《CADCAM技术》复习提纲整理汇总.doc

1、复习提纲题型1 填空题 15分2 单项选择题8分3 多项选择题8分4 判断题10分5 简答题24分6 计算算法题35分（3道题都源于第三、第四章重点内容里面）第一章 概述1常用缩写名词的中文和英文全称缩写中文全称英文全称CAD计算机辅助设计Computer Aided DesignCAPP计算机辅助工艺过程设计Computer Aided Process PlanningCAM计算机辅助制造Computer Aided ManufacturingCAE计算机辅助工程Computer Aided EngineeringPDM产品数据管理Product Data ManagementSTEPSTE

2、P标准Standard for Exchange of Product ModelIGESIGES标准Initial Graphics Exchange SpecificationB-Rep边界表示法Boundary RepresentationCSG构造立体几何法Constructive Solid Geometry2、计算机的主要功能？数据存储、数值计算、数据处理、自动控制、辅助设计、人工智能、娱乐活动2.1计算机的主要优势：储存量大，运行速度快，可无限利用已有信息3、理解“以技术人员为中心的制造模式”和“以计算机为中心的制造模式”技术中心：技术人员按照不同的分工，接受前道工序的工作才能延

3、续下去，只能按照时间顺序执行计算机为中心：利用计算机使整个过程有序化和并行化，大大减少设计制造过程链的长度5、CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM的概念、基本功能和CAD/CAM的技术原理？6、CAD/CAM的技术软件一般包含的基本功能？ 应具备图形图像处理、产品与过程建模、信息存储与管理、工程计算分析与优化、工程信息传输与交换、模拟与仿真、人机交互、信息的输入和输出等基本功能。7、CAD/CAM的主要任务有哪些？几何建模、工程绘图、计算分析、优化设计、有限元分析、计算机辅助工艺规程设计、数控编程、动态仿真、计算机辅助测试技术、工程数据管理 7、能写出五种以上的主流计算机辅助软件，并能简述

4、其特点。Proe：以其参数化、基于特征、全相关等概念闻名于CAD界。该软件的应用领域主要是针对产品的三维实体模型建立、三维实体零件的加工、以及设计产品的有限元分析。Ug：一般认为UG是业界最好、最具有代表性的数控软件，它提供了功能强大的刀具轨迹生成方法Solidword：三维造型是该软件的主要优势，功能强大、易学易用、技术创新这三大特点v AutoCAD，CAXA，Pro/E，I-DEAS，UG，CATIA，SolidWorks8、CAD/CAM技术的发展趋势？ 设计思想参数化、设计平台微机化、应用模式集成化、设计过程智能化、应用手段网络化、设计模型实体化与可视化、设计方法并行化、设计技术标准

5、化4、掌握现代产品研发的过程和在不同的阶段采用哪种具体的CAD/CAM技术。第二章 CAD/CAM系统1、CAD/CAM系统中人、硬件、软件的作用？人：有着不可替代主导作用硬件：是基础软件：是核心，决定系统性能的优劣2、硬件系统都包含什么？CAD/CAM硬件系统：主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生产加工设备3、简述CAD/CAM系统总体组成所谓系统,是指为完成特定任务而由相关部件或要素组成的有机的整体。一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬件系统, 软件系统。硬件系统主要由计算机及其外围设备组成，包括主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生产加工设备等，它是可以触摸的物理设备

6、；软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件，通常是指程序及其相关的文档。4、CAD/CAM软件系统的组成？CAD/CAM软件系统：根据系统中执行的任务及服务对象的不同，可将软件系统分为三个层次:系统软件、支撑软件、应用软件5、系统软件的功能与组成功能：使用、管理、控制计算机运行，是用户与计算机联接的纽带 。系统软件组成：操作系统、编程语言系统、网络通讯与管理系统。6、列举常用的操作系统？至少四种计算机平台windows，xenix，工作站平台unix，vms7、掌握CAD/CAM的三种分类。根据使用的支撑软件的规模大小分类：cad系统，cam系统，cad/cam集成系统根据cad/camxit

