机械CADCAM技术

1、机械CAD/CAM 技术第一章：机械 CAD/CAM 技术概述（选择题）1、什么是输入是设备？（1）键盘和鼠标；（2）图形扫描仪；（3）三坐标测量设备；（4）其他输入设备。2、什么是输出设备？（1）图形显示器；（2）打印机；（3）绘图仪；（4）其他输出设备。3、CAD/CAM系统的软件分类？（1）系统软件；（2）支撑软件1）图形接口软件；2）工程绘图软件；3）几何建模软件；4）工程分析软件；5）工艺规程设1f软件；6）数控编程软件；7）产品数据库管理软件。（3）应用软件。本章小结：P19CAD/CAM技术是计算机与工程应用紧密结合的一项先进实用技术，可大大提高产品开发效率和设计质量，缩短产品的

2、开发周期，是当今企业产品设计开发不可或缺的工具。CAD/CAM技术经历了萌芽期、成长期、发展期、成熟普及期、集成期等几个发展阶段。第二章：工程数据计算机管理与处理技术（填空题）1、CAD/CAM系统常用的数据结构有哪些？（1）数据的逻辑结构：线性表、树结构、网状结构；（2）数据的存储结构：顺序存储结构、链式存储结构；（3）数据的操作运算：插入、删除、更新、检索、排序。2、数据结构的基本概念？所谓数据结构，简单地说，即为数据间存在的某种关系。从内容来看，数据结构包含数据间的逻辑关系、数据在计算机中存储形式以及数据的操作运算三方面的内容，即数据的 逻辑结构、数据的存储结构以及数据的操作运算。3、产

3、品数据管理PDM(1) PDM的概念P35产品数据管理(PDM )是一种管理所有与产品相关的信息和过程的技术。与产品相关 的信息包括CAD/CAM 文件、物料清单(BOM)、产品结构配置、产品规范、电子文档、产 品订单、供应商清单、存取权限、审批信息等；与产品相关的过程包括加工工序、加工指南、工作流程、信息的审批和发放过程、产品的变更过程等。(2) PDM的体系结构 P35第一层：支持层；第二层：对象层；第三层：功能层；第四层：用户层。问：什么是界面？答：呈现在用户面前，显示器屏幕上的图形状态。 和窗口、对话框、消息框的概念不同。(3) PDM的功能P361)电子资料室管理与检索；2)产品配置

4、管理；3)工作流程图管理；3)项目管理。4、工程数表的类型？(1)常数数表：如各种材料的力学性能、标准零件的尺寸参数等，这类数表中的数据彼此间没有明显的函数关系；(2)列表函数：是用以表达某些工程问题参数之间的函数关系，如三角函数表、离散的实验数表等，这类数表的数据间关系可用某个理论公式或经验公式来表示。本章小结：P54PDM是一种管理所有与产品相关的信息和过程的技术，具有电子资料室管理与检索、产品配置管理、工作流程管理、项目管理等基本功能。PDM 已成为当前CAD/CAE/CAPP/CAM 技术有效的集成平台。第三章：计算及图形处理技术（选择题+概念题+计算题）1、复合变换例题:图3 14三

5、角形绕任意旋转中心点内的旋转变稳某一图形绕任意旋转中心点A（?% ?的旋转变换可通过如下几个基本变换来实现:1）将旋转中心点平移到坐标原点，其基本变换矩阵为？车。2）将图形绕坐标原点旋转a角，其基本变换矩阵为 ？?专。3）再将旋转中心由坐标原点平移返回到原来旋转中心点A，其基本变换矩阵为 ?平。可知，图形绕任意旋转中心点A的旋转变换矩阵为10T = ?隼?专?平=(01-? -?0?0?100) ( -? ( 011001?00)1? _?00)?41 - ?(1 - ?)可见，复合变换矩阵通常是由若干基本变换矩阵的乘积构成的。由于矩阵乘法不符合交 换律，因此复合变换矩阵的求解顺序不得随意变动

6、。2、计算机辅助绘图技术有哪三种?（1）交互式绘图（图形可视化交互设计方式）；（2）程序参数化绘图（草图及参数化绘图方式）；（3）尺寸驱动式参数化绘图（尺寸驱动参数化绘图方式）。3、常见的几种曲线曲面及其集合特性？（1） Bezier 曲线曲面：P92通过一组多边折线（特征多边形）的各顶点唯一的定义曲线，仅第一点和最后一点位于 曲线上，其余顶点用于控制曲线形状。第一条和最后一条折线表示曲线在起点和终点处的切 线方向，改变顶点则改变曲线的形状。Bezier曲线的几何特性：P941）端点特性；2）凸包性；3）几何不变性；4）全局控制性。（2） B样条曲线曲面：P96包含Bezier曲线的所有优点，

7、弥补了 Bezier曲线的不足（Bezier曲线和定义它的特征 多边形相距较远；由于局部控制性能较差，导致改变一个控制顶点位置或控制顶点的数量时， 将会影响整条曲线的形状，需要重新对整条曲线进行计算）。（3） NURBS 曲线曲面：P101自由型曲线曲面唯一表示方法。权因子？%对曲线的影响规律：1） ?%改变，动点d沿一条直线移动，？f 8时，动点d与控制点？?重合。2）随？?增/减，曲线被趋近/远离控制点？?。3）随？劣?增/减，在？%的影响范围内，曲线被远离 /趋近其余的控制顶点，？也影 响区域为?+?+。NURBS曲线曲面的特点： P1021）提供了规则曲线曲面（如二次曲线、二次曲面和平

