机械CAD-CAM复习资料大全 精品
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一、单选题(共20题,40分)1、以下( )特征属于“扫描特征”。
(2.0)A、通过面扫掠B、延伸体C、沿一条引导线扫掠D、拉伸实体正确答案: D2、永磁式交流同步电机由定子、转子和()三部分组成(2.0)A、检测元件B、磁极C、电枢D、电极正确答案: A3、可以用修正法和抵消法等方法消除()误差(2.0)A、随机B、系统C、粗大D、相对正确答案: B4、主切削刃正着的切削表面称为()表面(2.0)A、已加工B、待加工C、过渡正确答案: C5、下列视图中属于基本视图的是()(2.0)A、局部剖视图B、斜视图C、三视图D、断面图正确答案: C6、平均值一极差控制图的优点是(2.0)A、既用于考察测定的准确度,又可用于考察测定的精密度B、只用于考察测定的精密度C、只用于考察测定的准确度D、不能考察测定的准确度正确答案: A7、取消刀具半径补偿的指令是()(2.0)A、 G41B、 G42C、 G40D、 G49正确答案: C8、( )不是装配中的配对约束。
(2.0)A、对齐B、中心C、配合D、相反正确答案: D9、在系统默认情况下,绘制草图时如果产生了过约束,则所有尺寸会变成( )颜色。
(2.0)A、不变色B、红色C、黄色D、白色正确答案: B10、计算机辅助编程中生成数控加工程序是()阶段的工作(2.0)A、生成刀具轨迹B、选择加工方式和参数C、轨迹模拟D、后置处理正确答案: D11、设备的使用应实行岗位责任制,凡有固定人员操作的设备,该员工即为设备的()(2.0)A、所有人B、责任人C、相关人D、使用人正确答案: B12、对于精密仪器和重要机器中的主要配合,其公差等级应选为()(2.0)A、 IT1至IT7B、 IT2至IT5C、 1T7至IT9D、 IT8至IT13正确答案: B13、螺栓连接通常用于被连接件不太厚又()的场合。
(2.0)A、不需要经常拆装B、需要经常拆装C、受力不大正确答案: B14、数控机床采用伺服电机实现无级变速仍采用齿轮传动主要目的是增大()(2.0)A、输入速度B、输入扭矩C、输出速度D、输出扭短正确答案: D15、速度继电器的文字符号-般用什么来表示()(2.0)A、 KSB、 KTC、 KAD、 KM正确答案: A16、关闭栅格点阵的显示, 打开捕获开关,捕获功能( )起作用。
机械CAD-CAM温习资料全第一章CAD/CAM的概念、功能及应用:CAD概念:Computer Aided Design(运算机辅助设计)的简称。
运算机辅助设计是将人和运算机的最正确特性结合起来,辅助进行产品的设计与分析的一种技术,是综合了运算机与工程设计方式的最新进展而形成的一门新兴学科。
还能够概念为:工程技术人员以运算机为工具,用自身的专业知识,对产品进行几何造型、分析计算、画图和编写技术文件等设计活动的总称。
CAD的功能:工程设计的进程包括设计需求分析、概念设计、设计建模、设计分析、设计评判和设计表示,CAD的功能确实是在工程设计的进程中起相应的作用。
CAM(Computer Aided Manufacturing)到目前为止尚未明确的概念。
是指运算机在制造领域有关应用的统称,有广义和狭义之分。
广义CAM指利用运算机辅助完成从毛坯到产品制造进程中直接和间接的各类活动。
包括工艺预备(运算机辅助工艺设计,工装设计、制造,NC编程),生产作业打算,物流进程的运行操纵(物料加工、装配、查验、输送、贮存等生产活动)。
狭义CAM通常指数控程序的编制,包括刀具线路的计划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真和NC代码的生成。
CAD/CAM技术在机械工业中的要紧应用有以下几个方面:(1) 二维画图。
(2) 图形及符号库。
(3) 参数化设计。
(4) 三维造型。
(5) 工程分析。
(6) 生成设计文档及报表。
(7)数控加工举例说明CAD/CAM系统硬件及软件:系统软件指操作系统和系统有效程序等,它用于运算机的治理、操纵和保护。
1.操作系统。
如Windows 2000/xp/NT UNIX(工作站,微机)等。
2.运算机语言及编译系统。
如Basic、Fortran、Pascal、C/C++等,这些高级语言均有相应的编译系统。
3.系统有效程序。
支撑软件一、图形处置软件。
