传统雕刻以“刀、斧、凿、锯”为主要工具,产品质量主要取决于雕刻师傅精湛的纯手工雕刻技艺。无论从生产效率还是个性化要求上都难以满足现代人们对精美雕刻产品日益增长的需求。为解决这一难题,本文研究高速数控机械化生产代替人纯手工雕刻,主要包括数控雕刻工艺、数控雕刻编程及浮雕建模等三个方面。研究数控雕刻工艺,研究雕刻小刀具高速切削技术,包括高转速、快进给、小切深式数控雕刻工艺并与普通数控加工进行比较。对不同材料亚克力板、红杉木、铝块进行切削性能实验研究,获得合理切削用量参数,用于指导实际雕刻生产。研究影响数控雕刻加工质量机床、刀具、工件材料等几个重要因素,并研究高速数控雕刻加工工艺系统设计。研究数控雕刻编程技术,针对数控雕刻编程提出采用投影法生成雕刻路径。对文字切割、浮雕加工进行数控雕刻编程模块化开发,大大简化编程并缩短编程时间。研究了数控雕刻走刀方式及雕刻方法,对二维、三维数控雕刻编程以实例方式展示并验证效果。研究浮雕建模及数控雕刻仿真技术,针对浮雕数字化模型建立提出位图浮雕建模和几何浮雕建模两种方法,结合实例对几何浮雕建模过程进行研究,结合仿真实例提出基于刀位LC数据及基于NC程序两种数控雕刻仿真方法。论文研究提出的工艺方法、编程技术及浮雕模型建立方法,通过大量建模、加工实例进行验证,可在实际数控雕刻生产中代替纯手工雕刻。