机械CADCAM复习大纲及试题.docx
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机械CADCAM复习大纲及试题
机械CAD/CAM
第一章:
CAD的功能可归为建立几何模型、工程分析、动态模拟和自动绘图等四类。
狭义CAM通常仅指数控程序的编制,包括刀具路径的规划、刀位文件的生产、刀具轨迹的仿真和NC代码的生成等。
CAD/CAPP/CAM集成,就是将计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)、计算机辅助数控编程(狭义CAM)以及零件加工等有关信息实现自动传递和转换的技术。
CAD/CAM软件系统的基本模块组成有:
①三维交互造型模块,②工程绘图模块,③数控加工模块,④设计仿真模块,⑤浓淡处理模块,⑥动态仿真模块。
数据库管理系统DBMS,它是对数据进行各种操作和管理的软件系统,是用户与数据之间的接口。
DBMS有三种基本的数据模型:
①层次模型、②网状模型、③关系模型、④对象数据库模型。
目前流行的系统有FoxPro、Oracle、Ingres等,它们都属于关系型数据库管理系统。
描述三维物体的方法有四种模型:
线框模型、曲面模型、实体模型、以及特征模型。
有限元分析软件由:
前置处理程序、主分析程序和后置处理程序三部分组成。
三维绘图软件通常有:
UGⅡ、Pro/Engineer、AutoCAD、MasterCAM等,目前,CAD/CAM技术正在向:
智能化、三维化、集成化、网络化方向发展。
第二章:
数据:
数据是用于描述客观事物的信息,包括数值、字符或其他各种符号,它们可以输入到计算机,并由计算机程序加以识别和处理。
数据元素:
数据元素是数据中抽象的基本单元,它可以由一个或多个数据项组成。
数据项是数据不可分割的最小单元。
数据结构包括:
数据的逻辑结构、数据的物理结构。
线性表的顺序存储结构具有如下特点:
①有序性、②均匀性、③这种存储的机构简单,易于实现,便于随机存取。
栈和队列是两种重要的线性结构:
栈:
是限定仅在表的一端进行插入或删除操作的线性表。
队列:
是另一种特殊的线性表,它限定只能在表的一端插入,另一端删除,允许插入的一端为队尾,允许删除的一端称为队头。
数组:
是线性表的推广或扩充,是一组按一定顺序排列的且具有相同类型的数据。
二叉树:
是一种特殊的树,它是个有限结点的集合,该集合或者为空,也可以只有一个结点,或者由一个根结点与两颗不相交的二叉树组成,两个子树分别称为左子树和右子树。
一颗满二叉树必定是一棵完全二叉树,而完全二叉树未必是满二叉树。
遍历:
是指按照某种规律对二叉树中的每个结点做一次且仅做一次访问,完成一定的操作。
(给个二叉树图,分别通过先序、中序、后序遍历能写出结点的次序)
查找:
线性查找:
也称为顺序查找,是一种最基本和最简单的查找方法。
折半查找、分块查找。
数据管理经历了由低级到高级的发展过程,大致可分为人工管理、文件管理、数据管理三个阶段。
第三章:
二维基本变换:
①平移变换、②比例变换、③对称变换、④错切变换、⑤旋转变换。
三维基本变换:
(记住三维变换矩阵)①平移变换矩阵、②比例变换矩阵、③旋转变换
第四章:
常见自由曲线:
①三次参数样条曲线、②圆弧样条曲线、③贝塞尔曲线、④B样条曲线、⑤NURBS曲线。
曲面可分为三大类型:
①几何图形曲面、②自由型式曲面、③编辑过的曲面。
实体模型:
是在计算机内部以实体的形式描述现实世界的物体。
它具有完整性、清晰性和准确性。
特征建模:
特征是指产品描述的信息的集合。
零件的特征描述是其设计和制造等方面的信息。
形状特征的分类:
①基本特征、②附加特征。
参数化设计是使用约束来定义和修改参数化模型。
这种模型的尺寸用对应的关系表示,而不需用确定的数值,变化一个参数值,将自动改变所有与它相关的尺寸,修改和控制几何形状,自动实现产品的精确造型。
参数化设计中的约束分为:
