機(jī)械CAD-CAM學(xué)習(xí)習(xí)題

一、填空（本大題共20小題，每空1分，共20分）1CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用較早的工業(yè)部門是航空航天、造船、機(jī)床制造。2CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，主要用于結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿真模擬。3數(shù)控加工程序的編制過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的工藝決策過(guò)程。4美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司推出的CAD/CAE/CAM軟件是Pro/E。5CAD/CAM系統(tǒng)的軟件包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。6適于加工復(fù)雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體的設(shè)備有臥式鏜銑床和臥式加工中心。7Pro/E中二維剖面的繪制包括以下步驟：繪制幾何元素、標(biāo)注尺寸、重新生成、修改尺寸、再重新生成、完成。8Pro/E中CAM功能模塊的名稱為Pro/NC。9CAXA制造工程師采用基于特征的實(shí)體造型技術(shù)，用特征術(shù)語(yǔ)描述設(shè)計(jì)信息。10CAXA零件加工造型的方法可以歸納為三個(gè)基本類型：線框造型、曲面造型和實(shí)體造型。11現(xiàn)代制造業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)中制造技術(shù)涉及三個(gè)方面：超精密加工技術(shù)、超高速切削和新一代制造裝備的發(fā)展。12線框造型分為二維線框造型和三維線框造型。13特征樹(shù)為參數(shù)化造型系統(tǒng)所用。14Pro/E中對(duì)幾何圖元進(jìn)行修改的操作包括：修剪、裁剪、分割和鏡像。15確定走到路線的一半原則是：保證零件的加工精度和表面粗糙度，縮短走到路線，減少進(jìn)退刀時(shí)間和其它輔助時(shí)間。16數(shù)控機(jī)床用刀具應(yīng)具有較高的耐用度和剛度，刀具材料抗脆性好，有良好的斷削性能和可調(diào)、易更換等特點(diǎn)。17三維動(dòng)態(tài)切削仿真主要用來(lái)解決加工過(guò)程中、實(shí)際加工環(huán)境內(nèi)、工藝系統(tǒng)間的干涉碰撞問(wèn)題和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。18Pro/E中繪制剖面元素直線時(shí)，采用過(guò)兩點(diǎn)繪制直線步驟為：?jiǎn)螕羰髽?biāo)左鍵，繪制直線，單擊鼠標(biāo)中鍵結(jié)束直線繪制。19CAXA拐角過(guò)渡方式提供“尖角”和“圓弧”兩種過(guò)渡方式。20具有代表性的特征種類有：草圖特征、放置特征、輔助特征、高級(jí)特征。211946年世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國(guó)出現(xiàn)。22CAD/CAM系統(tǒng)的硬件指計(jì)算機(jī)、各種配套外圍設(shè)備以及各種生產(chǎn)設(shè)備等。23形狀比較復(fù)雜的軸類零件易使用數(shù)控車床加工。24計(jì)算機(jī)內(nèi)的加工程序可經(jīng)通信接口傳輸給機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)。25編制的數(shù)控加工程序在投入實(shí)際加工前應(yīng)進(jìn)行有效地檢驗(yàn)。26UGCAM中，加工方法是為了自動(dòng)計(jì)算切削進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速時(shí)才有必要制定的加工方法。27Pro/E鼠標(biāo)草繪剖面元素的方式之一為使用鼠標(biāo)中鍵可以繪制圓。28Pro/E中修改剖面幾何圖元時(shí)，使用鏡像命令，需選擇中心線。29狹義CAM通常僅指數(shù)控程序的編制，包括刀具路徑的規(guī)劃、刀位文件的生成、刀具軌跡的仿真和NC代碼的生成等。30Pro/E中，如需要定位其它特征，則需使用基準(zhǔn)坐標(biāo)系。31Pro/E中，使用直接創(chuàng)建曲面方法時(shí)，通過(guò)填充工具在平面上繪制曲面的邊界線，構(gòu)成平面曲面。