計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

1、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 閉卷考試；考試題型：名詞解釋單選填空綜合判斷簡(jiǎn)答無(wú)作業(yè)；平時(shí)成績(jī)構(gòu)成： 4 次試驗(yàn)， 4 次試驗(yàn)報(bào)告，考勤；第 1 章 CAD/CAM 概論1. 4 個(gè)概念中會(huì)有三個(gè)概念有名詞解釋計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD） :指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為輔助工具來(lái)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的各項(xiàng)工作，如草 圖繪制、零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工程分析真實(shí)感及渲染等。計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（CAPP :指工藝人員借助計(jì)算機(jī)，根據(jù)產(chǎn)品制造工藝要求，交互地或自動(dòng)地確定產(chǎn)品加工方法和方案，包括加工方法選擇，工藝路線(xiàn)選擇，工序設(shè)計(jì)等。計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）：廣義CAM:指借助計(jì)算機(jī)來(lái)完成從生產(chǎn)準(zhǔn)備到產(chǎn)品

2、制造出來(lái)的過(guò)程中的各項(xiàng)活動(dòng)，如計(jì)算機(jī)加工輔助數(shù)控加工編程、制造過(guò)程控制、質(zhì)量檢測(cè)與分析等。狹義CAM:通常指NC程序編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真及NC代碼生成。2. CAD/CAM 的 4 項(xiàng)基本功能 ：人機(jī)交互；圖形處理功能；存儲(chǔ)功能；輸入輸出功能；3. CAD/CAM 的 10 項(xiàng)任務(wù) ：幾何造型； 工程繪圖； 計(jì)算分析；優(yōu)化設(shè)計(jì)；有限元分析；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)； NC自動(dòng)編程；計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試技術(shù)；動(dòng)態(tài)仿真；工程數(shù)據(jù)管理；4. CAD/CAM 系統(tǒng)大致分為兩類(lèi) ：通用集成化（ CADAM,UG-II,Pro/ENGINEER,l-DEAS,CV ；單功能系統(tǒng)（GDS,GN

3、C,PLOYSURE,GEMS5. CAD技術(shù)與CAM技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造一體化具有的明顯優(yōu)越性：（1）有利于發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性，將他們從大量繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)。（2）減少設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、制表所需時(shí)間，縮短設(shè)計(jì)周期。（3）由于采用了計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)，可以從多方案中進(jìn)行分析、比較，選出最佳方案，有利于實(shí)現(xiàn)設(shè) 計(jì)方案的優(yōu)化。（4）有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化。（5）減少零件早車(chē)間的流通時(shí)間和在機(jī)床上裝卸、調(diào)整、測(cè)量、等待切削的時(shí)間，提高了加工效率。（6） 先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備既有較高的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平，又能在較大范圍內(nèi)適應(yīng)加工對(duì)象的變化， 有利于 企業(yè)提高應(yīng)變能力和市場(chǎng)競(jìng)

4、爭(zhēng)力。（7）提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)計(jì)、生產(chǎn)效率。（8） CAD/CAM的一體化，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造過(guò)程形成一個(gè)有機(jī)的整體，通過(guò)信息的集成，在經(jīng)濟(jì)上、 技術(shù)上給企業(yè)帶來(lái)綜合效益。第 2 章 CAD/CAM 系統(tǒng)1. CAD/CAM 系統(tǒng)的組成 硬件系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、輸入設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備、輸出設(shè)備。軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件、支撐軟件、支撐軟件。2. 根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)硬件及其信息處理方式的不同，CAD/CAM系統(tǒng)的分類(lèi)為：以大型計(jì)算機(jī)或小型計(jì)算機(jī)為主機(jī)的系統(tǒng)；工程工作站；微型計(jì)算機(jī)；3. 根據(jù)使用的支撐軟件規(guī)模大小 的不同，CAD/CAM系統(tǒng)分為：CAD系統(tǒng)（專(zhuān)門(mén)為完成設(shè)計(jì)任務(wù)而建立的）

5、CAM 系統(tǒng)（專(zhuān)門(mén)面向生產(chǎn)系統(tǒng)） ；CAD/CAM 集成系統(tǒng)（專(zhuān)門(mén)面向 CAD/CAM 一體化而建立的）4. 根據(jù)是否使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，CAD/CAM系統(tǒng)可分為：?jiǎn)螜C(jī)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)；5. 計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)；存儲(chǔ)設(shè)備）：（ 1）主機(jī)（包括中央處理器、內(nèi)部存儲(chǔ)器）；（2）外部存儲(chǔ)器：磁盤(pán)類(lèi)（軟盤(pán)存儲(chǔ)器、可移動(dòng)硬盤(pán)、固定硬盤(pán)存儲(chǔ)器、U 盤(pán)）磁帶類(lèi)、光盤(pán)類(lèi)（光盤(pán)存儲(chǔ)器） ；（ 3 ）顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)。6. 輸入設(shè)備（填空、選擇、判斷）：鍵盤(pán)；鼠標(biāo)和操縱桿；數(shù)字化儀；圖形版（圖形輸入板）；光筆；觸摸屏；掃描輸入設(shè)備；語(yǔ)音輸入設(shè)備；數(shù)據(jù)手套；位置傳感器；7. 輸出設(shè)備（填空、選擇、判斷）： 顯示器

