CADCAM考试参考答案及评分标准

CAD/CAM技术课程考试参考答案及评分原则--年二学期末考试试题时间120分钟CAD/CAM技术课程40学时2.5学分考试形式：开卷专业年级：机车车辆(卓越工程10级实验班)总分100分，占总评成绩60%（20分）试就你所熟知的某机械产品(零件、部件、整机均可)制订其应用CAD/CAM技术进行设计、生产的技术方案。方案应针对该产品的设计制造的过程，解决产品设计制造过程中哪些环节采用CAD/CAM中的哪些单项技术、采用这些CAD/CAM技术起到什么作用等问题。答：①选定一产品。②设计制造的过程由下列具体环节构成(可用图形或文字描述)： 在产品的设计制造的全过程中均可采用CAD/CAM中的对应单项技术。③可采用的单项技术以下：CAG——计算机辅助绘图CAE——计算机辅助工程分析CAPP——计算机辅助工艺设计NCP——计算机辅助数控编程MRPII——制造资源计划ERP——公司资源计划CAQ——计算机辅助质量控制PDM——产品数据管理VR—CAD——虚拟设计VM——虚拟制造④解决的重要问题有：零件造型：在计算机中建立零件的三维实体模型。涉及曲面造型。装配造型：在计算机中建立产品的三维装配模型。原则件库：大多数CAD系统均提供通用原则零件和特性的扩展库。顾客能够很方便地选用原则特性或零件，并将它们组合进零件或部件的设计中。工程绘图：生成符合生产实际规定，也符合国标的工程图。工程分析：CAD／CAM中的构造分析中需进行大量的应力、温度、位移等分析计算。因此，规定CAD／CAM系统完毕各类分析计算的算法对的、全方面，能解决大量的数据，还要有较高的计算精度。优化设计：CAD／CAM系统根据需要还可配备优化设计功效，也就是在某些条件的限制下，使产品或工程设计中的预定指标达成最优。涉及总体方案的优化、产品零件构造的优化、工艺参数的优化等。计算机辅助工艺规程设计：根据建模后生成的产品信息及制造规定，自动决策出加工该产品所采用的加工办法、加工环节、加工设备及加工参数。CAPP的设计成果首先能被生产实际所用，生成工艺卡片文献，另首先能直接输出某些信息，为CAM中的NC自动编程系统接受、识别，直接转换为刀位文献。计算机辅助NC编程：以CAD生成的零件几何信息为基础，采用人机交互对话方式，在计算机屏幕上指定被加工件的几何特性、定义有关的加工参数后，由计算机进行分析解决，直接产生NC加工程序。仿真功效则能在计算机上动态显示加工途径，模拟实际切削加工。模拟仿真：通过运行仿真软件，替代、模拟真实系统的运行，用以预测产品的性能、产品的制造过程和产品的可制造性。工程数据管理：CAD／CAM系统应能提供有效的管理手段，支持工程设计与制造全过程的信息流动与交换。虚拟设计与制造：通过虚拟设计与制造系统为产品的设计与制造提供一种建模与仿真的环境，使得产品的规划、设计、制造、装配等均可在计算机上实现。通过计算机虚拟模型来模拟和预估产品的功效、性能及可制造性等方面可能存在的问题。评分原则：①2-②6-③6-④6（15分）下表为螺钉的一组原则尺寸。请在a)、b)两小题中选作一题。如以数组方式存储该表，采用某种计算机编程语言(如C、Basic)编写一种程序，实现：数表的定义和初始化，螺钉公称尺寸的交互输入，螺钉其它有关尺寸的查找，查找成果的屏幕输出。如以数据文献方式存储该表，采用某种计算机编程语言(如C、Basic)编写一段程序，实现：螺钉公称尺寸的交互输入，该数据文献的读入，螺钉其它有关尺寸的查找，查找成果的屏幕输出。螺钉公称尺寸dPbnr30.5250.80.140.7381.20.250.8381.20.261381.60.2581.253820.4101.5382.50.4（10分）简述MRP的基本原理。若有产品M由2单位N和3单位P制成。N由2单位R及4单位S制成；R由1单位S及3单位T制成；P由2单位T及4单位U制成。1)请画出M的产品构造树。2)今需生产10单位M，每一种子项各需要多少？3)请图示单层物料清单。答：①基本原理：将公司产品中的多个物料分为独立物料和有关物料，并准时间段拟定不同时期的物料需求，从而解决库存物料订货与组织生产问题。MRP按照基于产品构造的物料需求组织生产，根据产品竣工日期和产品构造规定生产计划；即根据产品构造的层次附属关系，以产品零件为计划对象，以竣工日期为计划基准倒排计划，按多个零件与部件的生产周期反推出它们的生产与投入时间和数量，按提前期长短区别各个物料下达订单的优先级，从而确保在生产需要时刻全部物料都能配套齐备，不到需要的时刻不要过早积压，达成减少库存量和占用资金的目的。