模具CAD2012年-A卷及答案

華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院試卷〔開卷，A卷〕考試科目：模具CAD班級：材控09級考試日期：2012年07月07日姓名：班級：學(xué)號：評分題號得分題號得分12345678卷面總分：評卷人：一、選擇題(20分，每題2分)CAD系統(tǒng)的硬件不包括以下哪項設(shè)備D。A.計算機(jī)主機(jī)B.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備C.虛擬現(xiàn)實輸入、輸出設(shè)備D.數(shù)控機(jī)床當(dāng)采用編碼法對線段進(jìn)行裁剪時，下面那條線段一定位于窗口外的是B。A.線段起點編碼1001，終點編碼0000B.線段起點編碼1001，終點編碼0001C.線段起點編碼1001，終點編碼0010D.線段起點編碼1001，終點編碼0100A是以頂點、邊、面等幾何元素及其相互間的連接關(guān)系來表示形體的一種形體表示方法。A.邊界表示法B.體素構(gòu)造表示法C.單元分解法D.體素調(diào)用法下面那一條性質(zhì)是B樣條曲線具備，但Bezier曲線不具備的性質(zhì)A。A.局部性B.凸包性C.幾何不變性D.變差縮減性幾何實體固有的獨立運動變量的數(shù)目，稱為自由度，一條直線的自由度為B。A.1B.2C.3D.4C是利用計算機(jī)技術(shù)輔助工藝師完成零件從毛坯到成品的設(shè)計和制造過程。A.CADB.CAEC.CAPPD.PDM無法通過三維圖形直接表達(dá)模具設(shè)計內(nèi)容是B。A.尺寸B.公差與配合C.幾何形狀D.零件的裝配位置關(guān)系下面需要對設(shè)計過程進(jìn)行重組與優(yōu)化的設(shè)計方法D。A.模具2D設(shè)計B.2D/3D相結(jié)合的設(shè)計C.精細(xì)化模具設(shè)計D.導(dǎo)向式的3D設(shè)計在模具設(shè)計中，下面的零件C的位置與制件在模具中的相對位置無關(guān)。A.凸模B.凹模C.凸模固定板D.定位銷在用UG進(jìn)行模具設(shè)計時，以下哪種技術(shù)B不用于顯示控制。A.圖層的設(shè)置B.屬性設(shè)置C.裝配樹D.參考集二、填空題(20分，每空1分)采用各自獨立的分散系統(tǒng)不能實現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動傳遞和交換。齊次坐標(biāo)就是一個n維矢量的(n+1)維矢量表示。三維坐標(biāo)點P(x,y,z)的齊次坐標(biāo)為(h*x,h*y,h*z，h)，那標(biāo)準(zhǔn)化齊次坐標(biāo)為(x,y,z,1)。X方向無窮遠(yuǎn)點的齊次坐標(biāo)為(1,0,0,0)。通常把三維物體變?yōu)槎S圖形表示的過程稱為投影變換，可分為平行投影和透視投影。CSG(體素構(gòu)造法)采用二叉樹結(jié)構(gòu)來描述體素構(gòu)成復(fù)雜的形體的關(guān)系。Bezier曲線是一條整體曲線，15個控制頂點產(chǎn)生一條14次的Bezier曲線。特征是由一定拓?fù)潢P(guān)系的一組實體體素構(gòu)成的特定形狀，它還包括附加在形狀之上的工程信息，對應(yīng)于零件上的一個或多個功能，能夠被固定的方法加工成型。參數(shù)化設(shè)計的本質(zhì)是加約束和約束滿足，或約束求解。模具生產(chǎn)的流程可以分為：概念與工藝設(shè)計、CAE分析優(yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備與毛坯制造、模具零件加工、裝配調(diào)試六個局部。注塑模結(jié)構(gòu)可以分為成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、分型抽芯機(jī)構(gòu)、_溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)_、__排氣系統(tǒng)___和其它零部件等。