6、；打印機(jī)；繪圖機(jī)；立體顯示器； 3D 聽(tīng)覺(jué)環(huán)境系統(tǒng)；生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備 加工設(shè)備（各類(lèi)數(shù)控機(jī)床、加工中心） ；物流搬運(yùn)設(shè)備（有軌小車(chē)、無(wú)軌小車(chē)、機(jī)器人） ； 倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備（立體倉(cāng)庫(kù)、刀庫(kù)等） ，輔助設(shè)備（對(duì)刀儀）；生產(chǎn)設(shè)備接口；8. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：服務(wù)器；工作站；電纜；網(wǎng)卡；集線(xiàn)器HUB;中繼器（放大信號(hào)）；路由器；網(wǎng)橋（用于連 接不同網(wǎng)路協(xié)議） ；網(wǎng)關(guān)；9. CAD/CAM 軟件系統(tǒng) ：分為 3 個(gè)層次，即系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件；（1）系統(tǒng)軟件（ 3部分）：操作系統(tǒng) （是計(jì)算機(jī)運(yùn)行工作的基礎(chǔ)軟件，因而是系統(tǒng)軟件的核心）；計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言 （是用戶(hù)將所要完成的任務(wù)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所能識(shí)別并執(zhí)行的作業(yè)的基本工

7、具）；網(wǎng)絡(luò)通訊及其管理軟件 ；（ 2）機(jī)械 CAD/CAM 支撐軟件（ 6 大部分）：基本圖形資源與自動(dòng)繪圖、幾何造型、工程分析與計(jì)算、仿 真與模擬、專(zhuān)用設(shè)備控制程序生成、集成與管理?；緢D形資源與自動(dòng)繪圖軟件（圖形資源：CGI;GKS;PHIGS; Apoll（計(jì)算機(jī)上的GMR,GPR,DIALOGUE 自動(dòng)繪圖軟件： AutoCAD;CADkey;PD;）；幾何建模軟件 （ I-Deas;Pro/E;UG II;CATIA;SolidWorks;SolidEdge）； 工程分析與計(jì)算軟件（SAP;ASKA;NASTRAN;ANSY）S；仿真與模擬 （ ADAMS） ; 專(zhuān)用設(shè)備控制程序生成

8、 ;集成與管理 （數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)： ORACLE;SYBASE;INGRES;FoxPro;SQL;Se）rve; r（ 3）應(yīng)用軟件 ：檢索與查詢(xún)軟件； 專(zhuān)用計(jì)算與算法軟件； 專(zhuān)用圖形生成軟件； 專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)； 專(zhuān)用設(shè)備接口與控制程序 （含 專(zhuān)用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序） ；專(zhuān)用工具軟件；10. CAD/CAM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則 （簡(jiǎn)答題 /選擇）10.1 CAD/CAM 系統(tǒng)總體原則 ：實(shí)用化原則；適度先進(jìn)性原則；系統(tǒng)性原則；整體設(shè)計(jì)與分布實(shí)施原則；10.2 CAD/CAM 系統(tǒng)中硬件設(shè)備的選用原則 ：系統(tǒng)功能與能力； 系統(tǒng)的開(kāi)放性與可移植性； 系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)展 能力；良好的性能價(jià)格比；系統(tǒng)的可靠性、可維

9、護(hù)性與服務(wù)質(zhì)量；10.3 CAD/CAM 系統(tǒng)中軟件的選用原則 ：系統(tǒng)功能與能力配置；軟件性能價(jià)格比；與硬件匹配性；二次開(kāi) 發(fā)能力與環(huán)境；開(kāi)放性；可靠性；軟件供應(yīng)商的綜合能力；第 4 章 圖形處理技術(shù)基礎(chǔ)圖形：是由所表示物體的由幾何信息和拓?fù)湫畔⒐餐枋龅模?幾何信息：物體在歐氏空間中的形狀、位置和大小，最基本的元素是點(diǎn)、線(xiàn)、面； 拓?fù)湫畔ⅲ和負(fù)湓兀旤c(diǎn)、邊棱線(xiàn)和表面）的數(shù)量及其相互間連接關(guān)系。1. 圖形的幾何變化只改變圖形的頂點(diǎn)坐標(biāo)和面、線(xiàn)的表達(dá)模型的參數(shù)， 不會(huì)改變他們的拓?fù)潢P(guān)系， 且面、線(xiàn)的表達(dá)模型參數(shù)也是由相關(guān)的頂點(diǎn)坐標(biāo)所確定的。因此， 從原理上講，圖形的幾何變化，實(shí)際上是點(diǎn) 的坐標(biāo)