7、ong使用的计算机硬件机器信息处理方式分类：主机系统、工程工作站系统、计算机系统根据系统是否联网分类：单机系统，网络化系统第三章 计算机图形学基础1、图形的概念、总类与特点？ 凡是能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。矢量图：是指计算机生成得到图像、明暗曲面，符号等构成的图像 点阵图：常说的图像，照片，位图都是点阵图2、计算机图形学在CAD/CAM方面的主要功能？（1）由计算机内的数据生成与之对应的图形，并显示在显示器上；（2）对图形的各种处理，如图形的几何变换、投影、消隐等。 3、二维工程图的生成方法？给出四种交互式准确绘图、程序参数化绘图、交互式参数化绘图、三维实体投影自动

8、生成工程图4、线段的生成DDA算法（重点）计算出=1/max（ x， y）i=0，1，2，3，4. X=x1+i (x2-x1) Y=y1+i (y2-y1)然后画图5、 线段的编码裁剪法（重点）6、 区域填充算法(简单递归、扫描线)简单递归：常用四连通和八连通搜索方法扫描线：光栅图形显示器的每行像素可看做一条扫描线，7、视区、窗口的概念与关系计算机图形学的基本概念计算机图形学是利用计算机系统产生、操作、处理图形对象的学科，图形对象可能是矢量图形也可能是点阵图形。视区与窗口关系：l 视图区大小不变，窗口区缩小或放大时，所显示的图形会相反地放大或缩小；l 窗口区大小不变，视图区缩小或放大时，所显

9、示的图形会相应地缩小或放大；l 窗口区与视图区大小相同时，所显示的图形大小比例不变；l 视图区纵横比不等于窗口区纵横比时，显示的图形会有X、Y方向的伸缩变化。注：（窗口区可以看做是局部放大的区域，而视图区就看做是零件图来理解记忆）8、二维图形的几何变换（重点）二维图形的基本几何变换包括比例变换、对称变换、错切变换、旋转变换和平移变换。各个变换的变换矩阵。复合变换矩阵的推导，变换后坐标的计算。 A B P AD控制图形的比例变换 C D Q B控制图形X的错切, C控制图形Y的错切 L M S L控制图形X的平移， M控制图形Y的平移 cos sin 0 -sin cos 0 若顺时针旋转，角为

10、负值 0 0 19、投影变换10、消隐算法的基本测试方法：重叠测试 、包含性测试 、深度测试、可见性测试查找、确定并消除隐藏线和隐藏面的技术称为消隐技术 消隐可消除二义性掌握消隐的种类及原理（物体空间与图形空间的消隐算法）。第四章 三维几何建模技术1 计算机内部是通过什么表示模型？数据、数据结构、算法2 几何建模的概念与建模步骤？几何建模是以计算机能够理解的方式，对实体进行确切定义，赋予一定的数学描述，并以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，在计算机内部构造实体的模型 建模步骤3 掌握几何信息、拓扑信息几何信息是指物体在空间的形状、尺寸及位置的描述（只用几何信息表示物体并不充分，常会

11、出现物体表示的二义性 ）拓扑信息是指拓扑元素（点、线、面）的数量及其相互间的连接关系（拓扑信息不同，即使几何信息相同，最终构造的实体可能完全不同）4 形体的六层拓扑结构点边环面壳体5 正则形体与非正则形体的区别正则形体没有悬边、悬面或一条边有两个以上的邻面6 CAD数据建模技术上的四次大革命：曲面造型技术、实体造型技术、参数化技术、变量化技术7 几何建模系统的分类二维几何建模系统三维几何建模系统8 线框建模、曲面建模、实体建模的原理、特点和数据结构（重点，要求绘制数据结构列表）线框建模是利用基本线素来定义设计目标的棱线部分而构成的立体框架图 优点1. 结构简单，计算机内部易于表达，绘制快速；2

