数控浮雕加工工艺设计.docx

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数控浮雕加工工艺设计

编号

正德职业技术学院

毕业实践报告

题目基于ArtCAM的浮雕设计与加工

学生姓名

学号

专业数控技术

班级086103

指导教师

二O一一年四月

摘要3

第1章Artcam简介4

1.1Artcam的应用范围4

1.2Artcam的主要功能特点4

第2章Artcam浮雕造型设计6

2.1浮雕设计的方法6

2.2喜洋洋三维浮雕设计6

第3章浮雕加工工艺分析10

3.1毛坯的设定10

3.2加工路径的选择10

3.3刀具选择11

第4章软件模拟加工及实物加工13

4.1软件模拟加工13

4.2机床实际加工14

4.3加工中的注意事项…………………………………………............................................14

结束语15

参考资料16

摘要

ArtCAM软件产品系列是英国Delcam公司出品的独特的CAD造型和CNC、CAM加工解决方案，是复杂立体三维浮雕设计、珠宝设计和加工的首选CAD/CAM软件解决方案，可快速将二维构思转换成三维艺术产品。

作为艺术产品的数控加工的分支，作者通过该软件进行喜洋洋的设计与三维造型、直到生成数控程序并完成零件的加工。

关键词；ArtCAM软件三维造型、数控加工

第1章Artcam简介

ArtCAM软件产品系列是英国Delcam公司出品的独特的CAD造型和CNC、CAM加工解决方案，是复杂立体三维浮雕设计、珠宝设计和加工的首选CAD/CAM软件解决方案，可快速将二维构思转换成三维艺术产品。