32優(yōu)化設(shè)計(jì)包括總體方案的優(yōu)化、零件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和工藝參數(shù)的優(yōu)化等。33CAD/CAM是一個(gè)人機(jī)交互的過(guò)程，從產(chǎn)品的造型、構(gòu)思和方案，結(jié)構(gòu)分析到加工過(guò)程的仿真，系統(tǒng)隨時(shí)保證用戶能夠觀察、修改中間結(jié)果，實(shí)時(shí)編輯處理。34UGCAD中要對(duì)構(gòu)成特征的曲線輪廓進(jìn)行參數(shù)化控制時(shí)，使用草圖將會(huì)非常方便。35CAD/CAM系統(tǒng)的計(jì)算分析功能中，要根據(jù)三維模型計(jì)算相應(yīng)物體的幾何特征和物理特征。36就工程數(shù)據(jù)管理而言，CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具有良好的信息傳輸管理功能和信息交換功能，支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造全過(guò)程的信息傳輸與交換，并可以在多個(gè)設(shè)計(jì)者活設(shè)計(jì)小組之間實(shí)現(xiàn)信息傳輸及共享。37環(huán)切加工時(shí)，刀具沿環(huán)狀走刀方式切削工件。38網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備是組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的必要設(shè)備，CAD/CAM系統(tǒng)組建其網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備有集線器、網(wǎng)卡、傳送介質(zhì)等。39系統(tǒng)軟件主要負(fù)責(zé)管理硬件資源以及各種軟件資源，它面向所有用戶，是計(jì)算機(jī)的公共性管理軟件，包括操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、圖形接口及接口標(biāo)準(zhǔn)。40布爾運(yùn)算包括交、并、差三種運(yùn)算方式。41變量化造型符合創(chuàng)造性思維規(guī)律，適合于產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。42Pro/E中基準(zhǔn)包涵：基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)曲線和基準(zhǔn)坐標(biāo)系。43Pro/E中創(chuàng)建基準(zhǔn)軸線可以在圖形窗口右邊特征工具欄中的基準(zhǔn)特征按鈕中單擊草繪曲線圖標(biāo)或者在主菜單中單擊“插入”→“模型基準(zhǔn)”→“草繪曲線”或“曲線”。44Pro/E中使用拉伸特征的操作時(shí)，在完成剖面的繪制后，垂直此剖面拉伸出體積。45Pro/E中創(chuàng)建曲面的方法有兩種：直接創(chuàng)建曲面和由曲線創(chuàng)建曲面。46UGCAM中操作是一個(gè)專門的概念，從數(shù)據(jù)的角度考慮，它是一個(gè)數(shù)據(jù)集，包含一個(gè)單一的刀軌以及生成其所需的所有信息。47CAXA中，通過(guò)編程和加工經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師設(shè)置知識(shí)庫(kù)參數(shù)，有助于新的編程者很快學(xué)會(huì)編程。48CAXA中制造坐標(biāo)系用于定義工件在機(jī)床上的方位，并且其“原點(diǎn)”是加工零點(diǎn)，即刀具路徑的原點(diǎn)。49常見(jiàn)的CAD/CAM的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。50Pro/NC中，參考模型即設(shè)計(jì)模型，是設(shè)計(jì)的最終產(chǎn)品。51各種CAD/CAM系統(tǒng)基本采用人機(jī)交互的工作方式。52CAD/CAM系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及生產(chǎn)設(shè)備等硬件和控制這些硬件運(yùn)行的系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件等組成。53CAD/CAM系統(tǒng)運(yùn)行中，計(jì)算機(jī)輸入輸出的信息既可以是數(shù)值的，也可以是非數(shù)值的，如圖形數(shù)據(jù)、文本、字符等。