12、. 物体的三维数据可以产生任意视图，为生成工程图带来了方便缺点：1. 有二义性，缺少表面轮廓信息，当形状复杂、棱线过多时，会引起模糊理解。 2. 在数据结构中缺少边与面、面与体之间关系的信息。从原理上讲，此种模型不能消除隐藏线、计算物性、生成数控加工刀具轨迹、有限元网格剖分、物体干涉检验等。数据结构：线框建模的数据结构是表结构，计算机内部存贮物体的顶点和棱线信息表面建模是将物体分解成组成物体的表面、边线和顶点，用顶点、边线和表面的有限集合表示和建立物体的计算机内部模型 优点1. 结构简单，存储量较小，速度较快；2. 可消隐、着色、表面积计算、求交、刀具轨迹计算缺点： 表面模型唯一没有解决的问题

13、是形体究竟在表面的哪一侧，因而在物性计算、有限元分析等应用中，表面模型在形体的表示上仍然缺乏完整性。实体建模的优点 1. 可以提供实体完整的信息； 2. 可以实现对可见边的判断，具有消隐的功能； 3. 能顺利实现剖切、有限元网格划分、直到NC刀具轨迹的生成。9 实体模型的构造方法：体素法和扫描法10 三维实体建模中的计算机内部表示：边界表示法、构造立体几何法、混合模式；各种方法的原理、优缺点。（重点，要求绘制数据结构图表）11 特征的定义: 关于特征更为严格的定义为：特征就是一个包含工程含义或意义的几何原型外形，不是普通的体素，而是封装了各种属性（Attribute）和功能（Function）

14、的功能要素。12 建模方法13 特征建模的特点：特征引用直接体现设计意图，产品设计工作在更高的层次上展开,使产品在设计时就考虑加工、制造要求，有利于降低产品的成本 产品设计、分析、工艺准备、加工、检验各部门之间具有了共同语言，产品的设计意图贯彻到各环节 针对专业应用领域的需要建立特征库，快速生成需要的形体 特征建模技术着眼于更好、更完整地表达产品全生命周期的技术和生产组织、计划管理等多阶段的信息，着眼于建立CAD系统与CAX系统、MRP系统与ERP系统的集成化产品信息平台14 形状特征的分类：通用特征与应用特征15 理解参数化建模技术第五章 计算机辅助工程1 工程分析的方法一般有：解析法和数值

15、法2 计算机辅助工程分析的主要内容：工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学运动学仿真。3 有限元分析的概念：先把一个原来是连续的物体剖分成有限个单元，且它们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件来进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。由于单元的个数有限，节点的数目也有限，所以这种方法称为有限元法。4 有限元求解问题的基本步骤5 有限元前置处理包括的内容：选择单元类型，划分单元，确定各节点和单元的编号及坐标，确定载荷类型、边界条件、材料性质等。6 单元类型有哪些？一维单元，二维单元，三维单元7 简单了解MSC/N

16、astran、Ansys、Abaqus、Adina等软件8 优化设计三要素：设计变量、目标函数、约束条件9 仿真模仿真实的系统，意指通过对模拟系统的实验去研究一个存在或设计中的系统。仿真（Simulation）的关键是建立从实际系统抽象出来的仿真模型。8计算机仿真的一般过程第六章 计算机辅助工艺设计1 计算机辅助工艺规程设计，即 Computer Aided Process Planning，简称CAPP，是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。2 工艺设计的特点：工艺设计是一个经验性很强且影响因素很多的决策过程。随企业资源及工艺习惯

17、的不同有很大差别，在相同的资源及约束条件下，不同的工艺设计人员可能制订出不同的工艺规程。3 CAPP解决哪几个层次的问题？工艺设计的效率、工艺设计的标准化、工艺知识学习利用、工艺信息集成与工艺管理4 CAPP系统的分类：检索式CAPP系统 派生式CAPP系统 创成式CAPP系统 半创成式CAPP系统 5 零件信息的描述方法：数字编码描述法、几何特征图形描述法的原理。6 几何特征图形描述法的特征分类分为回转件的轴类和盘类、非回转件的箱体类、支架类、块类、板类和杆类计七大类 零件的附加特征由基准线（面）和要素面两部分组成。附加特征有齿、孔、键、螺纹、槽、筋、倒角、滚花、型腔、平面等十大类组成 7

