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模具CAD/CAM基础简述CAD/CAE/CAM的基本概念计算机辅助设计及制造（CAD/CAM）：利用计算机软件、硬件系统来生成和运用各种数字信息和图像信息，辅助人们对产品或工程进行总体设计和自动加工的一项综合性技术计算机辅助工程分析：以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，从而及早发现设计缺陷，是实现模具优化的主要支持模块模具CAD/CAM系统的组成：硬件、软件、人硬件组成：计算机主机、外存储器、输入设备、输出设备、网络设备和自动化生产设备-软件组成：系统软件（操作系统Windows、UNIX、Linux；编程语言系统VC++、VB、Java；网络通信及其管理软件TCP/IP、MAP、TOP）支撑软件（功能单一型CAD、SolidWorks；功能集成型Pro/E、UG、I-DEAS、CATIA）、应用软件(基于支撑软件进行二次开发，如CAD的Autolisp、Pro/E的Protoolkit、UG的GRIP CAD/CAE/CAM技术的发展历程CAD：20世纪50年代后期至70年代初期初级阶段-线框造型技术20世纪70年代初期至80年代初期第1次革命-曲面造型技术20世纪80年代初期至80年代中期第2次革命-实体造型技术20世纪80年代中期至90年代初期第3次革命-参数化技术20世纪90年代初期至今第4次革命-变量化技术CAE：20世纪60-70年代处于探索阶段，20世纪70-80年代是CAE技术蓬勃发展时期20世纪90年代CAE技术逐渐成熟壮大CAM：1952麻省理工学院（MIT）首次试制成功数控铣床，随后研制开发了自动编程语言，标志着CAM技术的开端；1962研制世界第一台机器人，实现物料搬运自动化；1965产生了计算机数控机床CNC系统；1966出现直接采用计算机控制多台数控机床20世纪70年代，美国辛辛那提公司研制出了一条柔性制造系统（FMS）将CAD/CAM推向新的阶段20世纪80年代，CAD及CAM相结合，形成了CAD/CAM集成技术，导致了新理论、新算法的大量涌现。
第一章绪论1、什么是CAD、CAM、CAPP？什么是CAD/CAM集成？答：CAD (Computer Aided Design System)是指以计算机为辅助手段来完成整个产品的设计过程、分析和绘图等工作。
CAD的功能包括：概念设计、结构设计、装配设计、曲面设计、工程图样绘制、工程分析、真实感和渲染、产品数据接口。
CAM( Computer Aided Manufacturing System) 通过计算机与生产设备直接的或间接的联系，完成从生产准备到成品制造整个过程的活动。
狭义的CAM指NC数控程序编制，包括：刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成。
CAPP（Computer Aided Process Planning）借助计算机根据设计阶段的信息，人机交互的或自动完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计，称为CAPP。
CAPP的功能包括：毛坯设计、加工方法选择、工艺路线制定、工序设计、刀夹量具设计等。
CAD产生的图纸直接被CAPP，CAM 以及以后的CIMS所利用，这就是CAD/CAM集成。
2、一般所说的CAD/CAM过程链主要包括哪些内容？答：CAD/CAM过程链是一个串行的过程链，在此过程链中包括从市场需求到产品整个的产品生产过程，具体包括：1）市场需求2）产品设计（任务规划、概念设计、结构设计、施工设计）3）工艺设计（毛坯设计、工艺路线设计、工序设计、刀夹量具设计）4）加工装配（NC编程、加工仿真、NC加工、检测、装配、调试）3、CAD/CAM集成方案有哪几种？答：1）通过专用数据接口实现集成2）利用标准格式接口文件实现集成3）基于统一产品模型和数据库4）基于产品数据管理（PDM）的系统集成4、CAD/CAM的发展趋势如何？答：1）CAD/CAM系统的集成化方向发展（CIM）2）并行工程3）智能化CAD/CAM系统4）虚拟产品开发5）网络化CAD/CAM第二章CAD/CAM系统的支撑环境1、CAD/CAM系统应具备哪些基本功能答：1）交互图形输入及输出功能。
第1章 模具CAD/CAM基础一、 思考题2. 简述CAD/CAE/CAM硬件系统的组成。
（P3‐P4）【答】（1）计算机主机（中央存储器、内存储器）；（2）外存储器（硬盘、光盘、软盘、磁带）；（3）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪等）；（4）输出设备（打印机、绘图仪、图形显示器）；（5）网络设备（网卡、传输介质、调制解调器）；（6）自动化生产设备（数控机床、机器人、自动测量装置等）。
3. 简述国内外常用的CAD/CAE/CAM软件的作用和应用领域。