54CAD/CAM系統(tǒng)有處理二維圖形的能力，包括基本圖元的生成、標(biāo)注尺寸、和圖形編輯等。55CAD/CAM系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)分析常用的方法是有限元法，這是一種數(shù)值近似解方法，用來(lái)對(duì)產(chǎn)品三維模型，尤其是結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的零件進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性計(jì)算，以及進(jìn)行零件的強(qiáng)度、剛度、震動(dòng)、熱變形、磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)強(qiáng)度和應(yīng)力分布狀態(tài)等的計(jì)算分析。56CAD/CAM系統(tǒng)中把圖形數(shù)據(jù)或指令傳送給計(jì)算的一種裝置是輸入設(shè)備，其功能包括輸入點(diǎn)的坐標(biāo)、輸入具體的數(shù)值、確定選項(xiàng)、拾取圖形目標(biāo)和輸入文本等。57CAD/CAM系統(tǒng)中輸出設(shè)備的作用主要是將輸出的數(shù)據(jù)、文件、圖形、程序、指令等顯示、輸出或者發(fā)給相關(guān)的執(zhí)行設(shè)備，包括顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。58對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件及系統(tǒng)配置的各種軟件進(jìn)行全面控制和管理的底層軟件是操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)所有軟件和硬件資源的監(jiān)控和調(diào)度，使其協(xié)調(diào)一致、高效率地運(yùn)行。59圖形顯示器有陰極射線管式和液晶式兩大類。60在Pro/NC中要進(jìn)入制造模式，需創(chuàng)建一個(gè)新的制造模型文件或檢索已有的文件。二、名詞解釋（本大題共6小題，每題4分，共24分）1系統(tǒng)為完成特定任務(wù)而由相關(guān)部件或要素組成的有機(jī)的整體。2用戶界面交互式CAD/CAM軟件與用戶進(jìn)行信息交流的中介。3輸入設(shè)備把圖形數(shù)據(jù)或指令傳送給計(jì)算機(jī)的一種裝置。4外存儲(chǔ)器補(bǔ)充內(nèi)存、減輕主機(jī)負(fù)荷的一種輔助存儲(chǔ)設(shè)備。5基準(zhǔn)面創(chuàng)建模型的參考平面。6基本特征基本特征是零件的基本結(jié)構(gòu)要素，是構(gòu)造該零件的其它附加特特征的基礎(chǔ)。7參數(shù)化造型參數(shù)化造型是先建立圖形與尺寸參數(shù)之間的約束關(guān)系，然后使用約束來(lái)定義和修改幾何模型。8平面輪廓掃描法平面輪廓掃描法是一種與二維系統(tǒng)密切結(jié)合的、常用于棱柱體或回轉(zhuǎn)體生成的一種方法。9成型制造技術(shù)成型制造技術(shù)是鑄造、塑性加工、連接、粉末冶金等單元技術(shù)的總稱。10布爾運(yùn)算布爾運(yùn)算是幾何造型技術(shù)的基礎(chǔ)，它是來(lái)自布爾代數(shù)的一種集合運(yùn)算。11輪廓銑削在銑削加工零件輪廓時(shí)，要考慮盡量采用順銑加工方式，這樣可以提高零件表面粗糙度和加工精度，減少機(jī)床“顫振”。12虛擬制造虛擬制造是實(shí)際制造過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)，即采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)以及企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過(guò)程，以增強(qiáng)制造過(guò)程各級(jí)的決策與控制能力。13改性技術(shù)改性技術(shù)主要包括熱處理及表面工程各項(xiàng)技術(shù)，是通過(guò)各種新型精密熱處理和復(fù)合處理達(dá)到零件性能精確、形狀尺寸精密以及獲得各種特殊性能要求的表面(涂)層，同時(shí)大大減少能耗并完全消除對(duì)環(huán)境的污染。14放置特征放置特征是參數(shù)化特征，改變特征的位置尺寸和形狀參數(shù)，就可以改變特征形狀。15特征造型特征造型是一種建立在實(shí)體造型的基礎(chǔ)上，利用特征的概念面向整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)的造型方法。