完整版機械CADCAM課后習題答案

1、第一章1、 單項 CAD、CAPP、CAM 技術各具有哪些功能？為什么要進行 CAD/CAM 技 術的集成？集成的 CAD/CAM 系統(tǒng)會帶來哪些優(yōu)越性？CAD系統(tǒng)具有幾何建模、工程分析、模擬仿真、工程繪圖等主要功能；CAPP系統(tǒng)的功能包括毛坯設計、加工方法選擇、工序設計、工藝路線制定和工 時定額計算等；廣義CAM,是指利用計算機輔助完成從毛坯到產(chǎn)品制造過程中的直接和間接的 各種活動；狹義CAM,是指數(shù)控程序的編制；這些各自獨立的系統(tǒng)相互割裂, 不能實現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動傳遞和轉換, 大量 的信息資源得不到充分地利用和共享。只有當CAD系統(tǒng)一次性輸入的信息能為后續(xù)的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)（如 CAD/C

2、APP/CAM等）直接應用才能取得最大的經(jīng)濟效、人益。集成化的CAD/CAM系統(tǒng)借助于工程數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡通信技術以及標準格式的 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換接口技術，把分散于機型各異的各個CAD CAPP和CAM各功能模 塊高效快捷地集成起來, 實現(xiàn)軟、 硬件資源的共享, 保證整個系統(tǒng)內(nèi)的信息流暢 通無阻。2、分析應用 CAD/CAM 系統(tǒng)進行產(chǎn)品開發(fā)設計的作業(yè)過程及其特征。作業(yè)過程 （ 1）創(chuàng)意與構思；（ 2）計算機輔助設計與分析； （ 3）快速原型制 造；（ 4）計算機輔助工藝規(guī)劃；（ 5）計算機輔助編程；（ 6）虛擬制造。特征（1）產(chǎn)品開發(fā)設計數(shù)字化；（ 2）設計環(huán)境的網(wǎng)絡化；（ 3）設計過程的并行化

3、；（ 4）新型開發(fā)工具和手段的應用。4、敘述 CAD/CAM 系統(tǒng)軟件組成結構中的系統(tǒng)軟件、支撐軟件以及應用軟件各 自的功能作用以及相互間的聯(lián)系與區(qū)別。 系統(tǒng)軟件主要用于計算機的運行、 管理、維護和控制, 以及對各類計算機語言 程序的編譯和執(zhí)行 支撐軟件分為單一功能型支撐軟件和綜合集成支撐軟 件應用軟件是在系統(tǒng)軟件和支撐軟件基礎上，針對某一具體應用開發(fā)的軟 件，如機床設計、夾具設計、汽車車身設計等CAD或CAE軟件系統(tǒng)。6試分析CAD/CAMfe術的發(fā)展趨勢。答：CAD/CA技術經(jīng)歷五十多年的發(fā)展歷程，現(xiàn)已成為一種應用廣泛的高新技術， 并產(chǎn)生了巨大的生產(chǎn)力，有力地推動著制造業(yè)的技術進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)

4、展。目前， CAD/CA技術正繼續(xù)向集成化、網(wǎng)絡化、智能化和虛擬化方向發(fā)展。7、請收集有關資料，分析目前市場上流行的CAD/CAM 支撐軟件有哪些類型，對各種類型列舉 12 個典型的支撐軟件系統(tǒng)，并闡述其主要功能？交互繪圖軟件： 主要完成二維工程圖樣的繪制， 如 AutoCAD、PICAD 高華 CAD 開目 CAD 等。 三維造型軟件：如 MDT、 Solidworks 、 Solidedge 等。數(shù)控編程軟件：如 MasterCAM 、 SurfCAM 等。工程分析軟件：女口 SAP、ADINA、NASTRAN ANSYS等。綜合集成支撐軟件：如 I-DEAS UGII、PRO/E CAT