10、變換 。2. 二維圖形的基本變換： 比例變換、對(duì)稱(chēng)變換、旋轉(zhuǎn)變換、平移變換、錯(cuò)切變換、透視變換等。3. 二維圖形的組合變換 ：將一個(gè)復(fù)雜的變換，分解為幾個(gè)基本變換，給出各個(gè)基本變換矩陣，然后將這 些基本變換矩陣按照分解順序相乘得到相應(yīng)的變換矩陣，稱(chēng)之為組合變換矩陣。4. 三維圖形基本變換（ 7 種，填空、選擇、判斷） ：比例變換、平移變換、旋轉(zhuǎn)變換、對(duì)稱(chēng)變換、錯(cuò)切變 換、投影變換和透視變換。5. 工程圖的生成（聯(lián)合第五章組成綜合題）主視圖、俯視圖、左視圖的運(yùn)算矩陣會(huì)考6. 圖形的消隱技術(shù) 當(dāng)沿著投射線(xiàn)觀察三維物體時(shí)，由于物體自身某些或者其它物體的影響，造成某些線(xiàn)段或面被遮擋，這 些被遮擋的線(xiàn)稱(chēng)

11、為 隱藏線(xiàn) ，被遮擋的面稱(chēng)為 隱藏面 。 將這些隱藏線(xiàn)與隱藏面消除的過(guò)程就是所謂消隱。 查找、確定并消除隱藏線(xiàn)和隱藏面的技術(shù)即是 消隱技術(shù)。7. 消隱算法中的基本測(cè)試方法（填空、選擇）：（對(duì)象空間法：對(duì)象空間是三維空間； ；圖象空間法：圖象空間是二維空間）8.1 重疊測(cè)試7.2 包含性測(cè)試 （測(cè)試點(diǎn)與多邊形的包含關(guān)系有兩種方法， 射線(xiàn)交點(diǎn)數(shù)算法 、 夾角求和算法 ）7.3 深度測(cè)試 （ 優(yōu)先級(jí)測(cè)試 與 物體空間測(cè)試 ）8.4 可見(jiàn)性測(cè)試8. 常用消隱算法9.1 Warnock算法（區(qū)域細(xì)分算法）：針對(duì)平面多面體圖形消隱顯示的算法。（2個(gè)前提條件：（1）所顯示的多面體已消除自隱藏面； （ 2）多

12、面體的頂點(diǎn)和邊的坐標(biāo)以及各頂點(diǎn)的深度已知。 ） p97-p989.2 Catmull 曲面分割算法（曲面子分算法） p989.3 Z緩沖器掃描線(xiàn)算法 p98 （深度緩沖器算法一一 Z緩沖器算法）Z緩沖器掃描線(xiàn)算法是 Z緩沖區(qū)消隱算法的特例。9.4 掃描線(xiàn)算法 是圖形消隱中經(jīng)常使用的方法。9.5 深度列表排序算法（畫(huà)家算法）第 5 章 建模技術(shù)1. 計(jì)算機(jī)內(nèi)部表達(dá)：就是決定在計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用什么樣的數(shù)字化模型來(lái)描繪、存儲(chǔ)和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中的 物體及其相關(guān)的屬性2. 產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型：將設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品或零部件的設(shè)計(jì)思想和工程信息以具有一定結(jié)構(gòu)的數(shù)字化模型方式 存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，并經(jīng)過(guò)適當(dāng)轉(zhuǎn)換提供給生產(chǎn)過(guò)程

13、各個(gè)環(huán)節(jié)使用的產(chǎn)品模型。模型一般由數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)、算法三部分組成。3. 產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型包括：二維模型、三維線(xiàn)框模型、表面模型、實(shí)體模型、特征模型、集成產(chǎn)品模型、生 物模型。4. 建模技術(shù)：研究產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的建立方法、建立過(guò)程及采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的技術(shù)。 包括幾何建模和特征建模。5. 幾何建模：以幾何信息方式和拓?fù)湫畔⒎从辰Y(jié)構(gòu)體的形狀、位置、表現(xiàn)形式等數(shù)據(jù)。6. 特征建模的概念源于以實(shí)體建模為基礎(chǔ)， 通過(guò)對(duì)零件幾何要素的歸納， 以零部件的設(shè)計(jì)自動(dòng)化為目的， 將產(chǎn)品的零部件設(shè)計(jì)中常用的幾何體的集合定義為特征。7. CAD/CAM 建模的基本要求（簡(jiǎn)答） ：（ 1）建模系統(tǒng)應(yīng)具備信息描