尺寸约束和几何约束。
第五章:
CAPP是应用计算机快说处理信息功能和具有各种决策功能的软件来自动生成工艺规程的过程。
☆CAPP系统的基本结构:
①零件信息的输入、②工艺决策、③工艺数据/知识库、④人机界面、⑤工艺文件管理与输出。
派生式CAPP系统容易实现,主要适用于零件相似性程度高、零件族数少的企业。
它的主要缺点是对工艺人员的要求高,生产条件变化后不易修改。
数控系统有:
CNC、NC、直接数字控制系统DNC。
数控设备分类:
按工艺用途可以划分为四大类;①金属切削类、②金属成形类、③特种加工类、④测量、绘图类。
按控制运动的方式分类:
①点位控制数控机床、②点位直线控制数控机床、③轮廓控制数控机床。
按伺服系统的控制方式分类:
①开环数控机床、②半闭环控制数控机床、③闭环控制数控机床。
刀具补偿:
所谓刀具半径补偿,就是具有这种功能的数控装置能使刀具中心自动从零件实际轮廓上偏离一个指定的刀具半径值(补偿量),并使刀具中心在这一被补偿的轨迹上运动,从而把工件加工成图纸上要求的轮廓形状。
数控加工的特点:
①数控加工的工艺内容十分具体、②数控加工的工艺工作相当严密、③数控加工的工序相对集中、④适宜多品种小批量或中批量生产。
对刀点:
是数控加工时刀具相对零件运动的起点,又称“起刀点”,也就是程序运行的起点,对刀点选定后,便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。
第六章:
IGES标准,是CAD/CAM系统之间图形信息交换的一种规范。
产品数据交换标准STEP,它是一个关于产品数据的计算机可理解的表示和交换国际标准,其目标是提高一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期中的产品数据。
交互技术主要有以下几种:
①定位技术、②定量技术、③文本技术、④橡皮筋技术以及拖动技术、⑤选择和拾取技术。
软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程科学,即采用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件。
软件工程规范:
①软件开发规范、②软件产品文档编制规范、③软件质量保证计划、④软件配置管理计划、⑤软件验收、⑥软件维护和软件项目管理。
第七章:
MasterCAM的主要特点和功能:
1具有较强的绘图功能、②图档转换功能、③CAM功能、④仿真与分析、⑤后置处理。
第八章:
安全高度:
安全高度也被称为清除平面、下刀参数平面或起始平面。
它指定一Z坐标为:
①在开始切削之前,刀具迅速下降的高度、②在切削结束时,刀具迅速撤回的高度、③在两次分开的切削加工间,刀具移动到此安全高度。
附加精修参数:
使用这个参数用于下列两种情况:
1用不同的刀具作精切削,即挖槽加工使用两支刀具,一支用于粗切削,另一支用于精切削。
②粗切削和精切削使用同样的刀具,但是精切削有不同的进给率、切削速度、主轴转速和刀具补正。
钻孔参数:
钻孔特定参数可以分为三组:
Z深度值、钻孔形式、啄钻参数。
Z深度值:
它有三个Z值:
①安全高度:
刀具从起刀点开始移动到这个Z值指定的孔中心处。
②参考高度:
刀具快速向下移动到这个Z值。
③Z深度:
刀具向下以绝对深度或增量方式进刀到这个Z值。
这厮钻孔底部的Z值。
第九章:
构图平面:
用于定义平面的方向,几何图形就是要绘制于所定义的构图平面上。
第十章:
MasterCAM提供了两种方法,可用于产生曲面刀具路径去切削不同形式的曲面:
线框法、曲面法。
MasterCAM有两类的3D刀具路径模组,第一类有六个刀具路径模组可用于生产单一曲面的刀具路径,这直接是由线框直接去产生刀具路径,不必经由曲面来产生路径。
第二类又有两个小类,分别用于制作曲面粗加工和曲面精加工的刀具路径,但它必须又既有的曲面去制作刀具路径,不能直接由线框来产生刀具路径。
