數(shù)控浮雕加工工藝設計

編號正 德 職 業(yè) 技 術 學 院畢 業(yè) 實 踐 報 告題目 基于ArtCAM的浮雕設計與加工 學生姓名 學 號 專 業(yè) 數(shù)控技術 班 級 086103 指導教師 二 O 一一年 四 月目錄摘要3第1章 Artcam簡介41.1 Artcam的應用范圍41.2 Artcam的主要功能特點4第2章 Artcam浮雕造型設計62.1 浮雕設計的方法62.2喜洋洋三維浮雕設計6第3章 浮雕加工工藝分析103.1毛坯的設定103.2加工路徑的選擇103.3 刀具選擇11第4章軟件模擬加工及實物加工134.1軟件模擬加工134.2機床實際加工144.3加工中的注意事項.14結束語15參考資料16摘要ArtCAM軟件產(chǎn)品系列是英國Delcam公司出品的獨特的CAD造型和CNC、CAM加工解決方案，是復雜立體三維浮雕設計、珠寶設計和加工的首選CAD/CAM軟件解決方案，可快速將二維構思轉換成三維藝術產(chǎn)品。作為藝術產(chǎn)品的數(shù)控加工的分支，作者通過該軟件進行喜洋洋的設計與三維造型、直到生成數(shù)控程序并完成零件的加工。關鍵詞；ArtCAM軟件 三維造型、數(shù)控加工第1章 Artcam簡介ArtCAM軟件產(chǎn)品系列是英國Delcam公司出品的獨特的CAD造型和CNC、CAM 加工解決方案，是復雜立體三維浮雕設計、珠寶設計和加工的首選CAD/CAM 軟件解決方案，可快速將二維構思轉換成三維藝術產(chǎn)品。ArtCAM軟件圖標見圖1 圖1全中文用戶界面使用戶能更加方便、快捷、靈活地進行三維浮雕設計和加工，廣泛地用于雕刻產(chǎn)生、模具制造、珠寶生產(chǎn)、包裝設計、紀念章和硬幣制造以及標牌制作等領域。1.1 Artcam的應用范圍ArtCAM軟件系列可以把如手繪稿、掃描文件、照片、灰度圖、CAD等文件一切平面數(shù)據(jù)，轉化為生動而精致的三維浮雕數(shù)字模型，并生成能夠驅動數(shù)控機床運行的代碼。ArtCAM包括了豐富的模塊，這些模塊功能齊備，運行快速，性能可靠，極富創(chuàng)造性。利用Delcam ArtCAM所生成的浮雕模型，可通過并、交、差等布爾運算，任意組合、疊加、拼接等產(chǎn)生出更復雜的浮雕模型。并且可以渲染處理設計完畢的浮雕。用戶可以不用花費時間和金錢去制造出真實模型，通過屏幕，設計師就可直觀看到真實的設計結果。1.2 Artcam的主要功能特點1.平面數(shù)據(jù)設計編輯功能：矢量、位圖的讀入、創(chuàng)建及修改； 2.強大的三維浮雕設計功能：可以產(chǎn)生一系列簡單或復雜、對稱及不對稱的三維浮雕模型； 3.添加燈光材質，實現(xiàn)如真實效果般的渲染工具； 4.能夠讀入三維實體或曲面數(shù)據(jù)，達到裝配的目的； 5.獨一無二的三維浮雕分層設計工具，提高效率； 6.豐富的加工策略，可實現(xiàn)三維仿真，自動換刀，精加工、粗加工、智能加工等； 7.開放的后處理，支持如掃描儀、雕刻機、雕銑機、雕蠟機、激光雕刻機、加工中心、快速成型機等多種設備。 8.實用的傳輸工具ArtSpool,連接電腦和加工設備，可實現(xiàn)在線傳輸加工。第2章 Artcam浮雕造型設計2.1 浮雕設計的方法使用Artcam軟件進行浮雕設計，可以選擇兩種方法：一是通過分辨率高的圖片通過軟件的使用轉換為三維浮雕；二是通過二位矢量圖形轉換為浮雕。采用哪種方法根據(jù)自己的實際情況選擇。2.2喜洋洋三維浮雕設計1）點擊圖標。運行Artcam程序。2）軟件運行后首先將二維圖片紙導入Artcam。如圖2圖2 導入二維圖片界面3）然后設置模型尺寸，選擇對刀點為零件左下角，方法掃描像素點（d.p.i）。單位選擇毫米。如圖3圖3設置模型尺寸界面圖片成功的導入Artcam中了，然后我們就可以分別查看圖片導入進去的2D圖如圖和3D效果粗圖。圖4 2D效果圖 圖5 3D效果粗圖4）藝術處理這個是Artcam中為我們所設置的浮雕加工工具。如圖6 浮雕操作工具條 我們先對我們的浮雕進行初步處理，圖片導入后可通過查看的3D效果，可以看出畫質會很粗糙，因此，我們需要先光潤一下浮雕表面。 圖6 浮雕操作工具條我們先選擇工具欄中的“光順浮雕”的按鈕，進入光順浮雕的操作。如果效果不是很好的話我們可以多次對浮雕進行光順。也可以在工具欄中設置。圖6 光順界面圖光順之后我們在對浮雕進行進一步操作，我們3D效果中浮雕的高度不是很明顯，接下來我們要將浮雕的高度提高，讓浮雕在畫面中更加明顯這樣的加工效果就會更好。