数字化设计与制造技术
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1 考试科目:《数字化设计与制造技术》
一、大作业题目（内容）：
一、快速成形有哪几种主要方法？(10分)
答：有5种最为常见工艺方法
1、选择性液体固化
2、选择性层片黏结
3、选择性粉末溶结/黏结
4、挤压成形
5、喷墨印刷
二、产品设计包括哪几个阶段和阶段的模型？(10分)
答：产品设计阶段包括了概念设计、结构设计、几何设计、分析仿真等。
1、概念设计阶段的模型
在产品概念设计阶段，主要从功能需求分析出发，初步提出产品的设计方案，此时并不涉及产品的精确形状和几何参数设计。 这个阶段产生的方案视不同的产品对象而不同。主要为下一步结构设计提供依据。而 一般简单产品的方案设计采用草图设计，用来大致描述产品的结构而非精确几何结构，为产品的详细设计提供依据。 在这一阶段，概念设计主要依赖于设计者的设计知识的结果主要以技术报告、方案图、草图等形式给出。
2、零件几何模型
几何模型是产品详细设计的核心，是将概要设计进行细化的关键内容，是所有后续工作的基础，也是最适合计算机表示的产品模型。产品几何模型确定了零部件的基本形状、材料、精确尺寸和加工方法。 除此之外，几何模型的非几何信息以属性表示。属性信息的定义以文本说明，并具有一定的结构，一般应至少包含BOM中所需的详细内容。考虑到生命周期各阶段对信息的需求，定义产品的属性信息应尽可能完整，如技术条件、制造环节对设计的信息需求等有时也需要作为属性进行说明。常见的明细表和标题栏所需的信息都应当属于属性定义的范畴。常用的有产品代号、名称、材料、加工方法、设计者、零件说明、零件类型等。
零件几何模型是详细设计阶段产生的信息模型，是其他各阶段设计的信息载体，通常作为主模型。所谓主模型是指以该模型为唯一数据源，其他模型以它为基础，派生出其他各种模型。派生的过程实现了模型的演变。
3、产品仿真模型
功能与性能仿真是利用计算机的计算能力，采用数值计算的方法模拟产品的功能或者性能，一般不能直接在详细设计阶段产生的零件几何模型上进行，必须进行一定的转换或者处理，建立符合仿真分析的模型。
仿真技术广泛应用在产品设计、制造阶段，如设计阶段的各种有限元分析、运动机构分析初等性能仿真系统，在制造阶段的铸造浇注仿真、锻造模具仿真、数控加工过程仿真、装配仿真等。
4、产品装配模型
装配模型需要表示产品的结构关系、装配的物料清单、装配的约束关系、面向实际装配的顺序和路径规划等。
(1)装配结构树：装配结构模型反映产品的总体结构，初始设计可以不涉及具体的几何信息，而仅仅表示产品的功能结构、层次结构以及设计的关键参数。
(2)属性信息表：属性信息用来表示产品的非几何信息，例如，产品名称、规格、零件材料、加工方法、重量、模型设计者等。
(3)装配约束模型：装配约束模型包括装配特征描述、装配关系描述、装配操作描述以及装配约束参数。
2 (4) 装配规划模型：装配规划模型用于装配顺序规划和路径规划，前者给出一个实际可行的各零件装配顺序，后者给出零件装配的可行路径，并对装配设计进行分析和评价。
三、何谓物理样机？何谓数字样机？(10分)
答：物理样机就是根据设计要求制作出来样品去检测是否符合设计要求
数字样机就是产品的数字仿真，可用于测试产品的外形、装配和功能，随着相关概念、机械和电
气设计数据的集成，数字样机也变得越来越完整了。完整的数字样机是整个最终产品的真实仿真可用来以虚拟方式优化和验证产品，减少制造昂贵的物理样机的必要。
四、什么是CAPP？CAPP技术的发展分为哪几个阶段？(10分)
