基于JDPaint5.0雕刻加工技術的應用研究
2014-12-01 10:04:02孫健
科技資訊 2014年25期
孫健
摘 要：JDPaint5.0的雕刻CAM功能打破了傳統的多種雕刻設計像“曲面浮雕”、“等量切削”等和加工技術，在工藝控制和道具路徑上更加豐富并且進行了優化，為高速銑削技術的實現更好的提供了支持，小道具如何提高加工效率的問題得到了解決。
本文通過對米奇曲面的構建，闡述了高速雕刻加工在生產加工領域方面的應用。
關鍵詞：雕刻 JDPaint 曲面
中圖分類號：TU80 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0009-02
JDPaint5.0是功能非常強大的專業雕刻CAD/CAM軟件。是有效提高CNC雕刻系統工作效率和產品質量的基礎。從根本上將操作流程、用戶界面、圖形編輯、藝術造型、曲面造型、數控雕刻等方面進行了提升，在雕刻設計以及加工技術的關鍵項目像曲面浮雕、等量切削等方面有重大突破，在軟件產品的易用性和實用性方面得到保證，在精雕CNC雕刻機的加工能力以及適應多樣雕刻領域的能力得到極大加強。
1 雕刻特點
CNC雕刻技術把傳統雕刻技術和現代數控技術有機的結合起來，是一種先進的雕刻技術。特別在技術要求高的如：滴塑模、高頻模、小五金、眼鏡模、紫銅電極等制作業，表現尤為出色。CNC雕刻對象圖案復雜、尺寸小、造型奇特、成品要求精細，只能使用小刀具加工。要實現這樣的精細加工，則必須使用小直徑的刀具作為加工刀具，在很多加工情況下，雕刻刀具的刀尖直徑不足0.5 mm，甚至不到0.1 mm。使用小刀具進行雕刻是CNC雕刻的一個最基本的特征。
2 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1為米奇的原始圖象。圖2為描圖后的結果。進入JDVirs環境，選擇圖2中的二維圖形后選擇：“模型 新建模型”命令，把邊界余量設置為2；“XY步長”改為：0.1，然后確定，系統自動生成略大于選擇的二維圖形的基面。如圖3所示。
2.1 構建米奇頭部曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下：截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度效果：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：0.6；表面特點：整體光滑；邊界角度：60；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇的頭部輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。構建結束后結果如圖4所示。
2.2 構建米奇臉部的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：0.6；表面特點：整體光滑；邊界角度：30；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖5所示。
2.3 構建米奇鼻子的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：35；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，擊鼠標左鍵。結果如圖6所示。
2.4 構建米奇眼睛的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：45；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖7所示。
2.5 構建米奇眼球的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：35；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。效果如圖8所示。
2.6 構建米奇單線的曲面
選擇導動命令，根據米奇模型的凹凸形狀可選擇導動堆料或導動去料。設置參數如下：刷子形狀：高斯分布；直徑：2；半衰直徑：2；高度0.01；效果：累加；限高：40；導動位置：線上；筆畫類型中粗。移動鼠標到單線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖9所示。
2.7 構建米奇嘴巴的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：40；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖10所示。
2.8 構建米奇舌頭的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下：截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：45；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖11所示。
2.9 構建單線曲面
選擇導動導動去料命令，設置參數如下：刷子形狀：高斯分布；直徑：1.5；半衰直徑：1.5；高度0.01；效果：累加；限高：40；導動位置：線上；筆畫類型中粗。移動鼠標到單線處當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖12所示。
3 仿真及程序輸出
在設計完整體的加工刀具軌跡以后，就可以進行軌跡的仿真操作。如果覺得仿真結果不盡人意，可以及時修改加工參數，反復進行，到仿真結果滿意。然后將程序通過指定的文件目錄上傳至數控雕刻機上，設計好需要雕刻刀具的工件坐標，然后通過上傳的程序加工浮雕物體。程序指令將會控制數控系統來控制雕刻機的刀具，進行雕刻任務。
4 結論
以JDPaint軟件為工具，介紹了浮雕模型的設計過程及數控雕刻加工方法，與傳統的手工加工浮雕相比，提高了浮雕加工的效率，降低了生產成本和對工人的技能要求，并可以進行批量生產。隨著工件造型的復雜，對曲面的精度要求越來越高，面對尺寸較小、形狀復雜工件，雕銑的小刀具，高轉速，有更好的適應性和經濟性。
參考文獻
[1] 張冬生.JDPaint雕刻加工的應用研究[J].數字技術與應用，2012.
[2] 黨新安，勞慶海.MastercamArt的浮雕加工功能[M].2006.
[3] 陳祥林，郭秀華.ArtCAM在浮雕加工中的應用研究[J].機械設計與制造，2012.
