CAD_CAM学习指南.docx

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1、CAD .学习指南一、填空题1 . CAD系统的大体组成包括：产品造型系统、设计支持工具集、产品数据治理 系统三部份。2 .运算机图形的生成方式包括：轮廓线法、参数法、图元素拼凑法、尺寸驱动 法、三维实体投影法。3 .直线段的裁减方式要紧有：编码裁减法、矢量裁减法、中点分割法。4 .三维实体模型的运算机内部表示法有：构造实体几何法、边界表示法、扫描 表示法、空间分割法。5 .产品设计进程的典型步躲有：产品设计计划、方案设计、技术设计、施工设 ito6 . CAPP系统中的工艺决策一般是由加工方式决策和加工顺序决策两部份组成。7 .产生式系统当中的规那么推理方式包括：正向推理、反向推理、双向推理

2、三 种。8 .狭义CAM的内涵包括：刀具途径计划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、NC 代码生成等。9 .制造装备的数字化操纵的实现经历了：专用数控系统、运算机数控系统、a 放式数控系统等多个进展时期。10 . CAD/CAM系统集成层次分为：数据集成、进程集成、企业集成。11 . CAD/CAM技术的进展趋势有：集成化、网络化、智能化、标准化等。12 . CAD系统的组成层次包括：产品造型系统、设计支持工具集、产品数据 治理系统13 .运算机图形的生成方式包括：轮廓线法、参数化法、图元素拼凑法、尺 寸驱动法、三维实体投影法。14 . CAPP系统中零件信息的描述方式包括：分类法、型面要素描述法、

3、图论 描述法、面向零件特点要素法、知识表示描述法等。15 .数控程序的编制方式包括：手工编程、自动编程两种。16 .数据库系统经常使用的数据模型包括重次型_、网络型、关系型.17 .零件的分类成组方式包括：视检法、生产流程分析法、聚类分析法。18 .质量数据的搜集方式包括： 全自动检测、运算机辅助检测、人工检测与录入三种。19 .产品的现代设计方式要紧包括：设计方式学、优化设计、靠得住性设计、反 求工程等。20 .产品的三维几何建模技术要紧包括：线框建模、表面建模、实体建模。21 . CAD/CAM软件系统分为：系统软件、支撑软件、应用软件三个层次。22 .产品特点建模包括：交互式特点概念、自

4、动特点识别、基于特点的设计三 种方式。23 . CAD/CAM系统中应用的典型数据结构包括：身 线性结构、树状结构、 图状结构24 .二义树的遍历方式包括：先序遍历、中序遍历、后序遍历三种。25 .成组工艺进程设计方式要紧包括：复合零件法、复合工艺线路法两种。26 .零件的分类通常依照零件的特点，特点通常包括：结构特点、工艺特点、 生产组织与打算特点三种类型。27 .产品数据集成与互换方式包括：专用数据格式的互换、中性文件的互换、 统一的产品数据模型的集成、基于PDM的系统集成。28 .典型的三维实体模型表达方式有：构造实体几何法（CSG法）、边界表示 法（B-rep法）、扫描表示法、空间分割

5、法。29 . CAPP系统中，典型的零件信息描述与输入方式包括：分类法、型面要素 描述法、图论描述法、面向零件特点要素法 等。30 .工艺设计的决策方式要紧包括：计算决策、逻辑决策、智能决策三种。31 .质量治理进展的三个时期包括：质量查验时期、统计质量操纵时期、全 面质量治理时期。二、判定题（正确打“”，错误打“X”）1 .运算机辅助图形的处置是指对点阵图形的处置。（X ）2 .组成图形的最大体要素为点、线和面。（X ）3 .在正等轴测投影变换中，其轴间角均为120度。（V ）4 .在图形输出中，窗口对应于设备坐标系，而视区那么对应用户坐标系。（X ）5 .实体建模是指对大体体素执行交、并、

6、差而取得复杂图形的建模技术。（V ）6 . CAPP是作为CAD和CAM的桥梁而存在。（J ）7 .变异式CAPP系统的核心是利用成组技术构建出主样件，依据主样件而生成典 型工艺。（V ）8 .参数化设计支持儿何约束和工程约束，而变量化设计仅支持几何约束。（X ）9 . Brep法表达了物体生成的进程信息，CSG法仅描述物体生成的结果信息。（J ）10 . CAD/CAM系统的企业集成指企业内部的集成。（X ）11 .运算机辅助图形的处置是指对矢量图形的处置。（V ）12 .参数化设计支持几何约束与复杂的工程约束。（X ）13 .线框建模是指采纳极点和邻边来表达形体的建模技术。（V ）14 .

