基于Art CAM的浮雕设计与数控雕铣加工.pdf

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1、栏目主持朱光明appl~c帆ofCAD／CAM／CAPPl垒垒垒鲨鏖旦基于ArtCAM的浮雕设计与数控雕铣加工安徽工业大学(马鞍山243o02)杨琦浮雕是在平面上雕刻出凹凸起伏形状的一种雕塑，思转换成三维艺术产品，且能够基于三维浮雕生成刀具是雕塑与绘画技术相结合的产物，是一种介于圆雕和绘路径，为复杂立体三维浮雕设计、珠宝设计和加工提供画之间的艺术表现形式，它是用型面压缩的办法来处理方便、快捷、灵活的解决方案。对象，靠透视等因素来表现三维空间。如今，浮雕艺术ArtCAM可通过两种方式建立三维浮雕CAD模型：渗入社会的各个领域，广泛应用于建筑、

2、木工、模具制①自行参数设计，即直接利用其先进的造型功能，使用造、珠宝生产、造币(纪念章)、包装设计、标牌制作、其自带的矢量和位图设计工具所绘制的数据设计三维产工艺礼品、制鞋、玩具等多种行业。随着人们生活水平品，如产生波纹图案、复杂扫面挤出以及三维文字功能的提高，社会对艺术浮雕产品的需求量逐年增大。传统等，这类方法与Pro／E等众多CAD／CAM一体化软件一的一个浮雕创意设计从二维绘画到雕刻几乎全为手工操致。②导人参数设计，既利用其功能强大的二维图形编作，设计周期长、加工效率低、成本高、难度大，难以辑工具和三维建模工具，将其他程序产生的矢量或

3、位图充分满足市场需求。随着CAD／CAM／CNC技术的不断发数据(包括DXF、DWG、EPS、AI、BMP、rI1IF、GIF、展，为全面实现浮雕的创意、进行高效率设计、低成本STL、PDF等多种数据格式)设计成三维浮雕模型。加工，以及产品早日上市销售提供了软硬件基础。例如，安徽工业大学校徽浮雕的三维CAD模型设浮雕的设计与数控加工主要包括三个过程：①浮雕计：首先将下载的校徽图案在图形处理软件中转换成CAD建模，应当遵循从二维到三维的基本过程，从轮廓JPG或BMP文件保存；在ArtCAM软件中使用“通过图到细节的设计。以二维绘图为基础，从绘

4、图表现内容、像生成模型”选项，导入图像、设置模型尺寸(50mm表现形式、成形思路分析等方面构建浮雕基础模型；通×50mm)、生成二维CAD模型文件；对模型进行矢量过二维轮廓分析，层次分析，对不同轮廓区域使用不同化处理，在“颜色”选项下将色彩减少到4种，在“矢颜色填充，为不同区域定义顶面类型，创建区域实体，量”选项卡下选择“按颜色边界拟合矢量”，进一步对进行布尔运算，初步完成三维实体模型设计；在初步设图像的边界进行编辑，如图1所示；用“浮雕”工具下计的基础上，对模型表面一些细节进行修改和完善，如的“等高文字”选项，将中英文标识和图案的浮雕深度

5、光顺处理等，直至全部模型设计完成。②浮雕CAM设分别为0．3mm相减和0．5mm相加，利用光顺工具进行计，根据浮雕三维模型制定加工工艺规划，选择相应的光顺处理提高表面质量，完成3D浮雕模型设计，如图2加工策略、刀具参数，自动进行数值计算，生成合理的所示。加工路径，在加工仿真完成后进行后置处理，最终输出浮雕零件的数控加工程序。③浮雕CNC加工，数控系统对输入的程序进行处理，转化成机床的控制信息，驱动机床进行加工运动，最终完成零件的加工。1．浮雕CAD建模ArtCAM由英国Delcam公司出品，可快速将二维构图1矢量处理的2D模型图2光顺处理后

6、的3D模型磊工冷加工兰!堡箜兰塑_WWW．meta1workin91950．corn■。■■■■垒■■■■■■■■■垒■■__■■■●■■垒■■■■_●堕■■■■■里■■■■■；I却plQ厂c~／CaM／cape2．浮雕CAM设计位置(8mm，顶层偏移0)，给定加工名称(粗加工)、ArtCAM具备较为强大的浮雕CAM功能，提供多种计算刀具轨迹。精加工：要加工的区域(全部模型)，2D和3D加工策略(如3D斜雕、V—Bit雕刻、智能雕加工策略(方向平行加工、0。角、余量0、公差0．01mm)，加工安全高度(1Omm)、刀具选择(mm刻，三维余量

7、加工等)，根据设计妊的浮雕模型生成刀具路径。在刀具路径模块下定义毛坯尺寸，设置刀具参雕铣刀(锥形)，主轴转速24000r／min，进给速度数(刀具下切步距、开始位置、z轴安全高度、进给速600mm／min、行距0．01BITI)、材料选项下设定参考点位率、下切速率和主轴转速等)，建立加工路径。运用仿置(8mm，顶层偏移0)、给定加工名称(精加工)、计真工具对所生成的加工路径进行轨迹仿真，仿真结果符算刀具轨迹。②分别对粗加工和精加工的路径进行仿合模具设计要求后，将加工路径按数控系统的要求进行真，通过仿真结果验证浮雕的曲面细节是否达到了模具后置

8、处理，生成数控加工程序。的要求，若符合要求进入下一步，要不符合要求则返回浮雕模具的加工通常是采用高速加工的方式，在遵刀具路径计算步骤重新设计。③在“刀具路径”选项循基本切削规律的