14、述的完整性；（ 2）建模技術(shù)應(yīng)貫穿產(chǎn)品生命周期的整個(gè)過(guò)程；（ 3）建模技術(shù)應(yīng)為企業(yè)信息集成創(chuàng)造條件；8. 線(xiàn)框建模8.1 基本原理：利用基本線(xiàn)索來(lái)定義設(shè)計(jì)目標(biāo)的棱線(xiàn)部分而構(gòu)成的立體框架圖。8.2 用這種方法生成的線(xiàn)框模型是由一系列的直線(xiàn)、圓弧、點(diǎn)及自由曲線(xiàn)組成，描述的產(chǎn)品的輪廓外形。 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部生成的三維映像，還可以實(shí)現(xiàn)視圖變換及空間尺寸的協(xié)同。8.3 線(xiàn)框模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu)： （ 1）頂點(diǎn)表完整地記錄了個(gè)頂點(diǎn)編號(hào)，頂點(diǎn)坐標(biāo)； （2）邊表完整記 錄了各邊的序號(hào)及邊上個(gè)端點(diǎn)的編號(hào)。8.4線(xiàn)框建模特點(diǎn)（可能簡(jiǎn)答） ：（1）所需信息量最少；（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（3）占用儲(chǔ)存空間?。?（4） 對(duì)硬

15、件要求不高： （ 5）顯示響應(yīng)速度快； （6）存在多義性； （7）不能自動(dòng)進(jìn)行可見(jiàn)性檢驗(yàn)及消影： （8） 物體的幾何特性、物理特性計(jì)算困難。 （1-5為優(yōu)點(diǎn)； 6-8為缺點(diǎn)）9. 表面建模：是將物體分解為組成物體的表面、邊線(xiàn)、和頂點(diǎn)，用頂點(diǎn)、邊線(xiàn)和表面的有限集合來(lái)表示 和建立物體的計(jì)算機(jī)內(nèi)部模型。9.1 表面建模的優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)消隱、著色、表面積計(jì)算、二曲面求交、數(shù)控刀規(guī)生成、有限元網(wǎng)格劃分 等，擅長(zhǎng)于構(gòu)造復(fù)雜的曲面物體，如模具、汽車(chē)、飛機(jī)等表面。缺點(diǎn)是：有時(shí)產(chǎn)生對(duì)物體二義性理解， 操作也比較復(fù)雜。9.2 表面的描述方法：平面、指紋面、回轉(zhuǎn)面、柱狀面、Bezier 曲面、 B 樣條曲面、孔斯曲

16、面、圓角面、等距面。9.3 表面模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為表結(jié)構(gòu)。包括頂點(diǎn)表、棱邊表、面表。9.4 表面建模的特點(diǎn)： （可能簡(jiǎn)答）（1）表達(dá)了零件表面和邊界定義的數(shù)據(jù)信息，有助于對(duì)零件進(jìn)行渲染等處理，有助于CAM 系統(tǒng)直接提取有關(guān)面的信息生成數(shù)控機(jī)床的加工指令。（2）在物理性能計(jì)算方面，表面建模中信息的存在有助于對(duì)物性方面和面積相關(guān)的特征計(jì)算。（3）一般來(lái)說(shuō)，表面建模方式生成的零部件及產(chǎn)品可分割成板、殼單元形式的有限元網(wǎng)格。（4）用戶(hù)可直觀的從事產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)，避免表面形狀設(shè)計(jì)缺陷。9.5 不足：（1）理論上講，曲面建?？梢悦枥L任何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體，但是從產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的有效性上看，曲面建模在 許多場(chǎng)合下效率不

17、如實(shí)體建模，特別是對(duì)不規(guī)則區(qū)域的曲面處理。（ 2）曲面建模事實(shí)上是以蒙面的方式構(gòu)造零件形體，因此容易在零件建模中漏掉某個(gè)甚至某些面的處理，這就是常說(shuō)的“丟面” 。（3）無(wú)法表達(dá)產(chǎn)品的立體屬性。9.6 曲面建模并不適宜用作表示機(jī)械零件的一般方法。10. 實(shí)體建模10.1 定義：實(shí)體建模時(shí)通過(guò)定義基本體素，利用體素的集合運(yùn)算（體素法）或基本變形操作（掃描法） 實(shí)現(xiàn)構(gòu)建物體的建模方法。10.2 實(shí)體建模主要包括兩部分內(nèi)容，及體素的定義和描述和體素之間的布爾運(yùn)算（并、交、差） 。10.3 體素法：通過(guò)基本體素的集合運(yùn)算構(gòu)造幾何實(shí)體的建模方法，每一基本體素具有完整的幾何信息， 是真實(shí)唯一的三維物體。天賦