（P6‐P7） 【答】（1）Pro/E （2）UG （3）CATIA作用：①建模技术（实体模型、特征建模、装配建模、曲面建模）；②工程图制作；③模具设计；④NC数控加工；⑤NC数控加工；⑥逆向工程；⑦有限元分析；⑧产品数据库管理。
应用领域：航天、汽车及电子等行业。
4. 简述CAD/CAE/CAM的发展历程。
（P7‐P9）【答】（1）CAD①20世纪50年代末 ‐ 70年代初，此阶段为初级阶段——线框造型技术。
②20世纪70年代初 – 80年代初，此阶段是第一次CAD技术革命——曲面（表面）造型技术。
③20世纪80年代初 – 90年代中期，此阶段是第二次CAD技术革命——实体造型阶段。
④20世纪80年代中期 – 90年代初期，此阶段是第三次CAD技术革命——参数化技术。
⑤20世纪90年代初 – 至今，此阶段是第四次CAD技术革命——变量化技术。
该阶段出现了许多成熟的CAD/CAE/CAM集成化的商业软件，如符合建模技术的UG等。
（2）CAE①20世纪60 – 70年代，探索阶段，主要针对结构问题发展，解决航空航天中的结构强度、刚度以及模拟实验和分析。
②20世纪70 – 80年代，蓬勃发展阶段，分析技术在结构和场分析领域获得了很大的成功。
③30世纪90年代 – 至今 逐渐成熟壮大，CAE与通用CAD软件集成，自动生成有限元网格并进行计算或进行结构动力学、运动学等方面的计算，极大提高设计水平和效率。
1.CAD/CAM技术的发展经历的哪几个阶段？各阶段的主要技术特点是什么？P31.孕育形成阶段，用于显示简单的图形，是CAD技术酝酿开始的标志2.快速发展阶段，是交互式图形技术的开端3.成熟推广阶段，曲面造型系统4.4广泛应用阶段，CAD系统逐渐开始从小型计算机向微型计算机转化5.标准化智能化集成化阶段，技术标准化，将人工智能AI引入CAD系统CAD技术与CAM，CAE等技术的集成形成了广义的CAD/CAM系统2.简述参数化造型技术和度量化技术的主要特点和区别P4参数化造型技术特点：1.基于特征，2.全尺寸约束3.尺寸驱动4.数据相关变量化造型技术特点：1.几何约束2.工程关系3.VGX技术（超变量几何）4动态导航技术5主模型技术区别：1对约束的处理方式不同2应用领域不同3特征管理方式不同3.试述CAD/CAM技术的发展趋势。
这些发展趋势在实际应用中如何体现？P161集成化：1软件集成2CAD功能和CAM功能集成3建立企业的CIMS系统2智能化：软件智能化的开发3标准化：1面向用户的图形标准，2面向不同CAD系统的数据交换标准3面向图形设备的图形标准4网络化：随着INTERNET发展，针对某一项目或产品，将分散在不同地区的人力资源和设备资源迅速加以组合，建立动态联盟的制造体系5最优化：应用仿真技术和成型过程的计算机模拟技术4.简述CAD/CAM技术在模具设计制造（尤其在冷冲模、塑料膜）中的应用P13冷冲模：1.利用几何造型技术完成复杂模具的集合设计2完成工艺分析计算，辅助成型工艺的设计3建立标准模具零件和结构的图形库，提高模具结构和模具零件设计效率4辅助完成绘图工作，输出模具零件图和装配图5利用计算机完成有限元分析和优化设计等数值计算工作6辅助完成模具加工工艺设计和NC编程塑料膜：塑料制品的几何造型2模腔表面形状的生成3模具结构方案设计4标准模架的选择5部装图和总装图的生成6模具零件图的生成7注射工艺条件及注射模材料的优点8注射流动及保压过程的模拟9冷却过程分析10力学分析11数控加工5.构成模具CAD/CAM系统的硬件有哪些？P211计算机主机2外部存储器3输入输出设备6.模具CAD/CAM系统的软件分为哪几个层面？P251操作系统2汇编系统3编译系统4诊断系统7.展望网络对模具CAD/CAM的影响P30借助于网络通讯系统，模具CAD/CAM的优势可以更有效的得到发挥，各部门之间可以方便的进行交流，共享设计和制造方面的数据，还可以通过网络电子商务完成从采购至销售的一系列环节17.汽车覆盖件模具CAD技术有什么特点？一般覆盖件成形都要依次经过拉延、切边、整形、翻边和冲孔等几道工序。
《CADCAM技术》试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. CADCAM技术中的CAM指的是什么？A. 计算机辅助设计B. 计算机辅助制造C. 计算机辅助测试D. 计算机辅助教学答案：B2. 在CADCAM系统中，用于创建和编辑图形的主要工具是什么？A. 文字处理软件B. 图形处理软件C. 数据库管理软件D. 操作系统答案：B3. 下列哪个不是CADCAM系统的主要功能？A. 零件设计B. 零件制造C. 零件销售D. 零件分析答案：C4. CADCAM技术中，CAM系统的核心组成部分是？A. 计算机B. 绘图仪C. 数控机床D. 打印机答案：C5. 在CADCAM技术中，用于提高设计精度和效率的常用方法是？A. 手工绘图B. 计算机辅助设计C. 手工计算D. 人工测量答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. CADCAM技术在工业设计中的应用包括以下哪些方面？A. 产品外观设计B. 产品结构设计C. 产品销售策略D. 