本文作者：張冬生 單位：金華職業技術學院

CNC雕刻技術是傳統雕刻技術和現代數控技術結合的產物，它秉承了傳統雕刻精細輕巧、靈活自如的操作特點，同時利用了傳統數控加工中的自動化技術，并將二者有機的結合在一起，成為一種先進的雕刻技術。精雕雕刻CAD/CAM軟件——JDPaint以其獨有的體系結構和功能布局提供了完備的精確制圖和藝術繪圖的混合設計能力。JDPaint的雕刻CAM功能提供了豐富的工藝控制和刀具路徑優化功能，更好地解決了小刀具的加工效率問題，大大提高了產品加工精度和成品加工速度，推進了工匠型雕刻勞動上升為工業化專業生產的進程。本文以在JDPaint中構造老鷹為例，闡述了雕刻加工的應用。

1、雕刻特點

CNC雕刻的主要加工對象為文字、圖案、紋理、小型復雜曲面、薄壁件、小型精密零件、非規則的藝術浮雕曲面等，這些對象的特點是：尺寸小、形態復雜、成品要求精細。CNC雕刻只能、而且必須使用小刀具加工。CNC雕刻對象的特點是圖案復雜，細節豐富，造型奇特，成品精細，要實現這樣的加工要求，則必須使用小尺寸的刀具作為基本加工刀具，雕刻刀具的刀尖小的不足0.5毫米甚至到0.1毫米以下。使用小刀具進行雕刻是CNC雕刻的一個最基本的特征。雕刻產品的尺寸精度高，產品一致性好。雕刻流程如圖1所示。

2、雕刻加工應用的加工行業

CNC雕刻在工業領域中應用最廣泛的是模具業，主要包括紫銅電極和石墨電極的加工、五金沖模和精密沖頭加工、鞋底模具加工、滴塑模具和公仔模具加工、鐘表零件加工和輕型CNC加工、壓花輥輪和圓柱體工件雕刻、首板（樣板）模行加工等。CNC雕刻在廣告行業中主要用于沙盤模型，廣告標牌和文字標志的制作，文字圖案清晰精細，鏤空字和圖形邊緣光滑，鏤空圖案內角R小是廣告雕刻的主要特點，CNC雕刻以其特有的小刀具加工方式，在生產效率和加工精度上可滿足廣告制作的精雕細刻的要求。而CNC雕刻軟件的藝術繪圖和藝術浮雕曲面造型功能能為廣告人提供一個新的求新創異的手段。

3、JDPaint雕刻加工應用

以JDPaint中構造老鷹為例進行闡述JDPaint雕刻加工的應用。圖2為老鷹的原始圖象。圖3為描圖后的結果,并刪除原網格曲面。進入JDVirs環境,選擇圖3中所有的二維圖形元素后選擇“模型->新建模型”命令,把“XY步長”改為:0.06,然后確定,系統自動生成一略大于選擇的二維圖形元素的包圍盒的基面。

3.1構造老鷹的基面

選擇區域浮雕命令,設置參數如下：截面形狀：橢圓截面；基準高度：0.05；高度效果：限定高度0.10；表面特征：整體光滑；邊界角度：45；拼合方式：疊加。構造結束后效果如圖4所示。

3.2構造身體部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數如下:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0.15；高度效果：由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：45；拼合方式：取高。移動鼠標到老鷹的身體部分輪廓處,當其改變顏色時,單擊鼠標左鍵，構造結束后效果如圖5所示。

3.3構造兩條腿的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數如下:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：15(左腿),30(右腿)；拼合方式：取高。移動鼠標到老鷹的左右腿輪廓處,當其改變顏色時,單擊鼠標左鍵,結果如圖6。

3.4構造兩根翅骨部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：60；拼合方式：取高。移動鼠標到老鷹的翅骨部分輪廓處,當其改變顏色時,單擊鼠標左鍵,結果如圖7。

3.5構造尾骨部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：橢圓；基準高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：30；拼合方式：取高。移動鼠標到老鷹的尾骨部分輪廓處,當其改變顏色時,單擊鼠標左鍵,結果如圖8。

3.6構造翅羽部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：20；拼合方式：取高。結果如圖9。

3.7構造尾羽部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：40；拼合方式：取高。結果如圖10。

3.8構造身體及尾骨上羽毛部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：20；拼合方式：疊加。結果如圖11。

3.9構造頭部羽毛部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：圓弧；基準高度：0；高度效果：限定高度0.05；邊界角度：85；邊界處理：只做閉合區域；拼合方式：疊加。結果如圖12。

3.10構造兩條腿上羽毛部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：30；拼合方式：切除。結果如圖13。

3.11構造鷹爪部分的曲面

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：60；拼合方式：疊加。結果如圖14。

3.12構造眼球

選擇區域浮雕命令,設置參數:截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度效果：自由高度；表面特征：整體光滑；邊界角度：40；拼合方式：疊加。結果如圖15。如所創建的刀具路徑如不需修改，則用鼠標右鍵選擇創建好的浮雕刀具路徑打開下拉菜單，選擇機器工作命令，此時需要將Z軸最高點設為0，便于加工浮雕物體前的對刀操作。生成加工浮雕物體所需的NC程序，然后在指定的文件目錄下將程序傳送到數控雕刻機機床上，對所需的雕刻刀具設定好工件坐標系后，選擇此程序即可進行浮雕物體的加工，一般加工浮雕物體所需時間較長。

4、結語

隨著工件造型的日趨復雜，曲面的要求越來越高，高速雕銑加工將有更大的應用空間，面對較小的復雜工件，雕銑的小刀具，高轉速，有更好的適應性和經濟性。必將會在更多的領域發揮更大的作用。簡潔的操作系統使一人操作數臺CNC雕刻設備成為現實。我們有理由相信，雕刻行業的明天燦爛無比。