JDPaint雕塑的运用分析

本文作者：张冬生 单位：金华职业技术学院

CNC雕刻技术是传统雕刻技术和现代数控技术结合的产物，它秉承了传统雕刻精细轻巧、灵活自如的操作特点，同时利用了传统数控加工中的自动化技术，并将二者有机的结合在一起，成为一种先进的雕刻技术。精雕雕刻CAD/CAM软件——JDPaint以其独有的体系结构和功能布局提供了完备的精确制图和艺术绘图的混合设计能力。JDPaint的雕刻CAM功能提供了丰富的工艺控制和刀具路径优化功能，更好地解决了小刀具的加工效率问题，大大提高了产品加工精度和成品加工速度，推进了工匠型雕刻劳动上升为工业化专业生产的进程。本文以在JDPaint中构造老鹰为例，阐述了雕刻加工的应用。

1、雕刻特点

CNC雕刻的主要加工对象为文字、图案、纹理、小型复杂曲面、薄壁件、小型精密零件、非规则的艺术浮雕曲面等，这些对象的特点是：尺寸小、形态复杂、成品要求精细。CNC雕刻只能、而且必须使用小刀具加工。CNC雕刻对象的特点是图案复杂，细节丰富，造型奇特，成品精细，要实现这样的加工要求，则必须使用小尺寸的刀具作为基本加工刀具，雕刻刀具的刀尖小的不足0.5毫米甚至到0.1毫米以下。使用小刀具进行雕刻是CNC雕刻的一个最基本的特征。雕刻产品的尺寸精度高，产品一致性好。雕刻流程如图1所示。

2、雕刻加工应用的加工行业

CNC雕刻在工业领域中应用最广泛的是模具业，主要包括紫铜电极和石墨电极的加工、五金冲模和精密冲头加工、鞋底模具加工、滴塑模具和公仔模具加工、钟表零件加工和轻型CNC加工、压花辊轮和圆柱体工件雕刻、首板（样板）模行加工等。CNC雕刻在广告行业中主要用于沙盘模型，广告标牌和文字标志的制作，文字图案清晰精细，镂空字和图形边缘光滑，镂空图案内角R小是广告雕刻的主要特点，CNC雕刻以其特有的小刀具加工方式，在生产效率和加工精度上可满足广告制作的精雕细刻的要求。而CNC雕刻软件的艺术绘图和艺术浮雕曲面造型功能能为广告人提供一个新的求新创异的手段。

3、JDPaint雕刻加工应用

以JDPaint中构造老鹰为例进行阐述JDPaint雕刻加工的应用。图2为老鹰的原始图象。图3为描图后的结果,并删除原网格曲面。进入JDVirs环境,选择图3中所有的二维图形元素后选择“模型->新建模型”命令,把“XY步长”改为:0.06,然后确定,系统自动生成一略大于选择的二维图形元素的包围盒的基面。

3.1构造老鹰的基面

选择区域浮雕命令,设置参数如下：截面形状：椭圆截面；基准高度：0.05；高度效果：限定高度0.10；表面特征：整体光滑；边界角度：45；拼合方式：叠加。构造结束后效果如图4所示。

3.2构造身体部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数如下:截面形状：椭圆截面；基准高度：0.15；高度效果：由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：45；拼合方式：取高。移动鼠标到老鹰的身体部分轮廓处,当其改变颜色时,单击鼠标左键，构造结束后效果如图5所示。

3.3构造两条腿的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数如下:截面形状：椭圆截面；基准高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：15(左腿),30(右腿)；拼合方式：取高。移动鼠标到老鹰的左右腿轮廓处,当其改变颜色时,单击鼠标左键,结果如图6。

3.4构造两根翅骨部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：椭圆截面；基准高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：60；拼合方式：取高。移动鼠标到老鹰的翅骨部分轮廓处,当其改变颜色时,单击鼠标左键,结果如图7。

3.5构造尾骨部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：椭圆；基准高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：30；拼合方式：取高。移动鼠标到老鹰的尾骨部分轮廓处,当其改变颜色时,单击鼠标左键,结果如图8。

3.6构造翅羽部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：椭圆截面；基准高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：20；拼合方式：取高。结果如图9。

3.7构造尾羽部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：椭圆截面；基准高度：0.15；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：40；拼合方式：取高。结果如图10。

3.8构造身体及尾骨上羽毛部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：椭圆截面；基准高度：0；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：20；拼合方式：叠加。结果如图11。

3.9构造头部羽毛部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：圆弧；基准高度：0；高度效果：限定高度0.05；边界角度：85；边界处理：只做闭合区域；拼合方式：叠加。结果如图12。

3.10构造两条腿上羽毛部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：椭圆截面；基准高度：0；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：30；拼合方式：切除。结果如图13。

3.11构造鹰爪部分的曲面

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：椭圆截面；基准高度：0；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：60；拼合方式：叠加。结果如图14。

3.12构造眼球

选择区域浮雕命令,设置参数:截面形状：椭圆截面；基准高度：0；高度效果：自由高度；表面特征：整体光滑；边界角度：40；拼合方式：叠加。结果如图15。如所创建的刀具路径如不需修改，则用鼠标右键选择创建好的浮雕刀具路径打开下拉菜单，选择机器工作命令，此时需要将Z轴最高点设为0，便于加工浮雕物体前的对刀操作。生成加工浮雕物体所需的NC程序，然后在指定的文件目录下将程序传送到数控雕刻机机床上，对所需的雕刻刀具设定好工件坐标系后，选择此程序即可进行浮雕物体的加工，一般加工浮雕物体所需时间较长。

4、结语

随着工件造型的日趋复杂，曲面的要求越来越高，高速雕铣加工将有更大的应用空间，面对较小的复杂工件，雕铣的小刀具，高转速，有更好的适应性和经济性。必将会在更多的领域发挥更大的作用。简洁的操作系统使一人操作数台CNC雕刻设备成为现实。我们有理由相信，雕刻行业的明天灿烂无比。