N(2)P(3)N(2)P(3)MR(2)S(4)S(1)T(3)T(2)U(4)多个子项需要数量以下表：’子项数量N20P30R40S120T180U120单层物料清单如右图。’（10分）简述CAD/CAM集成化数控编程系统的构成。简述用Pro/E进行数控编程的操作流程。答：①系统的构成:如右图。几何造型内核：是整个系统的核心，支持其它各模块的运行。 几何造型模块：用几何模型表达法生成对象的模型。 刀具轨迹生成模块：采用加工特性单元模型的边界表达法，根据所选用的刀具及加工方式进行刀位计算，生成数控加工刀具轨迹。 刀具轨迹编辑：根据加工单元的约束条件对刀具轨迹进行剪裁、编辑和修改。 刀具轨迹验证：检查刀具轨迹与否对的、与否与加工单元的约束面发生干涉和碰撞、与否啃切加工表面等。 图形显示：贯穿整个设计与加工编程过程。 后置解决：将刀具运动轨迹文献转换为机床能识别的数控加工程序代码，以实现机床的加工运动。 顾客界面：提供顾客一种良好的操作环境。 运行控制模块：提供顾客界面全部的输入方式与多个功效模块之间的接口。②操作流程：运用CAD的图形编辑功效，将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文献，然后直接调用NC模块，进行刀具轨迹解决，由计算机自动对零件加工轨迹的每个节点进行计算和数学解决，从而在生成刀位数据文献后，通过对应的后解决，自动生成数控加工程序，并同时在计算机上动态地显示其刀具的加工轨迹图形。或：1、调用制造模块； 2.制造模型：设立该零件为参考模型，在制造模式下生成工件； 3.制造设立：指定三轴数控铣床或加工中心为工作机床，选用铣刀，设立刀具参数等； 4.加工：操作设立，加工参数设立，NC序列设立； 5.CL数据：生成、输出刀位文献，NC检测、加工仿真；6.后置解决：选定机床型号，生成、输出NC代码。）（10分）试述CAD/CAM软件开发的重要环节以及各环节所要完毕的工作。答：（1）软件系统的需求分析:进行一种软件的设计，首先要明确顾客的需求。软件系统的需求分析涉及软件功效、可靠性、安全保密、成本消耗、开发进度、资源使用和顾客接口等许多方面。在调研基础上编写一种满足顾客规定的、切实可行的系统阐明书及系统可行性报告，拟定系统目的、范畴、并进行成本分析和效益分析。（2）软件的设计:设计阶段的任务是将由分析阶段获得的系统阐明书转化为具体的计算机可实现的系统。本阶段普通分为两步，即总体设计和具体设计。在总体设计过程中要拟定系统的模块构造，而具体设计时则要进行每个模块的具体设计。本阶段完毕时应提交的文献有：系统构造图及其阐明书，各模块的构造图及其阐明书。前者体现了系统由哪些模块构成，模块间调用的关系等。后者体现了每个模块的输入、输出及其功效。（3）程序编制:程序编制阶段的任务是用高级语言编写每个模块的程序，规定构造良好，层次分明，逻辑上对的又易于阅读和理解。（4）软件测试:在此阶段进行程序调试、模块调试、子系统调试及总体调试。通过调试，排除故障确保系统正常运行。软件测试完毕需提交测试报告。（5）软件系统的运行和维护:软件的维护是将系统交付顾客使用，通过实际运行环境的检查，对不适应的部分进行修改和扩充。（10分）CAD/CAM系统集成有哪4种方式？ANSYS是一种出名的工程分析软件，Pro/E和ANSYS均支持

IGES和STEP文献格式，ANSYS也含有与Pro/E的专用接口程序。请为Pro/E和ANSYS选择一种集成方式，并阐明你选择的理由。答：①CAD/CAM系统集成的4种方式是：一、通过专用数据接口程序交换产品信息的集成方式；二、通过原则数据格式文献交换产品信息的集成方式；三、通过统一的产品模型交换产品信息的集成方式；四、基于产品数据管理的集成方式。②（上述一、二、四的集成方式均可，但选择的理由必须与其选择相适应。）（10分）现有一种自由曲面外形，内部构造形状十分复杂的实物玩具零件，请选用一种你所懂得最快的办法尽快复制出该零件的物理（实物）原型（材料不限），并阐明工作过程。答：①快速成型技术。②工作过程如图：（10分）简要叙述构造化软件分析与设计的基本思想，指出分析与设计两个阶段所要完毕的重要工作。答：①构造化分析办法的基本思想是采用分解和抽象的手段对系统由顶向下逐级分解，直到能清晰地被理解和体现，从而有效地解决系统的复杂性问题。构造化设计办法的基本思路是：建立一种含有良