18、包含兩部分內(nèi)容：基本體素的定義與描述；體素之間的集合運(yùn)算（交、并、差） 。10.4 體素可分為兩大類(lèi)：基本體素和掃描體素。10.5 掃描法：對(duì)于表面形狀較為復(fù)雜，難于通過(guò)定義基本體素加以描述的物體，可以通過(guò)定基體的變形 操作，實(shí)現(xiàn)物體的建模，這種構(gòu)建方法稱(chēng)為：掃描法。10.6 掃描法分為：平面廓形掃描、三維實(shí)體掃描（整體掃描）10.7 掃描法需要個(gè)分量：被移動(dòng)的基體、移動(dòng)的路徑。10.8 實(shí)體模型的表示方法：（ 1）邊界表示法（網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)） ；（2）構(gòu)造立體幾何表示法（二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)）實(shí)體有效性：一般的建模系統(tǒng)都是允許用戶(hù)以拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等方式自己定義體素。但是無(wú)論 是基本體素還是自定義

19、體素，都必須檢查模型的有效性。如果操作者定義的體素是有效和有界的實(shí)體， 且操作運(yùn)算符又是規(guī)范的，所生成的幾何體模型也是有效和有界的。CSG是建模系統(tǒng)中最常用的方法。(3) 混合表示法：采用兩種及兩種以上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式。目前用得最多的是CSG與 B-Rep的混合。( 4)空間單元表示法10.9 實(shí)體建模的特點(diǎn)：( 1)覆蓋三維物體三維表面和實(shí)體同時(shí)生成；( 2 )具有消隱功能；( 3)能夠完整的描述物體的所有幾何信息；( 4 )能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的物理和幾何特性的運(yùn)算；( 5)可自行進(jìn)行物體間的干涉檢查；( 6)成為運(yùn)動(dòng)學(xué)分析等不可或缺的工具。11. 特征建模11.1 特征不是體素，是某個(gè)或某幾個(gè)加工

20、表面的。特征不是完整零件，具有一定的拓?fù)潢P(guān)系。11.2 根據(jù)描述信息內(nèi)容的不同可將特征區(qū)分為：形狀特征、精度特征、材料特征、技術(shù)特征。形狀特征：“具有一定拓?fù)渫負(fù)潢P(guān)系的一組幾何元素構(gòu)成的形狀實(shí)體， 它對(duì)應(yīng)零件的一個(gè)或多個(gè)功能， 并 能被一定的加工方法所形成。 ”11.3 特征建模的分類(lèi)： 根據(jù)制造方法：鑄、鍛、焊、機(jī)加工和注塑等特征； 按零件類(lèi)型：軸盤(pán)類(lèi)、板塊類(lèi)、箱體類(lèi)、自由曲面類(lèi)； 按在設(shè)計(jì)過(guò)程中的作用分為：基特征、正特征和負(fù)特征、主特征和輔助特征。 按特征的復(fù)雜程度：簡(jiǎn)單特征和復(fù)雜特征；11.4 精度特征：尺寸公差特征、形狀公差特征、位置公差特征、表面粗糙度特征； 材料特征：材料種類(lèi)特征、

21、性能特征、熱處理特征。11.5 特征建模的特點(diǎn)： (可能簡(jiǎn)答)( 1)特征建模技術(shù)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作在更高的層次上展開(kāi)，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)者關(guān)心的不再是如何實(shí)現(xiàn)原始的線(xiàn)條勾畫(huà)呵呵體術(shù)的堆積，注意力是如何將產(chǎn)品的功能要素進(jìn)行巧妙的組合；( 2)特征的引用直接體現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖， 使得建立額產(chǎn)品模型容易為被人理解和組織生產(chǎn)， 設(shè)計(jì)的圖樣更 容易修改；( 3)特征的定義是參數(shù)化的，在具體的零部件形體設(shè)計(jì)時(shí)將各個(gè)參數(shù)賦值，快速生成需要的形體；( 4)特征建模技術(shù)有助于推動(dòng)行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝方法的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化；(5) 特征建模技術(shù)促進(jìn)了智能 CAD系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)；(6 )特征建模技術(shù)也是基于統(tǒng)一產(chǎn)