5、IA等具有CAD CAE、CAM等綜合功能。第二章1、闡述數(shù)據(jù)結構的概念。何為數(shù)據(jù)的邏輯結構？何為存儲結構？ 數(shù)據(jù)結構：是按某種邏輯結構組織起來，按一定的存儲表示方式把組織好的數(shù) 據(jù)存儲到計算機中，并對之定義一系列操作運算的數(shù)據(jù)的集合。 邏輯結構：相同數(shù)據(jù)元素組成的有限序列，除表頭和表尾之外，每個數(shù)據(jù)元素 僅有一個前驅(qū)和后繼。如工資表、學生名冊。 存儲結構：有順序存儲和鏈式存儲兩種結構。3、闡述棧與隊列數(shù)據(jù)結構的概念及其特點。 棧：限定在表尾進行插入或刪除操作，且為“后進先出”的線性表。 隊列：限定在表一端插入，在另一端刪除的“先進先出”線性表。5、簡述數(shù)據(jù)的文件管理與數(shù)據(jù)庫管理的區(qū)別。文件管

6、理系統(tǒng)：由操作系統(tǒng)提供，定義數(shù)據(jù)文件結構，規(guī)定數(shù)據(jù)文件的存取方法， 管理文件存儲地址。特點：系統(tǒng)簡單、實現(xiàn)方便靈活、處理效率高。不足：數(shù)據(jù)冗余度大，缺乏數(shù)據(jù)獨立性，數(shù)據(jù)完整性、安全性難以保證。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)存儲獨立于應用程序；實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享；數(shù)據(jù)完整和安 全性得到保證。7、什么是工程數(shù)據(jù)庫？與一般商用數(shù)據(jù)庫比較，工程數(shù)據(jù)庫有哪些特點？ 工程數(shù)據(jù)庫是存儲和管理工程設計所需數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫商用數(shù)據(jù)庫工程數(shù)據(jù)庫用途用于計劃事務，數(shù)據(jù)共享用于工程、產(chǎn)品設計和分析持征數(shù)據(jù)類型少，關系簡單，每種數(shù) 據(jù)大量調(diào)用數(shù)據(jù)類型多，數(shù)據(jù)間關系復雜，每類數(shù)據(jù)調(diào)用量少處理查詢、增刪、更改，每次處理周 期短，涉及記錄少

7、從查詢到分析均依賴數(shù)據(jù)庫，每次處理周期長，涉及 記錄量大服務對象靜態(tài)，客體間關系清楚，建庫前 模型已定動態(tài)，歲設計過程展開，最終形成設計模型和結果數(shù)據(jù)性質(zhì)數(shù)值、字符串，數(shù)據(jù)量大，穩(wěn)定除數(shù)值字符外，還有圖形數(shù)據(jù)，隨設計過程，數(shù)據(jù)量 迅速增長結構 模型模式簡單，聯(lián)系不強，記錄相對 穩(wěn)定模式復雜，數(shù)據(jù)節(jié)點表現(xiàn)為多對多”的遞歸關系8、什么是PDM它有哪些功能作用？說明 PDM的實施對CAD/CAM系統(tǒng)集成的意 義和作用。PDM是管理所有與產(chǎn)品相關的信息和過程的技術。功能：電子資料室管理與檢索、產(chǎn)品配置管理、工作流程管理、工作流程管理、 項目管理功能。Jt JI NJO存正系豊，afr POO100U0

8、1301JQ401* LtiO-匕心0 030-40 7*0S3D 料0*4992(1*5fincliiidB sicLiOb h*1第三章1、3-1.在CAD/CAM作業(yè)中如何處理工程手冊中的設計資料*分別闡述對數(shù)表和線圖可采用的具體處理方法？敷表的計祥HL處理： J J 步好.可用計尊機鼻法涪官中的一 誰數(shù)組、二誰數(shù)組或參維殖細飾IR值的方法分別對一維數(shù)表、二維或 多繡率疑堂衰進吁諄哼化處理=若常麒數(shù)衰的數(shù)據(jù)量較大且無要共 事的可將這些常數(shù)敖衰存入數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫中.這樣可以實現(xiàn) 敖據(jù)與程字的分離.増強歎據(jù)営理的安全性.同時提高工程畝曙的可維 護性.星對于列錄函散除了可按常敵數(shù)哀處聶方法進