第一类刀具路径模组有以下五个:
①直纹加工、②旋转加工、③2D、3D扫描加工、④昆氏加工、⑤举升加工。
面铣加工:
面铣加工时专门用于加工工具顶部毛坯的,不能按曲面形状切除材料,是为以后再进一步粗加工作准备。
☆曲面粗加工:
共有七个方法:
平行铣削、放射状加工、投影加工、曲面流线、等高外形加工、挖槽粗加工和钻销加工。
☆曲面精加工:
平行铣削、陡斜面加工、放射状加工、投影加工、曲面流线、等高外形、浅平面加工、交线清角、残料清角。
机械CAD/CAM技术(试题一)
一、填空(每题1分,共40分)
1、在零件分类方法中,生产流程分析法可以分为关键法、顺序和分析法。
2、目前常用数据模型有、、。
3、模型一般由、、三个部分组成。
4、是一种重要的非线性的数据结构。
5、链表有、和三种形式。
6、数据的逻辑结构有和两种。
7、CAE表示为。
8、数据结构一般分为、、三种
9、CAD/CAM系统是由、和组成。
10、数控机床的组成有、、和、。
11、柔性制造系统是由系统、系统和系统三大部分组成。
12、在创成式CAPP系统中进行逻辑决策的两种常用方法为和。
13、零件分类方法中的编码分类可以分为和。
14、工业机器人一般都由、、、、和组成。
二、选择题(20分)
1、在派生式CAPP系统中利用分类编码进行零件分类成组的主要依据是()
A、零件材料B、特征矩阵C、典型工艺D、零件种类
2、下述CAD/CAM过程的操作中,属于CAD的范畴的是()
A、CAPPB、CIMSC、FMSD、几何造型
3、数据元素之间存储顺序与逻辑顺序一致的数据结构为()
A、线性表B、树C、二叉树D、图
4、在派生式CAPP系统中利用分类编码进行零件分类成组的主要依据是()
A、零件的材料B、特征矩阵C、典型工艺D、零件的分类
5、FMS的管理控制系统的设备软件模块中不包括()
A、接口模块B、系统管理程序模块C、网络模块D、调速模块
6、数控机床的坐标轴用于表示机床的()
A、主进给方向B、主轴轴线方向C、第二进给方向D、主运动速度
7、通常所说的数控编程是以代码形式表示的它所形成的程序是()
A、零件源程序B、系统源程序C、零件目的程序代码D、系统目的程序代码
8、通常我们将数据的存储结构称为数据的()
A、物理结构B、逻辑结构C、逻辑关系D、存储关系
9、世界上最早进行工艺设计自动化研究的国家是()
A、美国、B英国、C、德国D、挪威
10、世界上第一台电子计算机出现在()年
A、1954B、1974C、1964D、1946
11、CIMS表示为
A、计算机集成制造系统B、计算机辅助工程C、生产计划与控制D、计算机辅助制造
12、在OPITZ分类编码系统中,描述零件基本形状要素的码位范围为
A、1~5码位B、1~3码位C、5~9码位D、6~9码位
13、在CIMS的制造自动化系统中,最先进的加工手段是
A、数控机床B、装配流水线C、组合机床D、FMS
14、在计算机技术的相关领域,通常将数据在磁盘上的存储结构称为数据的
A、物理结构B、逻辑结构C、数据结构D、磁盘结构
15、CAD\CAM系统是由()组成的
A、CAD,CAM,CAPPB、图形软件、数据库、NC
C、工作人员、硬件和软件D、主机、系统软件、CAM
16、下列多项中不属于CAM工作范畴的内容是
A、生产过程与管理B、应力、应边分析C、加工控制D、质量控制
17、下列不属于制定零件族相拟标准方法的是
A、特征码方法B、聚类分析法C、码域法D、特在住码域法
18、CAD\CAM系统中,CAE是指
A、计算机辅助设计B、计算机辅助制造
C、计算机辅助工程D、计算机辅助工艺过程设计
19、在对话框构件中,滚动条构件为
A、buttohB、toggleC、imageD、slider
20、现代机械工业中的所谓数控编程一般是指()程序的编制。
A、零件B、数控系统C、检测系统D、刀具
三、判断题10分
()1、CAD是以计算机为辅助手段来完成整个产品的设计工程。
()2、虚拟设计是一种新兴的多学科交叉技术。