22、品信息模型的CAD/CAM/CAPP集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件；( 7)特征建模技術(shù)著眼于更好地、 更完整地表達(dá)產(chǎn)品全生命周期的技術(shù)和生產(chǎn)組織、 計(jì)劃管理等多階段 的信息，著眼于建立 CAD系統(tǒng)與CAx系統(tǒng)、MRP系統(tǒng)以及EPR系統(tǒng)的集成化產(chǎn)品信息平臺(tái)；11.6 特征建模的表示：特征體素層、特征面關(guān)系層、特征幾何元素定義層11.7特征體素的定義與幾何建模中CSG表示法的體素對(duì)應(yīng)，通過(guò)特征定義、操作、變換和布爾運(yùn)算完成特征建模過(guò)程。特征面的模式定義包括特征面的組成、面的鄰接關(guān)系以及面的作用和屬性等。特征面通過(guò)面構(gòu)成空間鄰 接關(guān)系，同時(shí)特征面也是加工和檢測(cè)中刀具和量具的接近表面。11.8 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 雙向鏈

23、表11.9 特征之間的聯(lián)系： (1)繼承聯(lián)系位于上層的叫超類(lèi)特征 (父類(lèi)特征) ，位于下層的叫亞類(lèi)特征 (子 類(lèi)特征)，亞類(lèi)特征可以繼承超類(lèi)特征的屬性和方法；（ 2）鄰接聯(lián)系（ 3）從屬聯(lián)系（ 4）參照聯(lián)系（精度特征對(duì)形狀特征基準(zhǔn)的參照關(guān)系）第 7 章 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)稱(chēng)CAPP：是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝設(shè)計(jì)人員，以系統(tǒng)、科學(xué)的方法確定零件從毛坯到成品的整個(gè)技術(shù)過(guò)程，即工藝規(guī)程。2. CAPP的基本組成：（ 1 ）控制模塊：協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的信息交流，控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息獲取方式。（2）零件獲取模塊：用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息輸入，有人工交互輸入、從CAD系統(tǒng)

24、直接獲取或自集成環(huán)境下統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型輸入兩種方式。（ 3）工藝過(guò)程設(shè)計(jì)模塊（ 4）工序決策模塊（ 5）工步?jīng)Q策模塊（ 6）輸出模塊（ 7）產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)（ 8） 制造資源數(shù)據(jù)庫(kù)（ 9）工藝知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（ 10）典型案例庫(kù)（11）編輯工具庫(kù)（ 12）制造工藝數(shù)據(jù)庫(kù)3. CAPP分為：檢索式、派生式、創(chuàng)成式、綜合式（吧創(chuàng)成式）、CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)；4. 派生式CAPP系統(tǒng)基本原理：利用零件GT （成組技術(shù)）代碼（或企業(yè)現(xiàn)行零件圖編碼），將零件根據(jù)結(jié) 構(gòu)和工藝相似性進(jìn)行分組，然后針對(duì)每個(gè)零件組編制典型工藝，又稱(chēng)主樣件工藝。工藝設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)零件的GT代碼或零件圖號(hào)，確定該零件所屬的零件組，然后檢索

25、出該零件組的典型工藝文件，最后 根據(jù)該零件的GT代碼和其他有關(guān)信息對(duì)典型工藝進(jìn)行自動(dòng)化或人機(jī)交互式修改，生成符合要求的工藝 文件。優(yōu)點(diǎn)：（ 1 ）原理簡(jiǎn)單； （2）容易開(kāi)發(fā)； （ 3）有很強(qiáng)的實(shí)用性；缺點(diǎn)：（ 1）柔性差，只能針對(duì)企業(yè)具體產(chǎn)品零件的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)（2）移植性差，不能用于全新結(jié)構(gòu)的零件的工藝設(shè)計(jì)；5. 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)基本原理：根據(jù)零件的信息，通過(guò)邏輯推理規(guī)則、公式和算法等，做出工藝決策而自 動(dòng)地“創(chuàng)成”一個(gè)零件的工藝規(guī)程。特點(diǎn)：此類(lèi)CAPP系統(tǒng)只能處理簡(jiǎn)單的、特定環(huán)境下的某類(lèi)特定零件。技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)： （ 1）成組技術(shù)（ 2）零件信息的描述與獲?。?3）工藝設(shè)計(jì)決策機(jī)制（ 4）工藝