9、行址理之外迂 可對姦表進廳上式它他瑾.匸詩菽點中益舟擬舍或上式.主汁黑觀直菠 求解仝式求取師靈羽裁曙=線圖的計算機赴理育一部分由直線、折綾或鼻種曲録構或的線匡 *它旌直觀地衰示出蠡數(shù)伺的說16關系土旦線長不能直接存儲*賽進行 計算機化赴理；一般的做法是；3：若能査壬裁屋卡電時公式.只繩將公 式編宥到程宇豐：2璉我芟菟散為孟埶 皓后將數(shù)表進檸數(shù)粗化或文件 叱處堅 金對于臭雜豹進岳可以分段或分毘載各別進行處氐3、分析函數(shù)插值與函數(shù)擬合的不通電和共同點。共同點：都是通過已知一些離散點集 M上的約束，求取一個定義在連續(xù)集合 S（M 包含于S）的未知連續(xù)函數(shù)，從而達到獲取整體規(guī)律目的。不同點：擬合是通過

10、調(diào)整該函數(shù)中若干待定系數(shù)，使得該函數(shù)與已知點集的差別（最小二乘意義）最??；而插值是指已知某函數(shù)的在若干離散點上的函數(shù)值或者導 數(shù)信息，通過求解該函數(shù)中待定形式的插值函數(shù)以及待定系數(shù)，使得該函數(shù)在給定離散點上滿足約束。4、3-3.用C語言編寫一個線性,以表3T為基 本節(jié)點參 數(shù)”插值 計算 90-160* 范圍內(nèi)任 意角度的 三角膠帶 包角修正 系數(shù)kwl、嚴f n ti. *q婕如Ahn.ojoo. ii.i20.or iso.0,140. iso.lbo.o) / 範站4)機囲dT4.0.科Cl鷗岔晦0180*口缶mat；*prnllt-ttAUmit Jx ).+乳皿仁姻Uh 1 焜 rH

11、2iflanfeldbreak)*/+整性捕值士/+k kjtfaL+(理就 1*1)-閱團q(聖1+1-幽饌農(nóng)p / pru-JfC&ffiEftk 為毗上a).第四章1、何為窗口？何為視區(qū)？如何將窗口內(nèi)的圖形在視區(qū)內(nèi)顯示？窗口 ：矩形觀察框，用以顯示感興趣的圖形內(nèi)容。視區(qū)：在圖形設備上定義的矩形區(qū)域。若將窗口內(nèi)容在相應視區(qū)上顯示，必須進行坐標變換。其變換歸結為坐標點的變 換。2、闡述CohernSutherland直線段的剪裁方法與處理步驟。該算法將窗口及其周圍的8個方位均以二進制4位數(shù)進行編碼，該編碼從第1 位到第4位碼分別代表窗口外左、右、下、上空間的編碼值。步驟1）對線段P1P2兩端

12、點按各自所在的區(qū)域分別編碼為：Cp1= al, bl, cl, di,、Cp2=a2 b2, c2, d2,其取值范圍均為1,0, i 1,2。2）若ai=bi=ci=di=0 （i 1,2）,表示該線段在內(nèi)域，不需裁剪，顯示整條線段， 裁剪結束，否則進入步驟3.3）若丨a1-a2丨=1,則線段與上邊界相交，求交點；若丨 b1-b2丨=1,則線段 與下邊界相交，求交點；若丨c1-c2丨=1,則線段與右邊界相交，求交點；若丨 d1-d2丨=1，則線段與左邊界相交，求交點。4）以所得交點作為線段新端點返回1）在進行端點編碼，繼續(xù)剪裁作業(yè)。5、4-2試用C語言編寫一個將三角形PjPgPgClO, 1

13、0. 30, 10.10,50）經(jīng)旋轉*平移和放大的組合變換程序，并繪制變換前與變換后的三角形圖形。其中旋轉角為60口 :平移量1=30,皿-50；放大系數(shù)a=d=2o#include#include Cgraphics.h，tdefine PI X 1415926*nain()科float defr=60Jx3)=10J 30,10hy(3= 110,10,60，+int nL i, dr iverETECTj ude=0initgraph (止driver1 &node. ):dereederree+FI /180, *翱sX0;iO；3L+)*xl ;=2*iti*cos (deer*e