产品制造过程答案：A B D2. 下列哪些软件可以用于CADCAM技术？A. AutoCADB. SolidWorksC. Microsoft ExcelD. Adobe Photoshop答案：A B3. CADCAM技术可以应用于哪些行业？A. 汽车制造B. 航空航天C. 食品加工D. 医疗设备答案：A B D4. 在CADCAM系统中，常见的数据交换格式包括？A. STEPB. IGESC. PDFD. DXF答案：A B D5. CADCAM技术的优势包括？A. 提高设计效率B. 提高制造精度C. 降低生产成本D. 减少环境污染答案：A B C三、判断题（每题1分，共5分）1. CADCAM技术可以完全替代传统的手工绘图和制造方法。
（对）2. CADCAM技术只适用于大型企业，不适用于小型企业。
（错）3. CADCAM技术可以提高产品的质量和生产效率。
（对）4. CADCAM技术中的CAM只与制造过程有关，与设计无关。
C AD C A M考题参考试卷答案及评分标准《CAD/CAM技术》课程样卷一一、名词解释（15分）1、PDM：产品数据管理，是一门管理所有与产品相关的数据和相关过程的技术。
它能有效地将产品数据从概念设计、计算分析、详细设计、工艺流程设计、加工制造、销售维护至产品消亡整个生命周期内及其各阶段的相关数据，按照一定的数学模式加以定义、组织和管理，使产品数据在其整个生命周期内保持一致、最新、共享及安全。
2、计算机图形学：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3、几何信息：一般是指一个物体在三维欧氏空间中的形状、位置和大小。
具体地说，几何信息包括有关点、线、面、体的信息4、CAPP：计算机辅助工艺设计，是以计算机为辅助手段，解决产品制造过程中存在的有关材料、工装、过程等工艺问题，它是CAD和CAM之间的过渡环节，具体描述了产品在整个生产过程中（包括零件加工、产品装配等）相关的条件和过程，是产品制造必不可少的重要组成部分。
5、逆向工程：又称反求技术或逆向设计，是将已有产品模型（实物模型）转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上解剖、深化和再创造的一系列分析方法和应用技术的组合，可有效改善技术水平，提高生产率，增强产品竞争力，是消化、吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段评分标准：一个小题的分值为3分，在每一个小题中，按照知识点给分。
二、填空（20分）。
1、随着CAD技术的普及应用越来越广泛，越来越深入，CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。
2、支撑软件是CAD/CAM软件系统的重要组成，也是各类应用软件的基础。
从功能上可将支撑软件划分为自动绘图、几何造型、工程分析与计算、仿真与模拟、专用设备控制程序生成、集成与管理等几种类型。
3、目前已经发明了许多不同类型的消隐算法，它们一般依据以下几种基本算法原理：包含性检验、深度检验、可见性检验、求交运算、投影变换等。
咖啡机锅炉内部构造英文回答：The coffee machine boiler is a crucial component that heats water to the optimal temperature for brewing coffee. It typically consists of the following elements:1. Heating Element: An electrical heating element is responsible for generating heat within the boiler. It converts electrical energy into heat, raising the temperature of the water.2. Temperature Sensor: A temperature sensor monitors the temperature of the water inside the boiler. When the desired temperature is reached, it signals the heating element to turn off, preventing overheating.3. Pressure Relief Valve: The pressure relief valve isa safety mechanism that releases excess pressure from the boiler. This valve opens when the pressure exceeds apredetermined level, preventing the boiler from bursting.4. Steam Wand: Some boilers have a steam wand that allows users to produce steam for frothing milk or preparing other beverages. Steam is generated when water boils and turns into vapor.5. Boiler Insulation: The boiler is typically insulated with a layer of material, such as foam or silicone, to minimize heat loss and improve energy efficiency.