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雕刻是我国历史悠久的一门传统工艺,在历史文明发展上有着重要的地位。家具雕刻作为其重要组成部分,集艺术和技术于一体,将具有各种不同风格的家具充分展现出来。充分利用计算机辅助设计和辅助制造技术(CAD/CAM),使中国传统家具雕刻技艺实现工业化生产,对继承与发展中国传统文化有着重要的意义。本文回顾了中外传统家具雕刻的发展,论述了当前国内外雕刻研究的现状,讨论了家具雕刻的数控加工方法和雕刻加工流程,并结合国内外雕刻研究成果,着重研究了从家具图谱到三维模型的建模方法,深入探讨了异型面数控雕刻的建模和加工。最后通过验证性实验,对家具雕刻中的建模和数控加工过程进行了总结。本文主要分为四个部分:第一部分主要回顾了中外传统家具雕刻的发展,归纳出雕刻在中国传统家具中的主要存在于包括腿脚、束腰、椅子靠背和扶手、镜屏、柜子、装饰配件等位置上。在比较中外家具雕刻特点的同时,结合当前的数控加工技术,认为中国传统家具的雕刻加工难于西方传统家具,家具雕刻加工的难点不是在复杂的平面雕刻,而是在异型面雕刻上。第二部分综合了实木家具生产工艺过程和一般数控加工工艺过程,论述了家具雕刻加工处于家具生产工艺流程中位置以及实现数控雕刻所需的工艺流程。在比较了多种雕刻建模软件之后,根据实际需要选择了Mastercam Art软件作为建模的主要工具。第三部分论述了当前雕刻建模的主要方法,并指出其缺陷。在分析家具图谱的重要性以及研究意义的同时,论述了从家具图谱生成三维模型的优势,并将此建模方法作为本文的研究重点。通过雕刻实例分析,讨论了家具图谱的建模要点,并详细论述了平面雕刻尤其是异型面雕刻的建模方法,并对建模中出现的问题提出相应的解决方法,例如通过封闭二维图形,解决未封闭图形的建模问题和交叉点的问题。第四部分讨论了家具雕刻加工的要点,包括加工路径、选择刀具、夹具等。通过加工仿真和具有代表性的四个验证性实验,说明了从家具图谱到三维模型的方法是可行的,并分别论述了在不同情况之下可能出现的加工问题,提出了相应的解决方法。本文将数学建模理论与实际数控雕刻加工相结合,对发展家具雕刻的工业化生产具有积极的指导意义。