16刀具集中分序法刀具集中分序法是按所用刀具劃分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，再用第二、第三把刀完成它們可以完成的其它部位。17幾何造型幾何造型通過(guò)對(duì)點(diǎn)、線、面、體等幾何元素，經(jīng)過(guò)平移、旋轉(zhuǎn)等幾何變換和交、并、差等布爾運(yùn)算，產(chǎn)生實(shí)體模型。18特征樹(shù)在特征造型過(guò)程中，把特征一一先后加到模型上，后續(xù)特征依附于前面的特征，前面特征的變化將影響后續(xù)特征的變化，這種正確記錄特征造型的歷程，稱為“特征樹(shù)”的概念。三、簡(jiǎn)要回答（本大題共4小題，每題7分，共28分）1相對(duì)于手動(dòng)編程，采用APT語(yǔ)言自動(dòng)編程的有點(diǎn)是什么？采用APT語(yǔ)言自動(dòng)編程時(shí)，計(jì)算機(jī)代替程序編制人員完成繁瑣的數(shù)值計(jì)算工作；省去了編寫程序單的工作量，將變成效率提高數(shù)倍到數(shù)十倍。2工件坐標(biāo)系的選擇原則是什么？使程序編制簡(jiǎn)單；坐標(biāo)原點(diǎn)選在容易找正的位置；坐標(biāo)原點(diǎn)易于檢查；引起的加工誤差小。3機(jī)械產(chǎn)品的CAD系統(tǒng)應(yīng)滿足哪些要求數(shù)值計(jì)算能力和圖形功能；大容量?jī)?nèi)存；批處理方式和交互功能；工程數(shù)據(jù)庫(kù)和聯(lián)網(wǎng)功能；4特征分析的主要內(nèi)容包括哪些？特征分解特征的構(gòu)造順序特征的構(gòu)造方法。5CAD/CAM系統(tǒng)的工作方式是什么？（1）各種CAD/CAM系統(tǒng)基本采用人機(jī)交互的工作方式(也稱人機(jī)對(duì)話方式)；（2）操作者根據(jù)具體要求向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令；（3）計(jì)算機(jī)將運(yùn)算的結(jié)果以圖形或數(shù)據(jù)的形式顯示在計(jì)算機(jī)顯示屏上；（4）操作者通過(guò)輸入設(shè)備向計(jì)算機(jī)發(fā)出新的指令；（5）計(jì)算機(jī)根據(jù)新的指令完成新的計(jì)算。（6）在CAD/CAM工作是信息不斷產(chǎn)生、修改、交換、存取的過(guò)程。6工件的裝夾方式應(yīng)注意哪幾個(gè)方面？（1）應(yīng)盡量采用組合夾具，但當(dāng)工件批量較大、精度要求較高時(shí)，可以設(shè)計(jì)專用夾具。（2）零件定位、夾緊的部位應(yīng)不妨礙各部位的加工、刀具的更換以及重要部位的測(cè)量。（3）夾緊力應(yīng)力求靠近主要支承點(diǎn)或在支承點(diǎn)所組成的三角形內(nèi)；應(yīng)力求靠近切削部位，并在剛性較好的地方；盡量不要在被加工孔徑的上方，以減少零件變形。（4）零件的裝夾、定位要考慮重復(fù)安裝的一致性。7對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)該如何確定？（1）對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控加工中刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，是刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。（2）確定對(duì)刀點(diǎn)的原則是：方便數(shù)學(xué)處理和簡(jiǎn)化程序編制；在機(jī)床上容易找正；加工過(guò)程中便于檢查；引起的加工誤差小。（3）對(duì)刀點(diǎn)必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)尺寸關(guān)系。（4）當(dāng)對(duì)刀精度要求較高時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。（5）對(duì)刀時(shí)應(yīng)使對(duì)刀點(diǎn)與刀位點(diǎn)重合。（6）換刀點(diǎn)應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容確定。8特征樹(shù)和歷程樹(shù)的區(qū)別與聯(lián)系？（1）“特征樹(shù)”中后續(xù)特征依附于前面的特征，前面特征的變化將影響后續(xù)特征的變化（2）“特征樹(shù)”為參數(shù)化造型系統(tǒng)所用（3）“歷程樹(shù)”為變量化造型系統(tǒng)采用（4）“歷程樹(shù)”的各特征除了與前面的特征保持關(guān)聯(lián)外，同時(shí)與系統(tǒng)全局坐標(biāo)系建立聯(lián)系。