()3、数据结构中把描述多个对象的数据称记录。
()4、多个结点具有的子树标为该结点的度。
()5、建模过程实质就是一个描述:
处理、储存、表达现实物体及其属性的过程
()6、一般三维实体模型表示有边界表示法,轮廓线法
()7、有限元法只能处理一种复杂形状
()8、工艺数据库与知识库的设计遵循软件设计的一般原则,即“自左向右,逐步求精”的原则
()9、直线插补和倒角插补是两种常见的插补方法
()10、机床标准坐标采用左手笛卡尔直角坐标系
四、解释概念:
10
CAD、CAE、CAPP、CAM、CAD/CAM、OA、MIS、MRP、FMS、CIMS
五、简答题20
1、什么是几何建模?
几何建模应该具备什么功能?
2、简述有限元法解题步骤。
3、创成法CAPP系统工序设计模块的主要功能有哪些?
4、一个完备的CAD系统具有的特点?
5、现代生产管理的特点?
机械CAD/CAM技术(试题一答案)
一、填空(每题1分,共40分)
1、机床法、顺序分拨法和聚类分析法。
2、层状模型、网状模型、关系模型
3、数据、数据结构、算法
4、树
5、单向链表、双向链表和循环链表
6、线性结构和非线性结构
7、计算机辅助工程
8、逻辑结构、物理结构、数据的运算
9、工作人员、硬件和软件
10、主机、控制装置、驱动装置和辅助装置、编程及其辅助设备。
11、加工系统、物流系统和信息系统三大部分组成。
12、决策树和决策表。
13、特征码位和码位。
14、手部、腕部、臂部、机身、驱动系统和控制系统组成。
二、选择题BDABCBAADDAADACBBCDA
三、判断题√√√××√√×√×
五、简答题
4、现代生产管理的特点?
强调系统性;用数学的方法;强调生产的柔性;计算机在生产中的广泛应用。
机械CAD/CAM技术(试题二)
一、填空题(1X40=40分)
1、CAD/CAM系统的集成就是把、、、、以及等各种功能不同的软件有机的结合起来。
2、数组中各元素存储的特点是、、。
3、计算机图形生成方法有、、、、。
4、建模技术是将现实世界中的及其转化为计算机内部数字化表达的原理和方法。
5、设计资料的数据处理方法、。
6、优化设计的首要任务是。
7、零件组合成组的方法、、。
8、工业机器人一般都由、、、、和组成。
9、目前常用数据模型有、、。
10、链表有、和三种形式。
11、数据的逻辑结构有和两种。
12、CAE表示为。
13、数据结构一般分为、、三种。
二、选择题20
1、下述CAD/CAM过程的操作中,属于CAD范畴的是()
A、CAPPB、CIMSC、FMSD、几何造型
2、数据元素之间存储顺序与逻辑顺序一致的数据结构为()
A、线性表B、树C、二叉树D、图
3、对于决策树又叫判定树,它不包括()
A、根B、干C、分枝D、节点
4、在数控机床CNC系统组成中,核心部分为()
A、输入输出设备B、PLCC、CNC装置D、伺服机构
5、下述CAD\CAM过程的操作中,属CAD范畴的是()
A、几何造型B、有限元分析C、优化设计D、CAPP
6、线性表的设计顺序存储结构适合存储数据的是()
A、设计结果数据B、数据元素长度不同的数据
C、中间结果数据D、工程手册中的数表
7、线型表采用链式存储时,其地址()
A、必须是连续的B、一定是不连续的C、部分地址必须是连续的D、连续与否均可以
8、下列不是特征识别技术的是()
A、匹配B、NC编程C、体积分解D、构形元素生长
9、不是CAPP系统工作原理的是()
A、设计式B、派生式C、创成式D、混合式
10、不是零件分类编码系统结构的是()
A、树式结构B、链式结构C、OPITZ结构D、混合式结构
11、CIMS表示为
A、计算机集成制造系统B、计算机辅助工程C、生产计划与控制D、计算机辅助制造
12、在OPITZ分类编码系统中,描述零件基本形状要素的码位范围为
A、1~5码位B、1~3码位C、5~9码位D、6~9码位
13、在CIMS的制造自动化系统中,最先进的加工手段是