26、知識(shí)的獲 取及表示（ 5）工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的建立6應(yīng)用CAPP技術(shù)的意義：（ 1 ）克服傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的局限性，大大提高了工藝設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，縮短了工藝設(shè)計(jì)周期，縮短了產(chǎn) 品的設(shè)計(jì)與制造周期，提高了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。（ 2）可將工藝設(shè)計(jì)人員從大量繁瑣、重復(fù)性的手工勞動(dòng)中解放出來(lái)，集中精力進(jìn)行新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。工藝裝 備引進(jìn)和新工藝的研究等創(chuàng)造性工作。（ 3）可以提高企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化水平，并不斷向最優(yōu)化和智能化方向發(fā)展，促進(jìn)工藝設(shè)計(jì) 水平的提高；（ 4）能有效的積累和集成工藝設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，提高企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的繼承性，有效提高世界水平，解決 工藝人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的矛盾。7.CAPP的作用：（1

27、）克服傳統(tǒng)工藝中的不足，促進(jìn)工藝技術(shù)的發(fā)展；（2 ）為現(xiàn)代制造系統(tǒng)集成提供了技術(shù)橋梁。8零件信息的輸入方法可采用：人機(jī)交互式輸入或從CAD圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中直接提取。人機(jī)交互輸入法中主要采用了成組技術(shù)代碼法（GT代碼法）或型面特征描述法。9建立表示零件的編碼系統(tǒng)時(shí)，需要考慮的因素是：（1）零件類(lèi)型（2）代碼所表示的詳細(xì)程度（3）碼的結(jié)構(gòu)：鏈?zhǔn)?、分?jí)式或混合式（ 4）代碼使用的數(shù)值（二、八、十、十六進(jìn)制、字母數(shù)字制）10成組技術(shù)中，碼的結(jié)構(gòu)分為三種形式：樹(shù)式結(jié)構(gòu)、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、混合式結(jié)構(gòu) 樹(shù)式結(jié)構(gòu)又稱(chēng)分級(jí)結(jié)構(gòu)，碼位之間是隸屬關(guān)系。包含信息量較多，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，編碼和識(shí)別代碼不太方 便。鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)又稱(chēng)并列結(jié)、矩

28、陣結(jié)構(gòu)，包含的特征信息比樹(shù)式結(jié)構(gòu)少，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編碼和識(shí)別也比較 方便。混合式：系統(tǒng)中同時(shí)存在以上兩種結(jié)構(gòu)。大多數(shù)都采用混合式。11.成組代碼描述：我國(guó) JLBM-1零件編碼系統(tǒng)。12. 型面特征描述：幾何形狀特征，拓?fù)涮卣骱头轿惶卣鳎忍卣?，材料特征，其他技術(shù)特13. 從 CAD 系統(tǒng)直接輸入零件信息： (1)特征識(shí)別法( 2)基于三維特征造型的零件信息描述與輸入方法；(3) 基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換規(guī)范(STEP的產(chǎn)品建模和信息輸入方法。14. 派生式CAPP系統(tǒng)工作的基本原理(簡(jiǎn)答)：利用零件的GT編碼，檢索出相應(yīng)的零件組，進(jìn)而檢索出 相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加工工藝文件及主樣件工藝，然后進(jìn)行編輯秀海而生成

29、零件的工藝。15. 零件組：對(duì)工藝相似、結(jié)構(gòu)形狀相似和尺寸相似的一些零件，劃分為一個(gè)零件加工組，簡(jiǎn)稱(chēng)零件組。零件組劃分：直接觀察法、分類(lèi)編碼法、工藝流程法(工藝規(guī)程分析法)。直接觀察法特點(diǎn)： ( 1)全憑經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單易行( 2)為了已于制定典型工藝過(guò)程和派生新工藝，一個(gè)零件組 包括的零件種類(lèi)不易過(guò)多或過(guò)少，對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和相似性強(qiáng)的零件，其零件種數(shù)一般不超過(guò)100 件，對(duì)較復(fù)雜的零件，一個(gè)零件組包含的零件種類(lèi)數(shù)一般也不少于20 種。分類(lèi)編碼法： JLBM-1 第一到第六碼位和第十三到第十五碼位為特征碼， 7-12 位不是特征碼位。 特征碼位， 相應(yīng)碼域用 1 表示。16. 典型工藝的設(shè)計(jì)方法：復(fù)合

30、零件法、復(fù)合工藝法。17. 工步代碼設(shè)計(jì)18. 工藝數(shù)據(jù)處理和工藝數(shù)據(jù)庫(kù)建立：( 1)切削參數(shù)的確定( 2)工時(shí)定額計(jì)算( 1.查表法 2.公式計(jì)算法)19創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的核心：零件信息庫(kù)、工藝知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)(控制程序)三部分。四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)： ( 1 )工藝知識(shí)的獲取和表達(dá)方法( 2)工藝知識(shí)庫(kù)的建立( 3)推理機(jī)( 4)零件信息庫(kù)和 工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與管理。工藝知識(shí)的表達(dá)方法：(1 )型面對(duì)應(yīng)加工鏈法：優(yōu)點(diǎn)是寫(xiě)規(guī)則比較容易；缺點(diǎn)：此方法試圖把各種千變?nèi)f化的工藝問(wèn)題，用簡(jiǎn)單方法來(lái)處理，難以達(dá)到實(shí)用化目的。(2) 制定工序工步字典方法：不具備通用性。20工藝知識(shí)的描述：深化描述(框架法、語(yǔ)義

