機械CADCAM習題答案

1、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？答：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)的生產制造環(huán)節(jié)（如cad/capp/cam等）直接應用才能

2、取得最大的經濟效益。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)內的信息流暢通無阻。2、分析應用cad/cam系統(tǒng)進行產品開發(fā)設計的作業(yè)過程及其特征。答：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；（4）新型開發(fā)工具和手段的應用。3、概述cad/cam技術的發(fā)

3、展過程及其應用領域。答：（1）單元技術的發(fā)展階段-企業(yè)尚處于單元技術的應用階段 （2）cad/cam的集成階段-企業(yè)內應用已從二維計算機繪圖朝著三維cad建模、cad/cae/cam集成化應用方向發(fā)展（3）面向產品并行設計制造環(huán)境的cad/cam發(fā)展階段-cad/cam技術從傳統(tǒng)的面向零件的cad/cam集成階段朝著面向產品并行設計、協(xié)同工作環(huán)境的方向發(fā)展。4、試分析cad/cam技術的發(fā)展趨勢。答：cad/cam技術經歷五十多年的發(fā)展歷程，現(xiàn)已成為一種應用廣泛的高新技術，并產生了巨大的生產力，有力地推動著制造業(yè)的技術進步和產業(yè)發(fā)展。目前，cad/cam技術正繼續(xù)向集成化、網(wǎng)絡化、智能化和虛擬

4、化方向發(fā)展。5、什么是pdm？它有哪些功能作用？說明pdm的實施對cad/cam集成的意義和作用pdm的中文名稱為產品數(shù)據(jù)管理（product data management）。pdm是一種管理所有與產品相關的信息和過程的技術。pdm功能：電子資料室管理與檢索，產品配置管理，工作流程管理，項目管理功能。意義和作用：pdm是介于數(shù)據(jù)庫和應用軟件的一個軟件開發(fā)平臺，在這個平臺上可以集成或封裝cad、cam、cae等多種開發(fā)環(huán)境和工具。因而cad、capp、cam系統(tǒng)之間的信息傳遞都變成了分別與pdm之間的信息傳遞，cad、capp、cam可以從pdm系統(tǒng)中提取各自所需要的信息，各自應用處理的結果也

5、可以放回pdm中去，從而可實現(xiàn)cad/capp/cam之間的信息集成。6、專家系統(tǒng)的基本組成有哪幾部分?各部分的功能作用如何？簡要描述專家系統(tǒng)的工作原理。組成：（1）知識庫 知識庫主要用來存放領域專家的專門知識，為推理機求解問題提供服務。（2）推理機 推理機是一種具有推理能力的計算機軟件程序，用來控制和協(xié)調整個系統(tǒng)運行的軟件機構。（3）解釋模塊 解釋模塊是負責對專家系統(tǒng)推理結果作出必要解釋的一組軟件程序，使用戶了解專家系統(tǒng)的推理過程，接受所推理的結果。（4）數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫又稱動態(tài)數(shù)據(jù)庫或綜合數(shù)據(jù)庫，用于存儲用戶輸入的原始數(shù)據(jù)（事實）和推理過程中的動態(tài)數(shù)據(jù)，是專家系統(tǒng)當前處理所需的數(shù)據(jù)。（5）知

6、識獲取模塊 知識獲取模塊為知識庫的建立、維護和擴充提供了一種工具手段，它應具有對領域專家知識進行處理、組織和驗證的功能，以及根據(jù)系統(tǒng)運行結果歸納出新知識的能力。（6）人機接口模塊 該模塊是將專家和用戶輸入的信息轉換為系統(tǒng)可以接受的形式，同時把系統(tǒng)的推理結論為用戶易于理解的形式。工作原理：根據(jù)用戶提供的已知事實和知識庫中的知識進行推理，不斷地由已知的前提推導出未知結論，即中間結果；并將中間結果放到數(shù)據(jù)庫中，作為已知的新事實進行推理，從而把求解的問題由未知狀態(tài)轉換為已知狀態(tài)；在專家系統(tǒng)的運行過程中，會不斷地通過人機接口與用戶進行交互，向用戶進行提問，并向用戶作出推理結論的解釋。7、何謂capp?c