中文回答：咖啡机锅炉内部构造。
《CAD/CAM》参考答案一、填空题(每空2分，共20分)1.CAD/CAM、CAD/CAM2.CAE 、有限元法FEM、边界法BEM、运动机构分析3.机床分枝聚类4. 开半闭位移5．加工物流信息二、单项选择题(每小题3分，共24分)1，A 2．B 3．C 4．D 5．B 6．A 7．D 8．A三、名词解释：(每小题5分，共25分)1. 计算机辅助工艺过程设计(CAPP):是通过向计算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息，由计算机自动输出零件的工艺路线及工序内容等工艺文件的过程。
2. 数字控制（NC）：是用数字化信息对机床的远动及其加工过程进行控制的一种技术。
3.后处理程序：将刀具位置数据、相应的切削条件和辅助信息等处理成特定的数控系统所需要的指令和程序格式，并制成穿孔纸及打印出零件加工程序单。
4.数控技术：是用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的一种技术。
5.计算机数控系统（CNC系统）：用计算机通过执行其存储器内的程序来完成部分或全部功能，并配有接口电路，伺服驱动的一种专用计算机系统。
四、简答题要点(要点正确则给分，每小题7分，共35分)1．工作能力，经济性，使用方便性，工作可靠性，维修方便性，标准化程度及可扩充性，工作环境要求，响应时间及处理速度，采用的语言，磁盘容量。
(7分)2．派生式系统是以对标准工艺规程的检索和修改为基础，当新零件设计工艺规程时，要对标准工艺进行检索，并经编辑和修改而得到。
创成式系统是根据输入的或直接从CAD系统获得的零件信息，依靠CAPP系统中的工艺数据和各种工艺决策自动设计出工艺规程并生成工艺文件。
(7分)3．指出数控加工中的绝对坐标系统和相对坐标系统的主要不同点。
（7分）绝对坐标方式就是系统中所有运动命令都涉及到某一个基准点或叫作零点，给出的位置命令是对零点的绝对距离。
增量坐标方式是指一个指令的基准点就是前一项操作的终点，每一个尺寸数据都用作系统的距离增量。
CAD与CAM 课后习题第一章1. 单项CAD、CAPP、CAM技术各具有哪些功能？为什么要进行CAD/CAM 技术的集成？技术各具有哪些功能？技术的集成？系统会带来哪些优越性？集成的CAD/CAM 系统会带来哪些优越性？答：CAD 系统具有几何建模、工程分析、模拟仿真、工程绘图等主要功能；CAPP 系统的功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工时定额计算等；广义CAM，是指利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的各种活动；狭义CAM，是指数控程序的编制；这些各自独立的系统相互割裂，不能实现系统之间信息的自动传递和转换，大量的信息资源得不到充分地利用和共享。
只有当CAD系统一次性输入的信息能为后续的生产制造环节（如CAD/CAPP/CAM等）直接应用才能取得最大的经济效益。
集成化的CAD/CAM 系统借助于工程数据库技术、网络通信技术以及标准格式的产品数据交换接口技术，把分散于机型各异的各个CAD、CAPP 和CAM 各功能模块高效快捷地集成起来，实现软、硬件资源的共享，保证整个系统内的信息流畅通无阻。
2、分析应用CAD/CAM 系统进行产品开发设计的作业过程及其特征。
系统进行产品开发设计的作业过程及其特征.答：作业过程----（1）创意与构思；(2)计算机辅助设计与分析；（3）快速原型制造；（4）计算机辅助工艺规划；（5）计算机辅助编程；（6）虚拟制造。
特征----------（1）产品开发设计数字化；（2）设计环境的网络化；（3）设计过程的并行化；（4）新型开发工具和手段的应用。
3、概述CAD/CAM 技术的发展过程及其应用领域。
技术的发展过程及其应用领域。
答：（1）单元技术的发展阶段---企业尚处于单元技术的应用阶段（2）CAD/CAM 的集成阶段----企业内应用已从二维计算机绘图朝着三维CAD 模/CAD/CAE/CAM 集成化应用方向发展（3）面向产品并行设计制造环境的CAD/CAM 发展阶段---CAD/CAM 技术从传统的面向零件的CAD/CAM 集成阶段朝着面向产品并行设计、协同工作环境的方向发展。