對于某些需要二次開發(fā)設(shè)計過程，三維模型顏色的設(shè)置有利于可以自動提取所需的設(shè)計元素。CAD設(shè)計技術(shù)中常用兩種關(guān)聯(lián)設(shè)計技術(shù)是：_表達(dá)式關(guān)聯(lián)__和__幾何關(guān)聯(lián)技術(shù)_。標(biāo)準(zhǔn)件經(jīng)常有一個為Ture實體，一個為False實體，其中Ture實體作為實體顯示用，F(xiàn)alse實體作為開孔的工具。在模具并行設(shè)計過程中經(jīng)常采用弱關(guān)聯(lián)，即無約束裝配。三、簡答題〔5X8〕給出4個控制點〔15，18〕、〔30，45〕、〔66，42〕、〔78，27〕，可構(gòu)造一條3次Bezier曲線?，F(xiàn)要求在t＝2/3處將此曲線分割成兩段Bezier曲線，采用Castelijau遞推方法計算出兩段新曲線的控制頂點?！?分〕答案不修改Castelijau遞推過程(15,18)(25,36)(133/3,122/3)(30,45)(54,43)(),)(66,42)(74,32)(78,27)第一段線：(15,18)、(25,36)、,)、(,)第二段線：(,)、()、(74,32)、(78,27)、二維空間一個三角形，三個頂點的坐標(biāo)分別是A〔3，1〕、B〔8，3〕和C〔6，6〕，以B點為固定點，將三角形放大為原來的3倍，請使用矩陣變換的方法求出變換后三角形各頂點的坐標(biāo)值，要求寫出變換的步驟，各步的變換矩陣?！?分〕AABC1〕、將B點平移至坐標(biāo)原點，變換矩陣為：T1＝2〕、放大3倍，變換矩陣為：T2＝3〕、將B點平移至原來的位置，變換矩陣為：T3＝這樣，總體變換矩陣為：T＝T1T2T3＝＝A的變換結(jié)果為：＝B的變換結(jié)果為：＝Ｃ的變換結(jié)果為：＝所以變換后A的坐標(biāo)為〔-7，-3〕；C的坐標(biāo)為〔2，12〕；B的坐標(biāo)不變。3、請給出體素構(gòu)造法〔CSG〕的定義，并繪出以下圖零件的CSG二叉樹結(jié)構(gòu)〔請說明二叉樹中葉子節(jié)點中各體素的含義〕。答案：CSG是一種利用一些簡單形狀的體素，經(jīng)變換和布爾運算構(gòu)成復(fù)雜形體的方法(2分)。一種參考的二叉樹表示形式是：(6分)4、為什么現(xiàn)在注塑模普遍采用2D/3D相結(jié)合的設(shè)計方式？〔8分〕工程圖中包括以下設(shè)計內(nèi)容：=1\*GB3①零、部件形狀；=2\*GB3②尺寸；=3\*GB3③相對位置關(guān)系；=4\*GB3④公差與配合，加工的依據(jù)；=5\*GB3⑤技術(shù)要求；=6\*GB3⑥零件材料熱處理等信息。前三項可以用3D模型表示、但后三項3D模型無法表示。2D/3D結(jié)合設(shè)計模式的特點：=1\*GB3①解決了成形類零件的數(shù)控加工問題，3D模型可以直接用NC編程；=2\*GB3②設(shè)計結(jié)果更加直觀，糾錯能力好，出錯少；=3\*GB3③既要3D建模，又要畫2D工程圖，工作量大；=4\*GB3④2D與3D沒有關(guān)聯(lián)，更改比擬困難；=5\*GB3⑤系統(tǒng)不包含任何關(guān)于模具的設(shè)計知識，因而對設(shè)計人員要求較高。國內(nèi)注塑模具生產(chǎn)廠家還未能實現(xiàn)全數(shù)控加工，而傳統(tǒng)非數(shù)控加工機(jī)床需要設(shè)計者提供二維工程圖作為加工依據(jù)，對于企業(yè)來說，一些老設(shè)備充分利用也能節(jié)約本錢，數(shù)控設(shè)備加工簡單的零件導(dǎo)致加工本錢高?；谝陨显颍⑺苣Ｆ髽I(yè)大多還是采用2D/3D相結(jié)合的設(shè)計方式。5、請列出以下圖模具各組成零件及其作用〔按圖中標(biāo)號列出說明〕。〔8分〕1) 凸模，成形中間的孔。2) 推桿，推出沖孔產(chǎn)生的廢料。3) 推板，傳遞打桿力給推桿。4) 推件塊。5) 凹模，成形外輪廓。6) 凸凹模，成形外輪廓和中間孔。