(完整版)機械CADCAM課后習(xí)題答案

1、第一章1、 單項 CAD、 CAPP、 CAM 技術(shù)各具有哪些功能？為什么要進行術(shù)的集成？集成的CAD/CAM 系統(tǒng)會帶來哪些優(yōu)越性？CAD/CAM 技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(shè)計、加工方法選擇、工序設(shè)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(zhuǎn)換， 大量的信息資源得不到充分地利用和共享。只有當(dāng) 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/

2、CAPP/CAM等）直接應(yīng)用才能取得最大的經(jīng)濟效益。集成化的 CAD/CAM 系統(tǒng)借助于工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及標(biāo)準格式的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)， 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(yīng)用 CAD/CAM 系統(tǒng)進行產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的作業(yè)過程及其特征。作業(yè)過程 -（1）創(chuàng)意與構(gòu)思；（ 2）計算機輔助設(shè)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(shè)計數(shù)字化；（2）設(shè)計環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)化；（3）設(shè)計過程的并行化；（

3、4）新型開發(fā)工具和手段的應(yīng)用。4、敘述 CAD/CAM 系統(tǒng)軟件組成結(jié)構(gòu)中的系統(tǒng)軟件、支撐軟件以及應(yīng)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(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件和支撐軟件基礎(chǔ)上，針對某一具體應(yīng)用開發(fā)的軟件，如機床設(shè)計、夾具設(shè)計、汽車車身設(shè)計等 CAD或 CAE軟件系統(tǒng)。6、試分析 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢。答：CAD/CAM技術(shù)經(jīng)歷五十多年的發(fā)展歷程， 現(xiàn)已成為一種應(yīng)用廣泛的高新技術(shù)，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(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前

4、，CAD/CAM技術(shù)正繼續(xù)向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和虛擬化方向發(fā)展。7、請收集有關(guān)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：如SAP、 ADINA、NASTRAN、 ANSYS等。綜合集成支撐軟件：如I-DEAS、UGII、 PRO/E、 CATIA等 ,具有 C

5、AD、CAE、CAM 等綜合功能。第二章1、闡述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念。何為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)？何為存儲結(jié)構(gòu)？數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是按某種邏輯結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)： 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(xué)生名冊。存儲結(jié)構(gòu)： 有順序存儲和鏈式存儲兩種結(jié)構(gòu)。3、闡述棧與隊列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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。文件管理系統(tǒng)：由操作

6、系統(tǒng)提供， 定義數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)， 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(yīng)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(shè)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(wù)，數(shù)據(jù)共享用于工程、產(chǎn)品設(shè)計和分析特征數(shù)據(jù)類型少， 關(guān)系簡單， 每種數(shù)數(shù)據(jù)類型多，數(shù)據(jù)間關(guān)系復(fù)雜，每類數(shù)據(jù)調(diào)用量少據(jù)大量調(diào)用處理查詢、增刪、 更改， 每次處理周 從查詢到分析均依賴數(shù)據(jù)庫，

7、每次處理周期長，涉及期短，涉及記錄少記錄量大服務(wù)靜態(tài)，客體間關(guān)系清楚， 建庫前動態(tài)，歲設(shè)計過程展開，最終形成設(shè)計模型和結(jié)果對象模型已定數(shù)據(jù)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(shè)計過程，數(shù)據(jù)量性質(zhì)迅速增長結(jié)構(gòu)模式簡單， 聯(lián)系不強， 記錄相對模式復(fù)雜，數(shù)據(jù)節(jié)點表現(xiàn)為 “多對多 ”的遞歸關(guān)系模型穩(wěn)定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(guān)的信息和過程的技術(shù)。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。第三章1、3、分析函數(shù)插值與函數(shù)擬合的不通電和共同點

8、。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?。欢逯凳侵敢阎澈瘮?shù)的在若干離散點上的函數(shù)值或者導(dǎo)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、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(shè)備上定義的矩形區(qū)域。若將窗口內(nèi)容在相應(yīng)視區(qū)上顯示， 必須進行坐標(biāo)變換。 其變換歸結(jié)為坐標(biāo)點

9、的變換。2、闡述 Cohen-Sutherland 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 P1P2兩端點按各自所在的區(qū)域分別編碼為：Cp1=a1，b1，c1，d1,、Cp2=a2，b2，c2，d2，其取值范圍均為 1,0，i 1,2。2）若 ai=bi=ci=di=0（i1,2），表示該線段在內(nèi)域，不需裁剪，顯示整條線段，裁剪結(jié)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，

10、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、10、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)是判斷曲線在連接點處相對于弧長參數(shù) s 的各階導(dǎo)數(shù)的連續(xù)性， 若曲線在連接點處具有關(guān)于弧長參數(shù)的 n 階連續(xù)導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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

11、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、 位置和大小；而拓撲信息則是指形體各組成分量相互間的連接關(guān)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(shè)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(shù) 特點：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、信息量

12、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(cè)圖。表面（曲面）建模技術(shù) 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(shù) 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？并簡述各自的特點。常用的有掃描表示法、邊界表示法、構(gòu)造實體幾何表示法、空間單元表示法等，并在向著復(fù)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(zhuǎn)進行實體定義的方法。邊界表示法是通過構(gòu)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(gòu)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

13、集合運算，可構(gòu)造各種不同的復(fù)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(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計與自頂向下的設(shè)計，分析這兩種設(shè)計方法的特點與應(yīng)用。 自底向上的設(shè)計是傳統(tǒng) CAD 系統(tǒng)通常使用的一種裝配設(shè)計方法。氣主要思路是：先分別對各個零件進行詳細的設(shè)計， 然后再定義零件之間的裝配關(guān)系， 最終形成產(chǎn)品的裝配設(shè)計模型。特點：思路簡單，操作方便，容易被大多數(shù)設(shè)計人員所理解和接受；并且零部件是獨立設(shè)計的， 他們之間相互裝配關(guān)系簡單， 可以讓設(shè)計人員更專注于單個零部件的設(shè)計。 自頂向下的設(shè)計室從產(chǎn)品的功能出發(fā)在確定產(chǎn)品的初步方案和結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)