负责CAD的画图,如AutoCAD。
二、几何建模软件。
1.CAE技术一般用于如下设计领域:(1)产品结构分析。
(2)优化设计。
(3)仿真模拟。
P32.CAM技术:P4广义CAM:一般指利用计算机辅助完成从毛坯设计到产品制造完成全过程的直接和间接的各种生产活动。
侠义CAM:通常是指数控程序的编制,包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹的仿真、后置处理以及数控代码生成等作业过程。
3.CAD/CAM系统的作业过程:计算机辅助设计(CAD)→计算机辅助工程分析(CAE)→计算机辅助工艺设计(CAPP)→计算机辅助制造(CAM)P5;计算机辅助工艺设计(CAPP)是连接CAD与CAM之间的桥梁。
4. CAD/CAM系统的硬件:计算机主机、输入设备、输出设备、存储器、生产装备以及计算机网络。
P85. CAD/CAM系统的软件:系统软件、支撑软件、应用软件。
P116.常用CAD/CAM软件系统:(1)UG系统(2)Solidworks特征建模系统(3)MasterCAM数控编程系统(4)ANSYS有限元分析系统(5)CAXA系列软件系统P137.CAD/CAM技术发展历程:P15(1)20世纪40年代世界第一台计算机问世。
(2)1952年CAM技术诞生。
(3)20世纪40年代初期,交互CAD技术的初期萌芽期,后期,处于诞生阶段。
8.工程数表的类型和处理技术:P38(1)常数数表:各种材料的力学性能、标准零件的尺寸参数。
(2)列表函数:是用以表达某些工程问题参数之间的函数关系,如三角函数表、离散的实验数表对于常数数表而言,可借助于计算机算法语言中的数组定义、数组赋值的方法对一维数表、二维数表或多维数表进行程序化处理。
对于数据量较大,且需要数据的共享的可将这些数表建立数据文件或存入数据库之中。
对于列表函数,可进行公式化处理。
9.二维图形的几何变换:P69(1)基本变换:1.比例变换:(a000d0001) 2.对称变换:(a b0c d0001) 3.旋转变换:(cosθsinθ0−sinθcosθ0001)4.平移变换:(100010l m1) 5.错切变换:(1b0c10001)10.曲线和曲面基本概念之数学表示:(1)显式表示(2)隐式表示(3)参数表示P8811.直线段逼近:(1)等间距法(2)等弦长法(3)等误差法P22212.圆弧段逼近:(1)直线段逼近(2)内切双圆弧逼近(3)外切双圆弧逼近P22313.曲面加工方法:(1)参数曲线法(2)任意切线法(3)等高线法P22614.刀具选用(P229):粗加工的任务是从被加工工件毛坯上切除大部分多余的材料,通常切削用量较大,刀具所承担的负荷较重,要求刀具有较好的强度和刚度。
1.CAD/CAM的基本功能是什么?(1)图形显示功能(2)(数据的)输入输出功能(3)存储功能(4)人机接口2.CAD/CAM硬件系统的四项基本功能是什么?答:1)快速计算和生成图形能力2)存储大量程序和信息并快速检索的能力3)人机交互通讯的操作功能4)快速输入、输出图形及其他信息的能力3.CAD/CAM系统硬件选择原则是什么? (系统配置应考虑哪些问题?)答:从应用的观点出发,在选择硬件系统时应特别考虑下述几点:1.工作能力,2、经济性,3、使用方便性,4、工作可靠性,5、维修方便性,6、标准化程度及可扩充性,7、工作环境,8、响应时闻及处理速度,9、采用的语言,10磁盘容量等。
4.CAD/CAM系统软件件选择原则是什么?(1)软件的功能(2)软件与硬件的匹配(3)软件的二次开发(4)用户界面(5)售后服务(6)软件厂商的发展能力(7)性能价格比5数字化模型的主要作用是什么?(1)产品设计分析(2)产生工程图形(3)用于制造方面(4)用于产品装配(5)用于生产管理6、简述AutoLISP语言与LISP语言的相同点,并说明新增加的调用AutoCAD命令的主要功能。
答:相同点:(1)、AutoLISP语言是一种嵌入在AutoCAD内部的LISP编程语言;(2)、它们采用了相同的语法和习惯约定,具有相同的特性。
新增加的调用AutoCAD 命令的主要功能:AutoLISP语言调用AutoCAD的绘图命令,实现对AutoCAD当前图形数据库的直接访问、修改,为实现对屏幕图形的实时修改、交互设计、便于人工智能的应用。
2三维几何造型系统的几种模型(1)线框模型线框模型是用顶点和棱边表示三维形体,其棱边可以为直线、圆弧、二次曲线及样条曲线组成。