A、数控机床B、装配流水线C、组合机床D、FMS
14、在计算机技术的相关领域,通常将数据在磁盘上的存储结构称为数据的
A、物理结构B、逻辑结构C、数据结构D、磁盘结构
15、CAD\CAM系统是由()组成的
A、CAD,CAM,CAPPB、图形软件、数据库、NC
C、工作人员、硬件和软件D、主机、系统软件、CAM
16、下列多项中不属于CAM工作范畴的内容是
A、生产过程与管理B、应力、应边分析C、加工控制D、质量控制
17、下列不属于制定零件族相拟标准方法的是
A、特征码方法B、聚类分析法C、码域法D、特在住码域法
18、CAD\CAM系统中,CAE是指
A、计算机辅助设计B、计算机辅助制造
C、计算机辅助工程D、计算机辅助工艺过程设计
19、在对话框构件中,滚动条构件为
A、buttohB、toggleC、imageD、slider
20、现代机械工业中的所谓数控编程一般是指()程序的编制。
A、零件B、数控系统C、检测系统D、刀具
三、判断题10分
()1、数据结构是描述物体数据元素之间关系的组织形式。
()2、栈的特点是前出后进。
()3、几何建模方法以几何信息和拓扑信息反映物体的大小和种类。
()4、成组技术的基本原理是对不同的零件进行识别和分组。
()5、工艺规程设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法、加工顺序、工夹量具、以及切削用量的计算等,使能按设计要求生产出合格的成品零件。
()6、创成式CAPP系统的设计,一般包括工作阶段和硬件编程阶段。
()7、建模过程实质就是一个描述:
处理、储存、表达现实物体及其属性的过程
()8、支撑软件主要用来实现几何建模,绘图,工程设计计算和分析等功能
()9、数控系统主要是用点位控制和轮廓控制
()10、直线插补和倒角插补是两种常见的插补方法
四、解释概念:
10分
CAD、CAE、CAPP、CAM、CAD/CAM、OA、MIS、MRP、FMS、CIMS
五、简答题20分
1、CAD/CAM集成的意义如何?
2、常用的优化设计方法有哪些。
3、试分析三维几何建模的几种方法及应用范围。
4、简述刀位轨迹仿真的主要作用?
5、现代生产管理的特点?
机械CAD/CAM技术(试题二答案)
一、填空题(1X40=40分)
1、CAD/CAM/CAE/CAPP/NCP/以及PPC
2、顺序的、连续的、均匀的
3、轮廓线法、参数化法、图形元素拼合法、尺寸驱动法、三维实体投影法
4、物体、属性
5、数表的处理、线图的处理
6、建立数学模型
7、人工识别分组法、零件分类和编码分组法、生产流程分析分组法
8、手部、腕部、臂部、机身、驱动系统和控制系统组成。
9、层状模型、网状模型、关系模型
10、单向链表、双向链表和循环链表
11、线性结构和非线性结构
12、计算机辅助工程
13、逻辑结构、物理结构、数据的运算
二、选择题DABCDDDBACAADACBBCDA
三、判断题√×××√×√√√×
一、概念解释(每题3分,共12分)。
1.数控编程
根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息,按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件。
2.特征
是设计者对设计对象的功能、形状、结构、制造、装配、检验、管理与使用等信息及其关系的具有确切工程含义的高层次抽象描述。
3.建模技术
是将现实世界中的物体及其属性转化为计算机内部数字化表达的原理和方法。
4.窗口
在用户空间中定义的确定显示内容的一个矩形区域。
二、简答题(每题5分,共25分)
1.请列出你所知道的CAD/CAM支撑软件系统。
SolidWorks,Pro/E,UG,CATIA,MasterCAM等。
2.列出几种消隐算法的基本测试方法
重叠测试
包容性测试
深度测试
可见性测试
3.获取质量数据的主要方法有哪些?
