电脑雕刻机在功能性木材上应用探索

摘 要 本文依据自己在一年多的雕刻实践中所接触的雕刻实例，着重介绍一下雕刻机在功能性木材上的应用技巧，如何选择雕刻刀具，怎样提高加工速度与效率，以及应怎样维护保养等，对于延长机器及刀具的使用寿命起到了至关重要的作用。

关键词 概述；应用技巧；刀具选择；维护保养

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）92-0149-02

1电脑雕刻机操作技巧

1.1 三维建模

目前主流的三维雕刻软件都可支持外部数据文件的利用，比如照片 、画册、印刷品、手绘稿、电脑图片文件等等，通过对这些文件进行数字化处理，使之能在电脑中进行编辑，也可利用CAD、FOTOSHOP、PS等软件自己进行设计。

1.2 电脑编程

有了三维雕刻模型之后，就可以在设计软件ArtCAM.Pro 里的进行操作，先进入“刀具路径模块”，设置刀具库，选取我们所需要的刀具，让电脑来分析如何安排产生行刀路径，进行最优化计算，得出一个最省时的雕刻方案。

1.3 执行加工

具体步骤如下：

1）在加工之前，首先要把需加工的板材在台面上固定好，找好方向，X轴方向加工尺寸不能超宽，Y轴可以，如果板材大于雕刻机台面则可分段加工，只需重设加工原点；

2）然后打开Ncstudio系统，载入需要的加工程序（即把输出的以（*.tap）扩展名为格式的路径文件导入）；

3）仿真运行，查看载入的加工程序正确与否；

4）确定无误后，开始加工了。在加工的同时如遇错误或其它情况，可随时手动停机，可返回原点，也可断点继续加工；

5）手动操作，通过计算机数字小键盘上的相应键可对机床进行手动移动增加/较少加工的深度来和确定工件原点、即改变程序中的X、Y、Z三轴坐标的原点；

6）自动加工。 电脑雕刻机按所选的加工程序自动进行加工，同时显示加工轨迹和计算加工时间，机床将在当前语句加工完成后停止加工，自动返回工件原点，进入"空闲"状态。

2 电脑雕刻刀具简介

1）常用的电脑雕刻刀主要包括：

平底尖刀、柱尖刀、柱刀、直刀、双刃铣刀、单刃铣刀、单、双刃球头铣刀、双刃直槽铣刀、3D（V型）雕刻刀。

2）雕刻机刀具选择

刀具选择：根据加工方式、材料的硬度不同，需要选择合适的加工刀具。首先用稍大点的刀（刀尖宽度大点）计算走刀路径，用“2D”计算时铣底刀具与勾边刀具要保证是同一把刀，重叠率一般在20%～30%左右，然后通过局部放大检查路径，看细笔画能否过刀，若能过，尽量采用大刀；若不能过，则改用稍小一点的刀具，再试，直致能过满意为止。

3 提高雕刻机工作效率的方法

提高雕刻机的工作效率即合理使用机器，使得在最短的时间里雕刻出最好的产品。电脑雕刻机要提高效率就要从以下两个方面去考虑：

1）电脑雕刻机所加工的材料特性，如：根据木材的纹路，软硬度，选择雕刻机雕刻时的进给速度，太硬的木材不容易雕刻，在雕刻时进给速度就应该调慢一点，软一点的木材就适当选择快一点的进给速度。我公司的功能性木材雕刻还可以，进给速度一般设在1.8m/min～2.25m/min；

2）雕刻机刀具大小的选择。刀具的大小对整个生产效率起到至关重要的影响。刀的直径越大雕刻的速度越快，其精度就越低，反之，刀的直径越小雕刻的速度越慢，其精度也就越高，因此在木工雕刻加工中，根据产品的不同要求，会选择不同的雕刻刀具，制定合理的加工工艺（材料的吃刀量等）和合适的加工参数（刀具的下切步距、行距、进给率、下切速率等等）；

3）雕刻刀具的刀头的选择。雕刻刀头有尖刀、有直刀、有球头刀、还有V形刀，用哪种刀头好呢？第一：要根据根据客户的要求，尽量满足顾客的需要，第二：要根据实际情况如：字体大小、外观以及应用的地方不同，就要使用不同的刀具；

