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1、现代艺术浮雕模型设计及其数控加工张武刚1,杨武成2(1西安科技大学机械工程学院,西安710054;2西安航空技术高等专科学校,西安710077)摘要:通过对艺术浮雕三维实体成形原理进行分析,以ArtCAM软件为工具,归纳出了浮雕模型设计步骤及其数控雕刻铣削加工方法。并以实例验证了所述方法对艺术浮雕设计及其数控加工的效率和水平的提高具有较好的促进作用。关键词:艺术浮雕;艺术浮雕设计和加工软件;数控加工中图分类号:TP391173;J31212文献标识码:A文章编号:1671—3133(2008)08—0038
2、—04ModernmodeldesignandNCmachiningoftheartreliefZhangWu2gang1,YangWu2cheng2(1XiπanUniversityofScienceandTechnology,Xiπan710054,CHN;2XiπanAeroTechnicalCollege,Xiπan710077,CHN)Abstract:Thetraditionaldesignandprocessingofreliefhaslowefficiencyandlesstechnical
3、level.Throughanalyzingtheformingthree2dimensionalentitiesprincipleoftheartrelief,andbasedontheArtCAMsoftware,itgivesthemethodsthatareliefmodelofthedesignstepsandtheNCcarvingmillingprocess.Withanexampleofhelp,itprovesthemethodshaveabetterroleinpromo2tingthe
4、leveloftheartreliefdesignandNCmachiningefficiency.Keywords:Artrelief;ArtCAM;NCmachining凹下的幅度往往受到空间限制,与真实场景存在较大差异,一般都要进行必要的压缩处理。所以,浮雕模型在二维轮廓上具有二维绘画的形状,而在轮廓区域内又具有一定的高度。艺术浮雕实体成形过程就是为其对应二维轮廓定义顶面类型及高度的过程。根据浅浮雕的特征,二维轮廓顶面形状一般为以下三种类型:平面、棱面和弧面,如图1所示。对于给定的二维轮廓,在成形过程
5、中,平面顶面只需定义高度H即可;棱面顶面,需要定义顶角α;弧面顶面需要定义切向角β。通过这样的定义后,所创建的实体就具有最简单的浮雕特征,其效果如图2所示。0引言浮雕是在平面上雕刻出凹凸起伏形状的一种雕塑,是雕塑与绘画技术相结合的产物,它是用型面压缩的办法来处理对象,靠透视等因素来表现三维空间。随着生活水平的提高,人们对艺术浮雕产品的需求量逐年增大。而传统的浮雕设计加工效率低,技术水平较落后,一个创意从二维绘画到雕刻几乎全为手工操作,制作周期长、成本高、难度大且劳动强度大,难以充分满足市场需求。而基于计算机
6、技术的CAD/CAM技术的不断发展,为全面反映艺术浮雕设计人员的创意,实现高效率、低成本加工以及早日上市销售提供了技术保障。1艺术浮雕三维实体成形原理从几何空间角度分析,浮雕模型是一种轮廓与相应的二维绘画相吻合、表面凹凸起伏形状与绘画所描述的场景相对应的三维立体模型。要使浮雕能够表达出立体感,就应赋予其一定的高度,即在限定的空间内根据二维绘画所描述的内容凸起或凹下,以便表现出这种立体感。但浮雕模型与雕塑不同,其凸起或38图1区域轮廓顶面类型示意仅通过二维轮廓定义顶面类型和高度还难以创建复杂的艺术浮雕模型。对
7、于复杂模型,其各个部位不仅有高度方向上的立体感,而且具有鲜明的层次感。这也正是浮雕区别于二维绘画的重要艺术表现数控加工技术现代制造工程2008年第8期的顶面为弧面的实体,与眼部轮廓顶面为凹弧面的实体产生布尔差运算就会得到具有层次感的面部实体。2基于ArtCAM的艺术浮雕设计过程211浮雕设计过程利用计算机,设计人员可根据二维构思迅速设计出三维浮雕模型。目前,已经出现许多商品化的专业浮雕设计软件。ArtCAM便是其中一款功能强大的三维艺术浮雕设计和加工软件。ArtCAM提供了功能强大的二维图形编辑工具和三维建
8、模工具,可以读入二维绘图设计,无论扫描图片还是其他绘图软件的图形,包括DXF、DWG、EPS、AI、BMP、TIF、GIF等多种数据格式,可以由位图或者矢量形体直接生成三维浮雕,可创建复杂的扫面轮廓、3D混合造型和可充分定义的倾斜平面。ArtCAM浮雕模型设计遵循从二维到三维的基本过程,通过扫描或其他方式得到二维绘图以后,使用该软件进行浮雕模型设计的基本步骤如图6所示。浮雕设计过程可分准备阶段、浮雕生成和后期处理