選擇“縮放浮雕高度” 的按鈕，對浮雕進行縮放處理。進入對話框，我們選擇對應全部層，縮放高度為2.0mm。 圖7 縮放浮雕高度界面 圖8縮放后效果縮放完畢后我們的浮雕造型也已經(jīng)大體上完成了，之后的就是我們對于細節(jié)方面的改動，對于此項操作，需要有細心 耐心。我們選擇浮雕雕刻按鈕。進入浮雕雕刻操作。這里給我們提供了5種功能如圖9，雕刻工具分別是“光順”，“涂抹”，“堆積”，“鏤刻”，“擦出”，這五種工具可以幫助我們對我們的浮雕的細節(jié)進行操作進行處理。光順：和我們剛才進行的光順差不多只不過這個是局部的光順，對細節(jié)處理時所需要的。涂抹：就是對粗糙不平的細節(jié)進行進行光潤對高低不平的臺階處理讓他們更加平滑堆積：對浮雕的低洼處進行補平，補充浮雕中缺少的部分，對浮雕進行填充。鏤刻：就像雕刻刀一樣的工具，對浮雕的線條進行刻畫，也可以對浮雕深陷入的區(qū)域進行處理。擦出：對雕刻工具中的操作進行擦出處理，出去以上的操作痕跡。圖9 雕刻工具界面 圖10最終效果圖第3章 浮雕加工工藝分析3.1加工路徑的選擇首先選擇“刀具路徑”進入刀具路徑的處理界面。如圖11刀具路徑操作面板我們在此選擇三維刀具路徑加工方法，二維刀路適合刻字以及平面花紋的雕刻加工，點擊三維刀路中的“浮雕加工” ，進入浮雕加工操作工具欄。浮雕加工將產(chǎn)生一加工當前浮雕全部表面或是已選矢量為邊界的限定區(qū)域浮雕的三維路徑。進入浮雕加工操作界面，選擇浮雕浮雕加工，X向平行加工，其他的為默認值就好。如圖12加工區(qū)域選擇 圖11刀具路徑操作面板 圖12加工區(qū)域選擇 設置好上一步之后現(xiàn)在我們進入高度設置，安全高度設置在50mm為我們編程常用安全高度。如圖13安全高度設置 圖13安全高度設置3.2 刀具選擇Artcam給我們提供了強大齊全的刀具庫系統(tǒng)，如圖14刀具庫。分別應對不同的加工材料和加工方法。如圖14刀具庫在刀具數(shù)據(jù)庫中我們選擇好自己所需要的刀具，如果刀具數(shù)據(jù)庫中沒有我們所需的刀具，我們也可以在刀具數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建我們所需的刀具。根據(jù)我們的需要我們可以對刀具的直徑、步距進行設置。圖15圖16 圖15 圖163.3毛坯的設定刀具設置好了以后，最后我們要設置加工浮雕的材料。如圖17圖17材料的設置再輸入完刀路名稱后就可以生成刀具路徑了。第4章軟件模擬加工及實物加工4.1軟件模擬加工了解了浮雕刀具加工設置的技巧后我們就可以按照自己所需的參數(shù)進行設置，這次加工這個圖片，我的選擇是粗加工時使用3mm的球頭銑刀，余量設置為2mm，精加工選擇1.5mm的球頭銑刀。來進行浮雕的雕刻。粗加工刀路效果精加工刀路效果對仿真加工效果的觀察表明，浮雕模擬表明，浮雕表面的效果還是很粗糙的。部分細節(jié)的效果不是很好但大體輪廓已將充分加工成型，細節(jié)加工一般對于專業(yè)數(shù)控雕刻作品加工時，專業(yè)人員會使用專用的雕刻刀(V型刀)對細節(jié)進行加工造型那樣效果就會很好。 4.2機床實際加工選擇數(shù)控實訓中心的（某某型號的）立式加工中心進行該零件的加工。加工過程中所攝圖片如下： 實物圖如下：4.3 加工中遇到的問題及注意 事項1.由于學校機床系統(tǒng)內(nèi)存沒有足夠大所以無法將程序導入進加工，我們選擇了聯(lián)機在線加工。 2由于學校機床系統(tǒng)不支持29999以后的程序行號，所以在加工中選擇了在導入程序中刪除所有行號。3選擇代木做加工材料為了節(jié)約加工時間加工速度可以放到最快以節(jié)約時間。結束語經(jīng)過這次畢業(yè)設計，我學習到了很多東西，從軟件的安裝第一次操作，到在網(wǎng)上尋找相關資料，在網(wǎng)上也咨詢過好多專業(yè)人士的點撥。對于老師和網(wǎng)友的幫助，在此我表示萬分的感謝這次設計是對大學三年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己求學之路還很長，路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。我以后在工作中會更加努力學習，使自己成為一個對社會有貢獻的人。 這次設計的完成得到了老師的耐心幫助和悉心指導，能夠按時完成這次畢業(yè)設計，這與老師的指導和幫助是分不開的， 我在這里對我的指導老師表示衷心的感謝。同時，還要感