14、)*2*yi*sin (degree)-2O*cof (decree)*20*sin(dgr#s)+80;yl 氐二2林i 1 *sia(decreell+cosCdetreeJ-aO+sin(decree)-20+cojj(degree)+120;* H萇皿川，山】)；#x2,y2)lslLyljx2)jy2)煎匹J1 Oh yl Olxltllyltl) M luijrl 0 f yl 0 f x 1 2 f yl )；a lineixllj yllj xl2j,yl 2);*1 jetchO ;clp.s&graph() ,210、區(qū)別什么是幾何連續(xù)？什么是參數(shù)連續(xù)？幾何連續(xù)是判斷曲線在

15、連接點處相對于弧長參數(shù) s的各階導數(shù)的連續(xù)性，若曲線 在連接點處具有關于弧長參數(shù)的n階連續(xù)導失，則稱曲線在該點n階幾何連續(xù)， 簡記為Gn。參數(shù)連續(xù)是判斷連接點處曲線方程相對于參數(shù) u的各階導數(shù)連續(xù)性，如果參數(shù)曲 線在連接點處具有n階連續(xù)導失，則稱曲線在該點 n階參數(shù)連續(xù)，簡記為Cn。11、試述Bezier曲線的幾何特征和各曲線的拼接條件。 幾何特征：端特性、凸包性、幾何不變性、全局控制性。拼接條件：Go連續(xù)條件、G1連續(xù)條件、G2連續(xù)條件。第五章1、什么是三維形體的幾何信息？什么是拓撲信息？試舉例說明。 幾何信息通常是指形體在歐氏空間中的形狀、 位置和大??； 而拓撲信息則是指形 體各組成分量相

16、互間的連接關系。幾何信息：平面：ax+by+cz+d=0拓撲信息：面-面，面-邊3、5-3 在三維建模中，歐拉公式的作用是什么？自行設計一個三維形體，用歐 拉公式檢驗它的合法性。作用：用來檢驗形體的合法性和一致性。4、在CAD/CAM系統(tǒng)中，有哪幾種常見的建模方式？它們各有什么特點？ 線框建模技術 特點：數(shù)據(jù)結構簡單、信息量少、占用內(nèi)存空間小、操作速度 快，可生成三視圖、透視圖和軸側圖。 表面（曲面）建模技術 特點：可消隱、剖面圖生成、渲染、求交、刀軌生成 等作業(yè)。 實體建模技術 特點：實現(xiàn)消隱、剖切、有限元分析、數(shù)控加工，物性計算等 操作。5、在實體模型中，有哪幾種常用的系統(tǒng)內(nèi)表示方法？并簡

17、述各自的特點。 常用的有掃描表示法、邊界表示法、構造實體幾何表示法、空間單元表示法等， 并在向著復合表示模式方向發(fā)展。掃描表示法是由一個二維形面或三維形體在空間沿某一方向平移或繞某一軸線 旋轉進行實體定義的方法。邊界表示法是通過構成實體的面、環(huán)、邊、頂點的幾何盒拓撲參數(shù)來表示實體 的。 構造實體幾何表示法是通過最基本的體素，經(jīng)過交、并、差正則集合運算， 可構造各種不同的復雜實體?？臻g單元表示法是用一系列規(guī)則的空間體元來表示實體的一種方法。7、什么叫特征？和實體模型相比，特征建模有何優(yōu)點？ 所謂特征是從工程對象中概括和抽象后所得到的具有工程語義的功能要素。 特征建模能夠完整地描述零件或產(chǎn)品結構的幾何盒拓撲信息， 還能夠描述產(chǎn)品加 工制造的工藝信息，使產(chǎn)品的設計意圖能夠為后續(xù)的分析、評估、加工、檢測等 環(huán)節(jié)所理解。10、何為產(chǎn)品自底向上的設計與自頂向下的設計，分析這兩種設計方法的特點 與應用。 自底向上的設計是傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)通常使用的一種裝配設計方法。氣主要思路 是：先分別對各個零件進行詳細的設計， 然后再定義零件之間的裝配關系， 最終 形成產(chǎn)品的裝配設計模型。特點：思路簡單，操作方便，容易被大多數(shù)設計人員所理解和接受；并且零部件 是獨立設計的， 他們之間相