ArtCAM软件图标见图1图1

全中文用户界面使用户能更加方便、快捷、灵活地进行三维浮雕设计和加工，广泛地用于雕刻产生、模具制造、珠宝生产、包装设计、纪念章和硬币制造以及标牌制作等领域。

1.1Artcam的应用范围

ArtCAM软件系列可以把如手绘稿、扫描文件、照片、灰度图、CAD等文件一切平面数据，转化为生动而精致的三维浮雕数字模型，并生成能够驱动数控机床运行的代码。

ArtCAM包括了丰富的模块，这些模块功能齐备，运行快速，性能可靠，极富创造性。

利用DelcamArtCAM所生成的浮雕模型，可通过并、交、差等布尔运算，任意组合、叠加、拼接等产生出更复杂的浮雕模型。

并且可以渲染处理设计完毕的浮雕。

用户可以不用花费时间和金钱去制造出真实模型，通过屏幕，设计师就可直观看到真实的设计结果。

1.2Artcam的主要功能特点

1.平面数据设计编辑功能：

矢量、位图的读入、创建及修改；

2.强大的三维浮雕设计功能：

可以产生一系列简单或复杂、对称及不对称的三维浮雕模型；

3.添加灯光材质，实现如真实效果般的渲染工具；

4.能够读入三维实体或曲面数据，达到装配的目的；

5.独一无二的三维浮雕分层设计工具，提高效率；

6.丰富的加工策略，可实现三维仿真，自动换刀，精加工、粗加工、智能加工等；

7.开放的后处理，支持如扫描仪、雕刻机、雕铣机、雕蜡机、激光雕刻机、加工中心、快速成型机等多种设备。

8.实用的传输工具ArtSpool,连接电脑和加工设备，可实现在线传输加工。

第2章Artcam浮雕造型设计

2.1浮雕设计的方法

使用Artcam软件进行浮雕设计，可以选择两种方法：

一是通过分辨率高的图片通过软件的使用转换为三维浮雕；二是通过二位矢量图形转换为浮雕。

采用哪种方法根据自己的实际情况选择。

2.2喜洋洋三维浮雕设计

1）点击图标。

运行Artcam程序。

2）软件运行后首先将二维图片纸导入Artcam。

如图2

图2导入二维图片界面

3）。

如图3

图3设置模型尺寸界面

图片成功的导入Artcam中了，然后我们就可以分别查看图片导入进去的2D图如图和3D效果粗图。

图42D效果图图53D效果粗图

4）艺术处理

这个是Artcam中为我们所设置的浮雕加工工具。

如图6浮雕操作工具条

我们先对我们的浮雕进行初步处理，图片导入后可通过查看的3D效果，可以看出画质会很粗糙，因此，我们需要先光润一下浮雕表面。

图6浮雕操作工具条

我们先选择工具栏中的“光顺浮雕”的按钮，进入光顺浮雕的操作。

如果效果不是很好的话我们可以多次对浮雕进行光顺。

也可以在工具栏中设置。

图6光顺界面图

光顺之后我们在对浮雕进行进一步操作，我们3D效果中浮雕的高度不是很明显，接下来我们要将浮雕的高度提高，让浮雕在画面中更加明显这样的加工效果就会更好。

选择“缩放浮雕高度”的按钮，对浮雕进行缩放处理。

进入对话框，我们选择对应全部层，缩放高度为2.0mm。

图7缩放浮雕高度界面图8缩放后效果

缩放完毕后我们的浮雕造型也已经大体上完成了，之后的就是我们对于细节方面的改动，对于此项操作，需要有细心耐心。

我们选择浮雕雕刻按钮。

进入浮雕雕刻操作。

这里给我们提供了5种功能如图9，雕刻工具分别是“光顺”，“涂抹”，“堆积”，“镂刻”，“擦出”，这五种工具可以帮助我们对我们的浮雕的细节进行操作进行处理。

光顺：

和我们刚才进行的光顺差不多只不过这个是局部的光顺，对细节处理时所需要的。

涂抹：

就是对粗糙不平的细节进行进行光润对高低不平的台阶处理让他们更加平滑

堆积：

对浮雕的低洼处进行补平，补充浮雕中缺少的部分，对浮雕进行填充。

镂刻：

就像雕刻刀一样的工具，对浮雕的线条进行刻画，也可以对浮雕深陷入的区域进行处理。

擦出：

对雕刻工具中的操作进行擦出处理，出去以上的操作痕迹。

图9雕刻工具界面

图10最终效果图

第3章浮雕加工工艺分析

3.1加工路径的选择

首先选择“刀具路径”进入刀具路径的处理界面。

如图11刀具路径操作面板

我们在此选择三维刀具路径加工方法，二维刀路适合刻字以及平面花纹的雕刻加工，点击三维刀路中的“浮雕加工”，进入浮雕加工操作工具栏。

浮雕加工将产生一加工当前浮雕全部表面或是已选矢量为边界的限定区域浮雕的三维路径。

进入浮雕加工操作界面，选择浮雕浮雕加工，X向平行加工，其他的为默认值就好。

如图12加工区域选择

图11刀具路径操作面板图12加工区域选择

设置好上一步之后现在我们进入高度设置，安全高度设置在50mm为我们编程常用安全高度。

如图13安全高度设置

图13安全高度设置

3.2刀具选择

Artcam给我们提供了强大齐全的刀具库系统，如图14刀具库。

分别应对不同的加工材料和加工方法。

如图14刀具库

在刀具数据库中我们选择好自己所需要的刀具，如果刀具数据库中没有我们所需的刀具，我们也可以在刀具数据库中创建我们所需的刀具。

根据我们的需要我们可以对刀具的直径、步距进行设置。

图15图16

图15图16

3.3毛坯的设定

刀具设置好了以后，最后我们要设置加工浮雕的材料。

如图17

图17材料的设置

再输入完刀路名称后就可以生成刀具路径了。

第4章软件模拟加工及实物加工

4.1软件模拟加工

了解了浮雕刀具加工设置的技巧后我们就可以按照自己所需的参数进行设置，这次加工这个图片，我的选择是粗加工时使用3mm的球头铣刀，余量设置为2mm，精加工选择1.5mm的球头铣刀。

来进行浮雕的雕刻。

粗加工刀路效果

精加工刀路效果

对仿真加工效果的观察表明，浮雕模拟表明，浮雕表面的效果还是很粗糙的。

部分细节的效果不是很好但大体轮廓已将充分加工成型，细节加工一般对于专业数控雕刻作品加工时，专业人员会使用专用的雕刻刀（V型刀）对细节进行加工造型那样效果就会很好。

4.2机床实际加工

选择数控实训中心的（某某型号的）立式加工中心进行该零件的加工。

加工过程中所摄图片如下：

实物图如下：

4.3加工中遇到的问题及注意事项

1.由于学校机床系统内存没有足够大所以无法将程序导入进加工，我们选择了联机在线加工。

2由于学校机床系统不支持29999以后的程序行号，所以在加工中选择了在导入程序中删除所有行号。

3选择代木做加工材料为了节约加工时间加工速度可以放到最快以节约时间。

结束语

经过这次毕业设计，我学习到了很多东西，从软件的安装第一次操作，到在网上寻找相关资料，在网上也咨询过好多专业人士的点拨。

对于老师和网友的帮助，在此我表示万分的感谢

这次设计是对大学三年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己求学之路还很长，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。

我以后在工作中会更加努力学习，使自己成为一个对社会有贡献的人。

这次设计的完成得到了老师的耐心帮助和悉心指导，能够按时完成这次毕业设计，这与老师的指导和帮助是分不开的，我在这里对我的指导老师表示衷心的感谢。

同时，还要感谢我的的好同学好朋友，谢谢你们给我提出的宝贵的建议和意见，给予我鼓励。

大学生活快要结束了。

这三年以来，经历过的所有事，所有人，都将是我以后生活回味的一部分，我可以骄傲的说：

“我的大学生活上精彩的”。

愿我的母校在将来会越来越辉煌。

参考资料

磁动力论坛。

3D动力网。

林大夫Artcam数控雕刻教程。