手工检测
半自动检测(数字化量仪与机器人测量)
自动检测(红外头测量系统)
三坐标测量机
4.请总结制造技术的发展趋势
全球化、敏捷化、虚拟化、智能化、网络化、标准化、绿色化
5.列出几种线图的程序化方法
(1)找到曲线的原始理论公式编程(在理论公式存在的条件下);
(2)对线图进行离散化处理,变为表格形式,按表格程序化方法处理;
(3)拟合经验公式,按经验公式编程。
三、简述对CAD/CAM系统集成的概念的理解,并总结主要集成方法(10分)。
CAD/CAM系统集成是指将基于信息技术的CAD/CAM各组成部分以及制造系统与CAD/CAM有关的其它子系统有机地组织和管理起来,形成一个协同工作的整体,集成包括功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与控制。
CAD/CAM系统的集成方法主要包括如下几种:
(1)基于专用接口的CAD/CAM集成
(2)基于STEP的CAD/CAM集成
(3)基于数据库的CAD/CAM集成
(4)基于PDM的CAD/CAM集成
四、为什么曲线和曲面一般采用参数方程进行表示,B样条曲线有何优点(10分)。
曲线和曲面一般采用参数方程进行表示的优点:
(1)具有规范化参数区域[0,1],容易确定曲线的边界;
(2)参数方程的形式不依赖于坐标系的选取,具有不变性;
(3)对参数表示的曲线、曲面进行几何变换比较方便;
(4)在非参数表示中,以斜率表示变化率,可能会出现;而在参数表示中,变化率以切矢量表示,不会出现。
(5)表示能力强(任意形状复杂的曲线、曲面),易于离散生成,容易控制形状和人机交互。
B样条曲线的优点
(1)局部性曲线P(t)在参数区间[ti,ti+1)(k-1<=i<=n)上的部分只与控制点Pi-k+1,…,Pi有关。
(2)凸包性区间[ti,ti+1)在Pi-k+1,…,Pi的凸包之内。
(3)直线再生性
(4)分段参数多项式曲线P(t)在参数区间[ti,ti+1)(k-1<=i<=n)上是次数不高于k-1的多项式曲线
(5)仿射不变性
五、请总结图形交互式数控编程主要步骤,并予以必要说明(10分)。
基本工作过程:
(1)几何造型
(2)加工工艺决策
(3)到位轨迹的计算及生成
(4)后置处理
(5)程序输出
六、以合适的方法表示如右图所示传动系统,A为输入轴(10分)。
七、请简要阐述DFx技术,并列出几种DFx技术(10分)。
要点:
DFx是一种基于知识的产品设计方法
DFx:
DesignforX
侠义:
x表示A、M、Q、……
广义:
x是eXcellence中的一个字母‘X’,表示面向全面优化的设计
如DFX、DFM、DFE、DFLC
八、如右图所示,欲求图形P(x,y,z)关于OABC平面的对称点,试采用几何变换法实现求解过程,推导其变换矩阵(列出过程即可)。
(13分)
答案要点及评分
步骤1,3,4各3分,步骤2为4分
(1)旋转OABC平面使之与OZX面重合
(2)对称变换
(3)对步骤
(1)做逆变换,使OABC平面回到原来的位置
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