四、論述題〔20分〕以下圖是一個簡化的模具結(jié)構(gòu)，包括下模座(P1，尺寸La×Ba×H5)、凹模板(P2，L×B×H4)、卸料板(P3,L×B×H3)、凸模固定(P4，L×B×H4)、上模座〔P5，La×Ba×H5〕和螺釘(P6，D×L1，大頭直徑D1，安裝位置Ls×Bs對稱)，凸模〔P7，異形直通式〕，請說明采用參數(shù)關(guān)聯(lián)和幾何關(guān)聯(lián)的方法設(shè)計該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)步驟。答：步驟如下：建立裝配樹New零件assembly.prt，增加新零件shangmo.prt,xiaomo.prt,Shangmo為工作零件，增加新零件p3,p4,p5Xiaomo為工作零件，增加新零件p1,p2,p6,裝配樹如下：Assembly-------ShangmoP3P4P5P7XiamoP1P2P6Mobantuworkparttu總體尺寸在assembly零件中建立表達(dá)式，包括L，B，La,Ba,Ls,Bs,H1,H2,H3,H4,H5,D1,DH6=H-H1-H2-H3-H4-H5-t為彈簧空高刃口畫圖Workparttu為工作零件，用草圖中畫出零件的二維輪廓，用等距放大的方法，生成凸模輪廓線、和凹模孔的輪廓線模板孔圖Mobantu為工作零件，用草圖，畫出模板的外輪廓〔兩個四邊形〕，以及螺釘?shù)陌惭b孔的位置及大小。用對稱標(biāo)注使得X，Y的原心與坐標(biāo)軸重合。工作零件――凸模P7工作零件，關(guān)聯(lián)COPY輪廓圖到P7，計算凸模輪廓拉伸位置：top＝H2+H6+H3+t，down=-1(該尺寸為進(jìn)入凹模尺寸取05~1.0，只要有取值就為正確)將凸模輪廓拉伸從down，到top工作零件――凹模板P2為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY輪廓圖和模板孔圖計算凹模板拉抻位置top=0,down=-assembly::H4將凹模板外輪廓從down拉伸至top.工作局部：將凹模輪廓線從down拉伸至top，并與上述拉伸體布爾減運算漏雨料孔：將凹模輪廓線放大1.0mm〔0.5~1.0，有放大值就為正確〕，用放大的輪廓線從down拉伸至-6〔工作局部高度，可取4~8，只要有值就可以認(rèn)為是正確的〕，并與上述拉伸體布爾減運算螺釘安裝孔：將mobantu的螺釘輪廓線〔直徑D的圓〕從down拉伸到top，并與上述拉伸體布爾減運算下模板P1為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY輪廓圖和模板孔圖計算下模座拉抻位置top=-assembly::H4,down=-assembly::H4-assembly::H5將下模座外輪廓從down拉伸至top.漏雨料孔：將凹模輪廓線放大2.0mm〔0.5~1.0，比凹模要大〕，用放大的輪廓線從down拉伸至top，并與上述拉伸體布爾減運算螺釘安裝孔：將mobantu的通孔輪廓線〔直徑D+1的圓〕從down拉伸到top，并與上述拉伸體布爾減運算，將mobantu的沉頭孔的輪廓線(D1+2)，從down+D拉伸到down并與上述拉伸體布爾減運算上模板P5為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY輪廓圖計算上模座拉抻位置top=-assembly::H4-assembly::H5+assembly::H,down=top-assembly::H1將上模座外輪廓從down拉伸至top.凸模固定板P4為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY模板輪廓圖和輪廓圖計算凸模固定板拉伸位置：top=-assembly::H4-assembly::H5+assembly::H－assembly::H1Down=top–assembly::H2將凸模固定板外輪廓從down拉伸至top.凸模安裝孔：將凸模輪廓線從down拉伸至top，并減運算卸料板P6為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY模板輪廓圖和輪廓圖計算凸模固定板拉伸位置：top=-assembly::H4-assembl