7、app的主要作用是什么? capp即計算機輔助工藝設計，利用計算機技術輔助產品制造工藝設計。作用：（1）將工藝設計人員從繁瑣、重復性的勞動中解救出來，以較多的時間和精力從事更具創(chuàng)造性的工作。（2）大大縮短工業(yè)設計設計周期，提高了企業(yè)對瞬息變化的市場快速反應的能力，提高企業(yè)產品在市場上的競爭能力。（3）有助于對工藝設計人員的寶貴經驗進行繼承和總結。（4）有利于工藝設計的最優(yōu)化和標準化。（5）為實現(xiàn)企業(yè)信息集成創(chuàng)造條件，便于實現(xiàn)并行工程、敏捷制造等先進生產制造模式。8、capp系統(tǒng)主要由哪部分組成？分析各組成部分的功能。1.零件信息的獲?。毫慵畔⑹莄app系統(tǒng)進行工藝過程設計的依據(jù)和對象，零件信

8、息的描述和輸入是capp系統(tǒng)的重要組成部分。2.工藝決策：工藝決策是以零件信息為依據(jù)，按預先規(guī)定的決策邏輯，調用相關的知識和數(shù)據(jù)，進行必要的比較，推理和決策，生成所需要的零件加工工藝規(guī)程3.工藝數(shù)據(jù)庫和知識庫：工藝數(shù)據(jù)庫和知識庫是capp系統(tǒng)的支撐工具，包含了工藝設計所要求的工藝數(shù)據(jù)和規(guī)則。4.人機交換界面：人機交換界面是用戶的操作平臺，包括系統(tǒng)菜單，工藝設計界面，工藝數(shù)據(jù)/知識輸入界面，工藝文件的顯示。編輯和管理界面等5.工藝文件管理和輸出：一個capp系統(tǒng)可能擁有成百上千個工藝文件，如何管理和維護這些文件，按什么格式輸出這些文件，是capp系統(tǒng)所需要完成的重要內容。工藝文件的輸出包括文件的

9、格式化顯示和打印輸出等內容9、闡述快速原型制造技術原理，分析常見的sla、lom、sls、fdm快速原型工藝的成形原理及其特點。原理：設計人員可應用各種三維cad系統(tǒng)，對產品結構進行實體造型，建立產品三維cad數(shù)字模型；將已建立的產品cad模型轉換成一種可被快速成形系統(tǒng)所能接受的數(shù)據(jù)文件（目前絕大多數(shù)快速成形系統(tǒng)均采用stl文件格式，因stl文件具有結構簡單、易于處理的特點）；根據(jù)stl文件對產品進行分層切片，將三維實體沿給定的方向切成一個個二維薄片，薄片的厚度可根據(jù)快速成形系統(tǒng)精度在0.05-0.5mm范圍內選擇；然后，快速成形系統(tǒng)根據(jù)切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體或粉末材料制成所

10、要求的薄片，通過一個個二維薄片的堆積，最終完成產品原型的制造過程。sal：在液槽內盛有液態(tài)光敏樹脂，可在紫外光照射下產生固化。工作平臺位于液面之下。成形作業(yè)時，聚焦后的激光束或紫外光束，在液面上以給定的切片輪廓在計算機控制下進行逐點掃描，被掃描區(qū)域的光敏液產生光聚合反應，形成一個薄的固化層。當一個層面掃描完成后，工作平臺下降一個薄片層，在前一固化層表面再敷上一層液態(tài)樹脂，以便進行下一層掃描固化，新固化的一層光敏液牢固地粘接在前一層上，如此重復直至整個三維產品制作完畢。特點：成形精度高，材料利用率高，表面質量好，能制造出形狀復雜、比較精細的零件產品。lom:是利用背面帶有粘膠的箔材或紙材通過相互

11、粘結而成形。特點：lom工藝方法成形速度快，成形材料便宜，無相變，無熱應力，形狀和尺寸精度穩(wěn)定，但成形后廢料剝離費時，適合于航空、汽車等行業(yè)體積較大的制件。sls：是利用激光束能量，通過對粉末材料進行熔解、燒結、固化成形的一種工藝方法。特點：取材廣泛，不需要另外的支撐材料，所用的材料包括石蠟粉、尼龍粉和其他熔點較低的粉末材料。fdm：是通過噴頭擠出一束非常細的熱熔塑料絲，從底層開始，按照切片軟件給出的二維切片，一層層逐層堆積，最后得到所需要的原型件。特點：fdm工藝無需激光系統(tǒng)，設備簡單，運行費用低，尺寸精度高，表面質量高。由于熱熔塑料冷卻速度很快，粘結強度高，故特別適合薄壁零件成形；但需要支撐，這是其不足之處。10、分析以設計為中心、以生產為中心以及以控制為中心的三種不同類型虛擬制造的特點，主要解決什么問題？1.以設計為中心的虛擬制造：1）在設計階段為設計人員提供制造信息；2）使用基于制造的仿真以優(yōu)化產品和工藝的設計；3）提供“在計算機制造”，產生多個“軟”樣機。主要解決“設計出來的產品將會是什