总之，操作人员必须熟悉刀具的功能和怎样应用，如何选择刀具路径和切削用量参数的确定，因为它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。

4 电脑雕刻机加工产品要点及维护保养

电脑雕刻机在加工产品中，有许多需要注意的地方，需要学习的方面，这样雕刻出来的产品才有保证。

4.1操作要点

1）曲线速度、空程速度、进刀速度设置方法：

曲线速度较高，可以提高由大量短矢量组成的曲线加工的速度，但曲线速度高容易在与长矢量交接处或在空程折返时引起失步。因此应采用较低的空程速度和进刀速度。进刀速度、空程速度高，可以提高直线走刀和加工的速度。但进刀速度高、空程速度高，曲线速度必须调低，以免引起失步。进刀速度一般不大于空程速度。

以下为常用设置：

曲线速度=3，空程速度=36-48，以不失步为限；

曲线速度=6，空程速度=26-48，以不失步为限；

曲线速度=9，空程速度=20-30，以不失步为限；

2）装卡材料一定要牢固，必须遵循“装实、装正、装平”的原则，严禁在材料悬空的地方进行雕刻；

3）装卡刀具时，刀具露出卡头的长度须参照雕刻深度、夹具而定。在满足条件情况下露出卡头的长度尽量的短，刀柄伸入卡头内的长度必须大于18mm；

4）在加工前要认真检查刀具路径是否正确；各轴起刀点（工作原点）是否正确。

4.2雕刻机的维护保养

使用过程中，一定注意对雕刻机进行保养。一年四季，每一个季节都需要保养机器，尤其是夏天和冬天两个比较极端的环境中。如果用户是在南方天气温度是比较适宜的，对雕刻机不会造成太大的影响，但是南方的空气湿度比较大，雕刻机比较适合在空气干燥，温度适宜的环境中工作，这样使用寿命才会更加长久。而在北方尤其是在黑龙江等地，尤其是在冬天温度极低，同时很多雕刻机的主轴都是水冷的，如果温度太低就会很容易冻住主轴和循环水管，很容易损坏主轴，所以建议客户选择防冻液代替水，如果条件可以的话在购买雕刻机时主轴最好选择风冷而不是水冷。北方的空气相对来说比较干燥，还比较适宜，这一点还是比较合适的。对雕刻机的导轨（方轨或圆规）和齿条要经常清理和上油保养，对电线要检查是否老化或有折断，以免造成漏电情况。对控制柜不要轻易打开，里边控制设备较多，请专业人员进行检查保养。

5 功能性杨木雕刻实例

使用青岛宝隆数控设备厂生产的M-6090型雕刻机，对我公司生产的功能性杨木进行雕刻，制作出许多漂亮的产品：有地板、大小标示牌、车站站牌….特别是给市体育局制作的54块步道牌，安装在锦江山-元宝山；锦江山-帽盔山的健身步道上，非常美观，得到市体育局领导的认可。

6 总结与展望

目前只采用电脑雕刻机用来刻字，加工材料也仅用过二种，就是我公司的功能性杨木、榆木。由于电脑雕刻机可完成复杂的计算机控制铣削加工过程，可加工的材料还有很多（比如PVC、亚克力、密度板、胶合板、红木、竹板、双色板、铝塑板等软金属），使用的雕刻刀具达近百种，而且，各类装饰材料的层出不穷，能用于雕刻的材料也越来越多，使得电脑雕刻机有了更大的用武之地。这就需要我们多下功夫，不断地学习和了解雕刻机的性能，熟悉雕刻机软、硬件的功能和操作，雕刻出的更完美的产品，为下一步制作浮雕产品打好基础。

参考文献

[1]维宏系统Ncstudio V5.4用户手册（电子版）.

[2]维宏系统Ncstudio V5.4编程手册（电子版）.

[3]邹锦波.AutoCAD 2006实用教程 （电子版）.

[4]ArtCAM Pro8.1实用教程（电子版）.