答：CAPP（计算机辅助工艺规划）指利用计算机技术进行工艺设计和编制工艺规程。 CAPP技术发展主要分为三个阶段
1、 基于自动化思想的修订／创成式CAPP系统
工艺人员在使用中需交互输入大量的零件信息，烦琐而又容易出错，难以掌握系统的使用；系统功能和应用范围局限性大，缺乏适应生产环境变化的灵活性和适用性，难以推广应用。所以未能有效推进CAPP的实用化。
2、 基于计算机辅助的实用化CAPP系统
基于文字、表格处理软件或二维CAD软件等通用软件开发工艺卡片填写系统。这类系统基本文件形式进行存储和管理，忽视企业信息化中产品工艺数据的重要性，存在难以保证产品工艺数据准确性、一致性和难以实现工艺信息集成的致命问题。
3、面向企业信息化的制造工艺信息系统
具有方便、快捷的计算机辅助工艺规程编制功能，而且更要求其具有快速有效的制造工艺信息及工艺工作流管理功能，实现产品工艺设计及管理一体化，建立企业完整的制造工艺信息系统。
五、工艺决策方法主要有几种？分别叙述其原理。(10分)
答：工艺决策方法主要有
1、决策表：是表达各种事件或属性间复杂逻辑关系的形成化方法。决策表由四个部分构成。横粗实线的上半部分表示条件，下半部分表示动作或结论；竖粗实线的左半部分为条件或动作的文字说明，右半部分为条件集对应的动作集；每一列表示一条决策规则，其中数字表示动作的执行顺序。
2、决策树：在数据结构中，树属于连通而无回路的图，由节点和边构成。在决策树中，常用节点表示一次测试或一个动作，结论或拟采取的动作一般放在终端节点（叶节点）上；边连接两次测试。若测试满足时，则沿边向前传递，以实现逻辑与（AND）关系；若测试条件不满足时，则转向出发节点的另一条边，以实现逻辑或（OR）的关系。所以，由决策树的根节点到终端节点的一条路径可以表示一条决策规则。
六、什么是数控加工？数控加工主要包括哪些内容？有哪些特点？(10分)
答：数控加工是指，由控制系统发出指令使刀具作符合要求的各种运动，以数字和字母形式表示工件
的形状和尺寸等技术要求和加工工艺要求进行的加工。它泛指在数控机床止进行零件加工的工艺过程
数控加工主要内容包括：机械制图、工艺分析、数控编程、数控机床操作加工、机床保养等。
特点：工序集中，数控加工能力强，数控加工自动化，数控加工柔性化高。
七、什么是DNC系统？简述DNC系统的组成和功能。(10分)
答： DNC是一个按要求向各台机床分配数据，并将一组NC机床与存储零件程序的公用存储器连接起来的系统。
DNC系统一般由中央计算机(也称为主机)及存储设备、网络及通信接口、数控机床几部分组成。
中央计算机的任务：
3 1、是进行数据管理，从存储器中读取零件程序并把它传递给数控机床
2、是控制信息的双向流动，在多台计算机间分配信息，使各机床数控系统能完成各自的操作
3、是对设备运行进行监控
中央计算机与数控机床之间的互连和信息交换是DNC系统的核心问题。DNC系统与柔性制造系统的主要差别是没有自动化油料输送系统，因而成本低，容易实现。
DNC系统的主要功能包括：
1、NC程序的上传和下传
2、制造数据传送
3、状态数据采集和远程控制
4、数据管理
5、与其他系统进行通信
八、综述题：为什么说若要真正赢得市场，制造企业必须同时具备时间竞争能力、质量竞争能力、价格竞争能力和创新竞争能力？(30分)
答：一件新产品的面市可能会有多家制造单位在同时生产制作，谁能优先生产出来谁就掌握了市场的先导权，质量是一切的根本，只有这个企业质量好才能长久发展，在市场面前价格会左右人的选择，合理的价格会使一个企业更具竞争力，创新是一个企业能长久生存的根本，只有不断创新，不断进步，才能长久的屹立于市场之中。