7、 Optiz零件分类编码系统是一个十进制15位的混合结构分类编码系统。（X ）15 .创成型CAPP系统的工艺决策要紧采纳决策树和决策表方式实现。（V ）16 .车间制造任务调度问题的实际是解决工件的工序面向车间制造资源的分派问题。（J ）17 .柔性制造单元是面向大量量零件的加工而提出的一种单元。（X ）18 .在质量数据的预处置中，系统误差能够减小，随机误差能够排除。（X ）19 .零件的几何信息是指零件的毛坯特点、零件的材料、表面形状、尺寸及公差 等信息。（X ）20 .产品协同设计是CSCW理论在产品设计中应用的直接表现。（V ）21 .产品特点由形状特点+工程语义信息组成。（V ）2

8、2 . CAD/CAPP/CAM集成包括数据集成、进程集成与企业集成三个层次。（V ）23 .数据结构中，栈乂称为先进先出线表，队列乂称为后进先出表。（X ）24 .数据库的数据模型要紧包括层次型、结构型与主从型。（X ）25 .运算机图形处置中，点阵图形称为图形，矢量图形称为图像。（X ）26 .图形消隐技术的目标是解决三维图形显示的二义性问题。（V ）27 .当前产品的要紧建模方式包括几何建模与特点建模两种。（V ）28 .智能型CAPP系统的核心是知识+推理。（V ）29 .车间层面上的物流问题要紧解决工件原材料、半成品与成品在不同车间的不同设备之间的流转问题。（V ）30 .质量数据的

9、检测方式包括接触式测量法和非接触式测量法两种。(V ) 三、计算题1,已知一单位立方体如以下图，将该立方体绕OA轴逆时针旋转。角，求其变换 矩阵。答：参照第9讲中三维最合变换中的案例。(1) 0A轴绕X轴旋转。角，使之与X0Z平面共面，其变换矩阵为:0A轴绕Y轴旋转B角，使之与Z轴重合,其变换矩阵为:cos(_00sin(-/7)00100_sin(一/)0cos(-/7)00001V3ToV60V6ToTo(3)立方体绕0A轴(Z轴)逆时针旋转0角，其变换矩阵为:1010000V20cosasin a020-sin acos。00_V20001V100兀=0o o oOV2272- 2cos

10、。sin。00一 sin 0cos。0000100001iOA(z)=(4)对第步作逆变换，其变换矩阵为:O 1 o Oo o OV3- 3 OV6- 3 O,V6 V o V3 T o10000cos(-a)-sin (-a)00sin (-a)cos(a)000010旦T旦To0 旦 r V2 T0()对笫步作逆变换，其变换矩阵为:得出最终变换矩阵如下:TA = TlT2yTz)T4yT5X四、问答题1 .试论述CAD系统中经常使用的三维几何建模方式，并比较其优缺点。(20分) 答：(1)线框建模：线框模型是CAD/CAM系统进展中应用最先的三维建模方式，采纳极点和邻边 来表达形体，它的大

11、体几何元素包括：点、直线、圆弧和某些二次曲线。优势：依照三维数据，可产生任意视图，为生成多视图工程图提供方便；构造模型时操作简单，在CPU时刻及存储方面开销低；用户无需培训，利用该系统是人工画图的自然延伸。缺点：在数据结构中缺少边与面、面与体之间的关系(拓扑信息)，不能组成 实体，无法识别面与体，不能区别体内和体外；不能排除隐藏线、剖切及进行面的求交，无法生成数控加工刀具轨迹， 不能自动划分有限元网格，不能检查物体间碰撞和干与等；所有的棱线都取得显示，物体的真实形状需通过人脑的说明才能明白 得，极易产生二义性。（2）表面（曲面）建模：是通过对物体的各类表面或曲面进行描述的一种三维建模方式，其在