31、網(wǎng)絡(luò)法)、表層描述(生產(chǎn)式規(guī)則，即“ IF-THEN'模式)21.工藝知識(shí)庫(kù)的建立一般利用軟件二次開(kāi)發(fā)22推理機(jī)設(shè)計(jì)：推理是從已有知識(shí)推出新的事實(shí)(或結(jié)論)的過(guò)程。推理機(jī)構(gòu)成： ( 1 )運(yùn)行庫(kù)( 2)生成庫(kù)( 3)推理器( 4)解釋裝置。推理方式為歸納推理和演繹推理。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)采用基于規(guī)則的演繹推理。CAPP中，基于規(guī)則推理過(guò)程的控制策略可采用目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的反向推理方式。(優(yōu)點(diǎn)：不必告訴那些與目標(biāo)無(wú)關(guān)的信息，推理過(guò)程的方向性很強(qiáng)。這種策略能對(duì)它的推理過(guò)程提供明確的解釋?zhuān)嬖V用戶(hù)它所達(dá)到 的目標(biāo)以及為此所使用的規(guī)則) 第 8 章 計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工編程1數(shù)控編程：根據(jù)被加工零件的圖

32、紙和技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定 的指令和格式編制成加工程序文件，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為零件數(shù)控加工程序編制，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控編程。2數(shù)控編程的方法：手工編程；自動(dòng)編程。自動(dòng)編程：語(yǔ)言自動(dòng)編程(APT語(yǔ)言)和圖形自動(dòng)編程(交互式CAD/CAM集成化編程系統(tǒng))數(shù)控加工程序的內(nèi)容：(1) 加工工藝決策(重點(diǎn)要解決的問(wèn)題：1確定加工方案2工夾具的設(shè)計(jì)與選擇 3選擇合理的走刀路徑4合理選擇刀具5確定合理的切削量)( 2) 刀位軌跡計(jì)算( 3)程序輸入( 4)數(shù)控加工程序正確性校驗(yàn)工件坐標(biāo)系的選擇原則：( 1 )所選的工件坐標(biāo)系應(yīng)使用程序編制簡(jiǎn)單；( 2)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、并在加

33、工過(guò)程中便于檢查得位置。( 3)引起的加工誤差小( 4)編制或生成加工程序清單3數(shù)控程序指令：準(zhǔn)備功能 G指令、輔助功能 M指令、工藝指令(F/S/T)4圖形交互自動(dòng)編程的特點(diǎn)：(1)簡(jiǎn)單、直觀、準(zhǔn)確、便于檢查(2)對(duì)實(shí)現(xiàn)CAD/CAM 一體化極為有利(3) 簡(jiǎn)單易學(xué)，在編程的過(guò)程中可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題(4)速度快、效率高、準(zhǔn)確性好( 5)在通用的計(jì)算 機(jī)上運(yùn)行，不需要專(zhuān)用的編程機(jī)，便于普及推廣。5.圖形交互式自動(dòng)編程的基本步驟： （ 1）幾何造型（ 2）加工工藝決策（ 3）刀位軌跡計(jì)算及生成（ 4）后 置處理（ 5）程序輸出（程序生成）6. 加工階段劃分：粗加工階段（圓柱立銑刀，行切） ；精加工階段（球頭銑刀，可以使用行切方式或者環(huán) 切方式）7. 切削方式：（1）點(diǎn)位加工（最少換刀次數(shù)和路線(xiàn)最短原則）（ 2）平面輪廓加工（環(huán)切） （ 3）型腔加工（兩種方式：環(huán)切和行切（S形與Z形走刀）；型腔較深，分層加工）（4 ）曲面加工（粗加工：分層行切 或環(huán)切，圓柱立銑刀；半精加工或精加工：球頭銑刀，行切或環(huán)切）8. 數(shù)控程序的檢驗(yàn)方法（選擇、填空、判斷） ：試切、刀具軌跡仿真、三維動(dòng)態(tài)切削仿真、虛擬加工仿真 （頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套）9. 刀位軌跡仿真法： 刀具軌跡顯示驗(yàn)證、 刀具軌跡截面驗(yàn)證法 （橫截面、 縱截面、 曲截面）、數(shù)值驗(yàn)證法。 第 11 章 CAD/CAM 系統(tǒng)集