[4] 楊興民，尹鴻雁，張衛東.基于ArtCAM的福娃設計及加工工藝[M].2009.endprint
摘 要：JDPaint5.0的雕刻CAM功能打破了傳統的多種雕刻設計像“曲面浮雕”、“等量切削”等和加工技術，在工藝控制和道具路徑上更加豐富并且進行了優化，為高速銑削技術的實現更好的提供了支持，小道具如何提高加工效率的問題得到了解決。
本文通過對米奇曲面的構建，闡述了高速雕刻加工在生產加工領域方面的應用。
關鍵詞：雕刻 JDPaint 曲面
中圖分類號：TU80 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0009-02
JDPaint5.0是功能非常強大的專業雕刻CAD/CAM軟件。是有效提高CNC雕刻系統工作效率和產品質量的基礎。從根本上將操作流程、用戶界面、圖形編輯、藝術造型、曲面造型、數控雕刻等方面進行了提升，在雕刻設計以及加工技術的關鍵項目像曲面浮雕、等量切削等方面有重大突破，在軟件產品的易用性和實用性方面得到保證，在精雕CNC雕刻機的加工能力以及適應多樣雕刻領域的能力得到極大加強。
1 雕刻特點
CNC雕刻技術把傳統雕刻技術和現代數控技術有機的結合起來，是一種先進的雕刻技術。特別在技術要求高的如：滴塑模、高頻模、小五金、眼鏡模、紫銅電極等制作業，表現尤為出色。CNC雕刻對象圖案復雜、尺寸小、造型奇特、成品要求精細，只能使用小刀具加工。要實現這樣的精細加工，則必須使用小直徑的刀具作為加工刀具，在很多加工情況下，雕刻刀具的刀尖直徑不足0.5 mm，甚至不到0.1 mm。使用小刀具進行雕刻是CNC雕刻的一個最基本的特征。
2 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1為米奇的原始圖象。圖2為描圖后的結果。進入JDVirs環境，選擇圖2中的二維圖形后選擇：“模型 新建模型”命令，把邊界余量設置為2；“XY步長”改為：0.1，然后確定，系統自動生成略大于選擇的二維圖形的基面。如圖3所示。
2.1 構建米奇頭部曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下：截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度效果：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：0.6；表面特點：整體光滑；邊界角度：60；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇的頭部輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。構建結束后結果如圖4所示。
2.2 構建米奇臉部的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：0.6；表面特點：整體光滑；邊界角度：30；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖5所示。
2.3 構建米奇鼻子的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：35；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，擊鼠標左鍵。結果如圖6所示。
2.4 構建米奇眼睛的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：45；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖7所示。
2.5 構建米奇眼球的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：35；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。效果如圖8所示。
2.6 構建米奇單線的曲面
選擇導動命令，根據米奇模型的凹凸形狀可選擇導動堆料或導動去料。設置參數如下：刷子形狀：高斯分布；直徑：2；半衰直徑：2；高度0.01；效果：累加；限高：40；導動位置：線上；筆畫類型中粗。移動鼠標到單線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖9所示。
2.7 構建米奇嘴巴的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：40；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖10所示。
2.8 構建米奇舌頭的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下：截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：45；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖11所示。
2.9 構建單線曲面
選擇導動導動去料命令，設置參數如下：刷子形狀：高斯分布；直徑：1.5；半衰直徑：1.5；高度0.01；效果：累加；限高：40；導動位置：線上；筆畫類型中粗。移動鼠標到單線處當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖12所示。
3 仿真及程序輸出
在設計完整體的加工刀具軌跡以后，就可以進行軌跡的仿真操作。如果覺得仿真結果不盡人意，可以及時修改加工參數，反復進行，到仿真結果滿意。然后將程序通過指定的文件目錄上傳至數控雕刻機上，設計好需要雕刻刀具的工件坐標，然后通過上傳的程序加工浮雕物體。程序指令將會控制數控系統來控制雕刻機的刀具，進行雕刻任務。
4 結論
以JDPaint軟件為工具，介紹了浮雕模型的設計過程及數控雕刻加工方法，與傳統的手工加工浮雕相比，提高了浮雕加工的效率，降低了生產成本和對工人的技能要求，并可以進行批量生產。隨著工件造型的復雜，對曲面的精度要求越來越高，面對尺寸較小、形狀復雜工件，雕銑的小刀具，高轉速，有更好的適應性和經濟性。
參考文獻
[1] 張冬生.JDPaint雕刻加工的應用研究[J].數字技術與應用，2012.
[2] 黨新安，勞慶海.MastercamArt的浮雕加工功能[M].2006.
[3] 陳祥林，郭秀華.ArtCAM在浮雕加工中的應用研究[J].機械設計與制造，2012.