8、面等）和自由曲线曲面统 的建模方法，便于工程数据库的统一存取和管理。2）增加了权因子对曲线曲面的调节手段，可更为灵活的改变曲线曲面的形状。3）便于曲线曲面节点的插入、修改、分割、几何差值等运算处理。4）具有透视变换、投影变换和仿射变换的不变形。5）可将Bezier曲线曲面和非有理 B样条曲线曲面作为 NURBS曲线曲面的特例来 表不。6）与其他曲线曲面表示方法比较，更耗费存储空间和处理时间。本章小结：P102-103第四章：机械 CAD/CAM 建模技术1、常见的建模方法及其特点？（1）线框建模技术：线框模型特点：线框模型仅包含形体的棱边和顶点信息，具有数据结构简单、信息量少、操作快捷等特点。

9、利用线框模型所包含的三维形体数据，可生成任意投影视图，如三视图、轴测图、以 及任意视点的透视图等。由于线框模型只有棱边和顶点信息，没有面、体等相关信息，所包含的信息有限， 因而在形体的描述方面存在较多缺陷。例如：形体表示易产生多义性；难以表达曲面形体的轮廓线；由于没有面的信息，不能进行消隐，不能产生剖视图；由于没有体的信息，不能进 行物性计算和求交计算，无法检测实体的碰撞和干涉，无法生成数控加工刀具轨迹，不能 进行有限元分析等实际的工程应用。特点：数据结构简单、信息量少、占用内存空间小、操作速度快，可生成三视图、透 视图和轴测图。（2）表面（曲面）建模技术：表面模型特点:表面模型清楚描述了形体

10、的面、边、点的几何信息，以及表面与棱边、棱边与顶点之间的拓扑关系。它所包含的形体信息较线框模型完整、严密。为此，表面模型可用以消隐处理、剖面生成、表面渲染、求交计算、导轨生成等产品设计作业。然而，表面模型仍缺少形体的体信息以及体与面之间的拓扑关系，无法区分表面哪一侧为实体，仍不方便进行产品的物性计算和工程分析。特点：增加了面信息，可实现消隐、剖面图生成、渲染、求交、刀轨生成等作业。(3)实体建模技术：实体模型特点：拥有形体完整的几何信息和拓扑信息，可方便地实现消隐、剖切、有限元分析、数控加工、形体着色、光照及纹理处理、物性计算等产品不同的CAD/CAM 作业。附加：边界表示法的优缺点：优点：可

11、以进行形状唯一定义，对边界处理，形体显示方便，支持公差、热处理、粗糙度等几何信息的表示。缺点：缺乏实体生成过程信息，数据存储量大，难以直接构造。几何体素构造法(CSG法)的优缺点：优点：造型简单，易于实现，可方便转换为其他表示方法。缺点：不能直接反映形体的面、边、点等具体信息，不能进行形体具体几何特征的查询和显示，必须将其转化为其他表示方法才能进行相关操作。特点：、包含了形体点、边、面、体所有几何信息和拓扑信息；、形体表面有界、有方向性，可确定实体在面的那一侧；、可实现消隐、剖切、有限元分析、数控加工、物性计算等操作。(4)特征建模技术：特点:、更贴近工程实际应用；、在产品信息上更加丰富；、为

12、CAD/CAM 的智能化发展提供基础；、在表示域方面存在限制，如任意复杂的曲面模型产品。特征间关系：P1221）邻接关系；2）从属关系；3）分布关系；4）引用关系。（5）装配建模技术：装配模型：主要有两部分信息内容：一是产品实体结构信息，即产品所包含的零部件几 何结构信息；二是产品各组成件的相互关系信息，即产品结构的层次关系以及装配关系等。1）配合关系：贴合、对齐、相切、点面接触等。2）连接关系：螺纹连接、键连接、销连接、联轴器连接等。3）运动关系：齿轮传动、带传动、螺旋传动、链轮传动、平面运动、圆柱面运动、 旋转运动。2、实体建模的几何体素构造法（CSG法）P118CSG的二叉树结构本章小结

13、：P102-103第五章：计算机辅助工程分析1、有限元分析的步骤？ P143-145(1)结构离散：结构离散又称为网格划分，这是有限元分析过程中一个最重要、最复杂、最耗时的步骤。(2)单元分析：单元分析是有限元分析理论性较强的一个环节，需通过位移方程、几何方程、物理方程等表达式的建立，以推导出单元刚度矩阵。(3)整体合成：建立整体刚度方程。(4)计算求解：在给定负载以及边界约束条件下，对上述整体刚度方程进行求解，求得个节点位移矢量，而后依次通过几何方程和物理方程可求得个单元的应力和应变。2、优化设计(填空题)P154优化设计是以 数学规划为理论基础，以计算机和应用软件为技术工具，在充分考虑多种设计约束前提下寻求最优设计方案的一种现代化设计方法。第六章：计算机辅助工艺设计1、常见的CAPP系统有哪些？ P182(1)交互式CAPP系统； (2)检索式CAPP系统； (3)派生式CAPP