设置和操 作方法.

Goodbye!
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