12、线框模 型的基础上概念了形体的表面信息，采纳面的集合来概念形体。优势：能处置较复杂曲面的设计与加工，如模具、汽车、飞机等；能消隐、着色、表面积计算、生成数控刀具轨迹、划分表面有限元网格 等。缺点：由于缺乏面、体间的拓扑关系的描述，因此不能区分面的哪一侧在物体 的体内或体外，因此该模型并非能专门好的支持装配，碰撞检查、和实 体有限元分析等运算。（3）实体建模：是利用大体体素，如长方体、圆柱体、锥体、圆环体和扫描体等通过集合运 算（布尔运算）生成复杂形体的一种建模方式。其特点是：实体模型的数据结构 由物体的全数几何信息与全数点、线、面、体的拓扑信息组成；由于运算机内存 储了物体完整的几何与拓扑信息

13、，它通过确信面的法线方向来区分面在体内 或体外的那一侧。优势：能完整地描述物体的几何形状，数据结构简单，可表示高层次的特点信 息与拓扑信息，适合构造复杂的物体；能进行物体特性的计算，如面积、体积、重心、惯性矩，能支持有限元 网格的自动划分、干与检查、动画模拟等。缺点：缺乏加工信息，如材料、加工特点信息、公差、表面粗糙度等。2 .在运算机辅助质量操纵中，试列举出5种在统计进程质量操纵中经常使用的 统计分析方式并简要论述其含义。答：（1）检查表：乂称调查表，查对表，其大体原理是利用统计图表来记录原始质 量数据，提供现场第一手资料，初步分析。（2）排列图：乂称为主次因素排列图（帕累托图），大体原理是

14、极为重要的少 数和无关紧要的多数，作用是找出阻碍产品质量的要紧因素。（3）因果图：乂称为特性因素图、鱼刺图、树枝图、石川图，其大体原理是 4M因素+环境（人、机、料、法、环），作用是全面反映阻碍产品质量的 各类因素，找出真正缘故，对症下药。（4）直方图：乂叫质量散布图：适用于对大量计量值数据进行整理加工、找出 其统计规律。其工作原理是：数值分组，计算频数；作用是画出质量特性 的散布规律，判定整个生产进程是不是正常、稳固；其图形是直角坐标系 中假设干顺序排列的矩形。各矩形底边相等，为数据区间，矩形的高为落 入各相应区间的频数。操纵图：乂称为治理图，对生产进程或效劳进程质量进行测定、记录并执行操纵

15、 治理的一种图形方式。休哈特操纵图由美国的休哈特博士于1924年初创。其工 作原理：以时刻（或子样号）为横坐标，以质量特性为纵坐标，画出上下公差界 限，上下操纵界限和中心线，在进程进行中，按规定的时刻距离抽取子样，测量 其质量特性，并逐个刻画在座标图上。其作用是：判别进程是不是处于稳固状态, 发觉和排除失控现象。3 .请说明产品设计的要紧流程及各流程节点的要紧工作内容。答：产品设计进程一样分为四个时期：产品设计计划、方案设计、技术设计、施 工设计。（1）产品设计计戈IJ：依照上级指示或市场需求，结合本企业的实际情形，通过 调研与分析，制定出合理的产品设计任务书与产品性能要求。要紧包括：调研与 预测、可行性分析、计划整体设计任务与设计要求三大环节；（2）方案设计：依照产品的需求分析，实现系统总功能的逐层分解，确信系统 的功能原明白得，和功能到系统结构的映射，并对系统方案进行初步评判与优化, 以取得最终的系统原理方案。（3）技术设计：基于原理方案，通过计算、类比，确信系统及部件的整体结构 及要紧尺寸，并绘制结构图与编写说明书。（4）施工设计：以技术设计的整体结构图为依据，进行零件、部件的详细设计, 以取得设计的全数图纸与技术文件。