18、CAPP系统零件信息的输入方法人机交互信息输入从CAD系统中直接提取信息 基于产品数据交换规范（STEP等）的产品建模与信息输入 8 派生式CAPP系统工作原理和特点（基于GT技术、基于特征技术）基于GT技术：在成组技术的基础上，按照零件结构、尺寸和工艺的相似性，把零件划分为若干零件组，并将一个零件组中的各个零件所具有的型面特征合成为主样件，根据主样件制定出其典型工艺过程。基于特征技术：在特征分类的基础上，设计每一个特征的工艺规程和特征工艺规程的迭加规则，根据输入特征自动匹配出零件的工艺规程。 第七章 计算机辅助数控编程1 数控编程的内容与步骤，（走刀路径、对刀点的选择原则）2 数控机床坐标系

19、的定义3 自由曲线的刀位算法4 平面形腔零件加工时的刀位算法。平面型腔零件加工方法主要有两种：行切法和环切法5 曲面的刀位算法6 数控程序的检验与仿真方法分析比较常用的四种数控程序检验方法（试切、刀具轨迹仿真、三维动态切削仿真、虚拟加工仿真），说明其原理和特点。4. 刀具轨迹仿真的三种验证方法：刀具轨迹显示验证、截面法验证和数值验证。第八章 逆向工程技术1 逆向工程技术的基本概念：逆向工程(Reverse Engineering)是在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型（称为零件原形），利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形CAD模型的过程。 2 逆

20、向工程的核心包括了以下四个步骤：（1）零件原型的数字化（2）从测量数据中提取零件原型的几何特征（3）零件原型CAD模型的构建（4） CAD模型的检验与修正3 零件的数字化和计算机辅助逆向建模是逆向工程的两项关键技术4 常用的逆向工程软件有哪些？geomagic 、studio、imageware5 逆向工程多用三维测量，具体有：接触式测量与非接触式测量。接触式测量主要是利用三坐标测量机；非接触式测量主要包括光学测量、超声波测量、电磁测量等方法。6 掌握接触式的优点与缺点优点：有较高的准确性和可靠性缺点：测量费用较高、检测某些轮廓有先天性的限制、测量速度较慢、读数不准确、精度易损伤7 非接触式测

21、量的优点与缺点优点：测量速度快，可以直接测量薄（软）工件、不可以接触的高精密工件、无需做探头补偿缺点：测量精度低、当工件几何外形变化大时成像可能失焦、测量结果容易受环境因素影响8 快速原型技术：快速成形技术是采用软件离散-材料堆积的原理，综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术，实现零件模型到三维实体原型制造的一体化加工技术，其基本构思是：任何三维零件都可以看作是许多等厚度的二维平面轮廓沿某一坐标方向叠加而成，因此，可将CAD系统内的三维模型切分成一系列平面几何信息，即对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，按照这些轮廓，数控装置精确控制激光束或其它工具运动，在当前工作层（三维）上采

22、用轮廓扫描，加工出适当的截面形状，然后再铺上一层新的成形材料，进行下一次的加工，形成的各截面轮廓逐步叠加成三维产品。9 快速原型的主要工艺方法：光固化成形（SLA）、薄料叠层（LOM）、选择性激光烧结成形（SLS）、熔丝沉积成形（FDM）第九章 CAD/CAM系统集成1 集成系统应具备基本特征：数据共享、系统集成化、开放性2 CADCAM集成是指信息和物理设备两方面的集成 3 CAD/CAM的集成方法：通过专用数据接口实现集成、利用数据交换标准格式接口文件实现集成、基于统一产品模型和数据库的集成、基于特征面向并行工程的设计与制造集成方法4 CAD/CAM集成的关键技术：参数化技术、特征技术、产品数据管理技术、产品数据交换技术、集成框架5 产品数据交换技术：DXF、IGES、STEP、STL6 PDM的概念： 产品数据管理（PDM）以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文件、数据库记录）和所有与产品相关的过程（包括工作流程和更改流程）技术。它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品设计与制造建立一个并行化的协作环境7 PDM系统的基本功能包括：电子仓库与文档管理、产品结构与配置管理、工作流与过程管理、集成开发接口、零件分类管理、工程变更管理、项目管理、集成工具、电子协作等