9圖形交互式自動(dòng)編程包括哪幾個(gè)方面的特點(diǎn)？（1）圖形交互式自動(dòng)編程具有簡(jiǎn)便、直觀、便于檢查修改的優(yōu)點(diǎn)（2）圖形交互式自動(dòng)編程彌補(bǔ)了單一利用數(shù)控語(yǔ)言進(jìn)行編程的不足。（3）圖形交互式自動(dòng)編程的速度快、效率高、準(zhǔn)確性好。（4）圖形交互式自動(dòng)編程有利于實(shí)現(xiàn)與CAD/CAM其它功能的結(jié)合。10刀具軌跡仿真的工作原理及其主要方式？(1)刀位軌跡仿真一般在后置處理之前進(jìn)行。(2)讀取刀位數(shù)據(jù)文件檢查刀具位置計(jì)算是否正確，加工過(guò)程中是否發(fā)生過(guò)切，(3)所選刀具、走刀路線、進(jìn)退刀方式是否合理，(4)刀位軌跡是否正確，(5)刀具與約束面是否發(fā)生干涉與碰撞。(6)主要有刀具軌跡顯示驗(yàn)證、刀具軌跡截面法驗(yàn)證和刀具軌跡數(shù)值驗(yàn)證三種方式。11完整的三維動(dòng)態(tài)切削仿真過(guò)程包括哪幾個(gè)方面？(1)?NC指令的翻譯和檢查。(2)毛坯及零件圖形的輸入和顯示。(3)機(jī)床、刀具、夾具的定義和圖形顯示。(4)刀具運(yùn)動(dòng)及毛坯被切削的動(dòng)態(tài)圖形顯示。(5)刀具碰撞及干涉檢查。(6)仿真結(jié)果報(bào)告，包括具體干涉位置和干涉量。12數(shù)控加工工序的劃分方法有幾種？（1）刀具集中分序法（2）粗、精加工分序法（3）按加工部位分序法四、分析回答下列問(wèn)題（本大題共2小題，每題14分，共28分）1敘述如圖所示的旋轉(zhuǎn)體的造型步驟R3R4R3R4圖1旋轉(zhuǎn)體截面圖2旋轉(zhuǎn)體（1）新建一個(gè)*.prt文件（2）在XC—YC平面上做2個(gè)同心圓圓心距離坐標(biāo)原點(diǎn)一定距離>4（3）在工具欄中選擇旋轉(zhuǎn)體圖標(biāo)按鈕（4）選擇兩個(gè)同心圓，并選擇Axisandangle方式，以YC軸為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)360度。2文件XQX.prt中存放有如圖3所示實(shí)體模型，試敘述其型腔銑削刀軌生成步驟圖3實(shí)體模型答：（1）打開(kāi)文件XQX.prt（2）生成毛坯（3）進(jìn)入加工模塊（4）創(chuàng)建加工幾何節(jié)點(diǎn)，包括選取零件幾何、毛坯幾何、設(shè)置刀具參數(shù)（5）生成型腔銑操作（6）設(shè)置切削深度、進(jìn)退刀參數(shù)，生成刀軌。3基于特征的實(shí)體造型的造型步驟是什么？（1）造型方案規(guī)劃主要包括分析零件的特征組成，分析零件特征之間的相互關(guān)系，分析特征的構(gòu)造順序以及特征的構(gòu)造方法。（2）創(chuàng)建基本特征：構(gòu)造零件上的基本特征。（3）創(chuàng)建其它附加特征：根據(jù)造型方案規(guī)劃逐一添加上其它附加特征。（4）編輯修改特征：在特征造型過(guò)程中任意時(shí)刻均可修改特征，包括修改特征的形狀、尺寸、位置，或是特征的從屬關(guān)系，甚至可以刪除已經(jīng)構(gòu)造好的特征。（5）生成工程圖：采用三維到二維技術(shù)交互生成二維工程圖。4數(shù)控加工工藝決策包含哪幾個(gè)方面，并說(shuō)明相關(guān)功能？答：包含：確定加工方案、夾具的設(shè)計(jì)和選擇、選擇合理的走刀路線、選擇合理的刀具、確定合理的切削用量（1）確定加工方案考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性及經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。（2）夾具的設(shè)計(jì)和選擇應(yīng)特別注意要迅速完成工件的定位和夾緊過(guò)程，以減少輔助時(shí)間。使用組合夾具，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，夾具零件可以反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)效果好。所用夾具應(yīng)便于安裝，便于協(xié)調(diào)工件和機(jī)床坐標(biāo)系之間的尺寸關(guān)系。（3）選擇合理的走刀路線盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)效率；合理