[4] 楊興民，尹鴻雁，張衛東.基于ArtCAM的福娃設計及加工工藝[M].2009.endprint
摘 要：JDPaint5.0的雕刻CAM功能打破了傳統的多種雕刻設計像“曲面浮雕”、“等量切削”等和加工技術，在工藝控制和道具路徑上更加豐富并且進行了優化，為高速銑削技術的實現更好的提供了支持，小道具如何提高加工效率的問題得到了解決。
本文通過對米奇曲面的構建，闡述了高速雕刻加工在生產加工領域方面的應用。
關鍵詞：雕刻 JDPaint 曲面
中圖分類號：TU80 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0009-02
JDPaint5.0是功能非常強大的專業雕刻CAD/CAM軟件。是有效提高CNC雕刻系統工作效率和產品質量的基礎。從根本上將操作流程、用戶界面、圖形編輯、藝術造型、曲面造型、數控雕刻等方面進行了提升，在雕刻設計以及加工技術的關鍵項目像曲面浮雕、等量切削等方面有重大突破，在軟件產品的易用性和實用性方面得到保證，在精雕CNC雕刻機的加工能力以及適應多樣雕刻領域的能力得到極大加強。
1 雕刻特點
CNC雕刻技術把傳統雕刻技術和現代數控技術有機的結合起來，是一種先進的雕刻技術。特別在技術要求高的如：滴塑模、高頻模、小五金、眼鏡模、紫銅電極等制作業，表現尤為出色。CNC雕刻對象圖案復雜、尺寸小、造型奇特、成品要求精細，只能使用小刀具加工。要實現這樣的精細加工，則必須使用小直徑的刀具作為加工刀具，在很多加工情況下，雕刻刀具的刀尖直徑不足0.5 mm，甚至不到0.1 mm。使用小刀具進行雕刻是CNC雕刻的一個最基本的特征。
2 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1為米奇的原始圖象。圖2為描圖后的結果。進入JDVirs環境，選擇圖2中的二維圖形后選擇：“模型 新建模型”命令，把邊界余量設置為2；“XY步長”改為：0.1，然后確定，系統自動生成略大于選擇的二維圖形的基面。如圖3所示。
2.1 構建米奇頭部曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下：截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度效果：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：0.6；表面特點：整體光滑；邊界角度：60；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇的頭部輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。構建結束后結果如圖4所示。
2.2 構建米奇臉部的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：0.6；表面特點：整體光滑；邊界角度：30；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖5所示。
2.3 構建米奇鼻子的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：35；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，擊鼠標左鍵。結果如圖6所示。
2.4 構建米奇眼睛的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：45；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖7所示。
2.5 構建米奇眼球的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：35；拼合方式：疊加。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。效果如圖8所示。
2.6 構建米奇單線的曲面
選擇導動命令，根據米奇模型的凹凸形狀可選擇導動堆料或導動去料。設置參數如下：刷子形狀：高斯分布；直徑：2；半衰直徑：2；高度0.01；效果：累加；限高：40；導動位置：線上；筆畫類型中粗。移動鼠標到單線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖9所示。
2.7 構建米奇嘴巴的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下，截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：40；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖10所示。
2.8 構建米奇舌頭的曲面
選擇雕塑區域浮雕命令，設置參數如下：截面形狀：橢圓截面；基準高度：0；高度方式：自由高度；拉高比例：1；形狀系數：1；表面特點：整體光滑；邊界角度：45；拼合方式：切除。移動鼠標到米奇臉部的輪廓線處，當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖11所示。
2.9 構建單線曲面
選擇導動導動去料命令，設置參數如下：刷子形狀：高斯分布；直徑：1.5；半衰直徑：1.5；高度0.01；效果：累加；限高：40；導動位置：線上；筆畫類型中粗。移動鼠標到單線處當其改變顏色時，單擊鼠標左鍵。結果如圖12所示。
3 仿真及程序輸出
在設計完整體的加工刀具軌跡以后，就可以進行軌跡的仿真操作。如果覺得仿真結果不盡人意，可以及時修改加工參數，反復進行，到仿真結果滿意。然后將程序通過指定的文件目錄上傳至數控雕刻機上，設計好需要雕刻刀具的工件坐標，然后通過上傳的程序加工浮雕物體。程序指令將會控制數控系統來控制雕刻機的刀具，進行雕刻任務。
4 結論
以JDPaint軟件為工具，介紹了浮雕模型的設計過程及數控雕刻加工方法，與傳統的手工加工浮雕相比，提高了浮雕加工的效率，降低了生產成本和對工人的技能要求，并可以進行批量生產。隨著工件造型的復雜，對曲面的精度要求越來越高，面對尺寸較小、形狀復雜工件，雕銑的小刀具，高轉速，有更好的適應性和經濟性。
參考文獻
[1] 張冬生.JDPaint雕刻加工的應用研究[J].數字技術與應用，2012.
[2] 黨新安，勞慶海.MastercamArt的浮雕加工功能[M].2006.
[3] 陳祥林，郭秀華.ArtCAM在浮雕加工中的應用研究[J].機械設計與制造，2012.
[4] 楊興民，尹鴻雁，張衛東.基于ArtCAM的福娃設計及加工工藝[M].2009.endprint