优点:结构简单,计算机内部易于表达,绘制快速;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: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。
1.CAD(计算机辅助设计):以计算机为工具,通过人机交互,处理产品设计过程中的图形和数据信息,辅助完成整个产品设计过程的一门综合技术。
2.CAE(计算机辅助工程)3.CAPP(计算机辅助工艺设计):根据产品设计结果进行产品的加工方法和制造过程的设计。
4.CAM(计算机辅助制造)5.PDM(产品数据管理技术)是管理所有与产品相关的信息和过程的技术。
6.输入设备:键盘、鼠标、图形扫描仪、三坐标测量设备、数据手套7.输出设备:图形显示器、打印机、自动绘图机8.计算机主机性能指标:速度、字长、内存容量8.CAD/CAM系统的主要功能:①几何建模②工程分析处理③工程图绘制④工艺规程⑤NC自动编程⑥仿真模拟⑦数据管理9.CAD/CAM系统的软件包括三个层次:系统软件、支撑软件、应用软件10. CAD/CAM系统软件各层次的作用:①系统软件:主要用于计算机的运行、管理、维护和控制,以及对各类计算机语言程序的编译和执行;②支撑软件:在系统软件基础上所开发的满足共性需要的一些通用性实用程序和软件开发的基础环境;③应用软件:在系统软件、支撑软件的基础上,针对某一应用领域的需要研制的软件。
通常由用户结合设计工作的需要自行开发。
11.数据结构:相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
12.数据结构包括:数据的逻辑结构、数据的存储结构、数据的操作运算。
13.数据的逻辑结构:相同数据元素组成的有限序列。
14.数据的物理结构:指数据在计算机内的存储结构。
15.线性表是一组有限的有序数据元素的集合,这些元素在不同情况下可以有不同的含义。
16.线性表的特征:①除了表中第一个和最后一个元素外,其它的元素只有一个直接前驱和一个直接后继;②线性表的长度为表中元素的个数17.说明线性表的表现形式及各自的特点。
①数组:同一数据类型;②栈:后进先出;③队列:先进先出18.树:是一种非线性数据结构。
19.二叉树:各结点至多有两棵子树的特殊树结构。
机械cadcam复习题机械CAD/CAM复习题近年来,随着科技的不断发展,机械CAD/CAM技术在工业生产中起到了越来越重要的作用。
机械CAD/CAM技术的应用,不仅提高了生产效率,还降低了生产成本,为企业的发展带来了巨大的机遇。
在这篇文章中,我们将通过一些复习题,来回顾和巩固机械CAD/CAM技术的相关知识。
1. 什么是CAD和CAM技术?CAD是计算机辅助设计的缩写,它利用计算机软件辅助设计和绘制各种工程图纸,包括平面图、剖视图、三维模型等。
CAD技术可以提高设计效率,减少设计错误,并且方便修改和更新设计。
CAM是计算机辅助制造的缩写,它利用计算机软件实现对工程图纸的自动化加工和制造。
CAM技术可以将设计图纸转化为机器能够理解和执行的加工指令,实现自动化生产。
2. 机械CAD/CAM技术的应用领域有哪些?机械CAD/CAM技术广泛应用于各个领域,包括航空航天、汽车制造、机械制造等。
在航空航天领域,CAD/CAM技术可以用于设计和制造飞机零部件,提高飞机的性能和安全性。
在汽车制造领域,CAD/CAM技术可以用于设计和制造汽车零部件,提高汽车的品质和性能。
在机械制造领域,CAD/CAM技术可以用于设计和制造各种机械设备,提高生产效率和产品质量。
3. 机械CAD/CAM技术的主要功能有哪些?机械CAD/CAM技术具有多种功能,包括绘图、建模、装配、分析和加工等。
绘图功能可以用于绘制各种工程图纸,如平面图、剖视图和三维模型等。
建模功能可以用于创建和修改三维模型,实现产品的设计和开发。
装配功能可以用于将多个零部件组装在一起,形成完整的产品。
分析功能可以用于对产品的性能和可靠性进行分析和评估。
加工功能可以将设计图纸转化为机器能够执行的加工指令,实现产品的自动化加工和制造。
4. 机械CAD/CAM技术的优势和挑战是什么?机械CAD/CAM技术的优势在于提高了生产效率,降低了生产成本,提高了产品质量。
通过CAD/CAM技术,设计人员可以更快速地完成设计工作,减少了设计错误和重复工作。
计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD): 指工程技术人员以计算机为工具完成产品设计,达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本这一过程的各项工作,包括设计、工程分析、仿真、绘图、编撰技术文档…计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning, CAPP): 指工艺人员借助计算机,根据产品设计结果和产品制造工艺要求,交互或自动地确定产品加工方法和方案的设计,包括毛坯选择、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定…计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM)计算机辅助制造有广义和狭义两种定义:广义CAM 指借助计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动,包括工艺过程设计(CAPP)、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析…狭义CAM 通常指NC程序编制,包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、后置处理及NC代码生成…CAD/CAM集成CAD/CAM集成实质:在CAD、CAPP、CAM各模块之间形成相互信息的自动传递和转化CAD/CAM的基本功能 :交互功能、图形显示功能、存储功能、输入输出功能CAD/CAM的主要任务:几何建模描述基本几何实体(如大小)及实体间的关系(如几何信息),进行图形图像的技术处理工程绘图CAD系统的重要环节,产品最终结果的表达方式优化设计CAD/CAM系统应具有优化求解的功能,也就是在某些条件的限制下,使产品或工程设计中的预定指标达到最优。
计算分析对象包括几何特征(如体积、表面积、质量、重心位置、转动惯量…)和物理特征(如应力、温度、位移…)有限元分析CAD/CAM 系统结构分析中的常用方法是有限元法,这是一种数值近似解方法,用来解决结构形状比较复杂零件的静态、动态特性计算,强度、振动、热变形、磁场、温度场、强度、应力分布状态等计算分析。
一、单选题1.下面关于线性表的叙述中,错误的是哪一个?A、线性表采用顺序存储,必须占用一片连续的存储单元。
B、线性表采用顺序存储,便于进行插入和删除操作C、线性表采用链接存储,不必占用一片连续的存储单元。
D、线性表采用链接存储,便于插入和删除操作。
答案: C2.在对话框构件中,滚动条构件为()。
A、buttonB、toggleC、imageD、slider答案: B3.决策树又叫判定树,它不包括()。
A、根B、干C、分枝D、节点答案: A4.线性表的顺序存储结构适合于存储的数据是()。
A、设计结果数据B、数据元素长度不同的数据C、中间结果数据D、工程手册中的数据表答案: A5.把CAD和CAM的信息连接起来,实现CAD/CAM一体化的关键性中间环节是A、CADB、CAMC、CAPPD、CAE答案: B6.广义的CAD包括设计和()两个方面。
A、制造B、造型C、仿真D、分析答案: D7.有限元法程序包的核心是B、后处理程序C、分析程序D、输出设备答案: C8.()是基于统一产品信息模型的CAD/CAM/CAPP集成系统的基础条件。
A、三维线框建模技术B、表面建模技术C、实体建模技术D、特征建模技术答案: D9.以下数据结构不属于线形结构的是A、线形表B、数组C、队列D、树答案: A10.在实体造型中以物体的边界为基础来定义和描述几何形体,并能给出完整和显式的界面描述的造型方法称为A、边界表示法B、扫描变换法C、几何体素构造法D、分割表示法答案: A11.下述CAD/CAM过程的操作中,属于CAD的范畴的是A、CAPPB、CIMSC、FMSD、几何造型答案: D12.语句(max-2.1 3.4 -5 12.6)的执行结果是()。
A、-2.1B、3.4C、-1.6D、12.6答案: C13.下列哪项不是图形输入设备的功能?A、把图像送入计算机B、修改图形C、删除图形答案: D14.在数控机床CNC系统的组成中,核心部分为A、输入输出设备B、CNC装置C、PLCD、伺服机构答案: C15.下述哪一条是顺序存储结构的优点?A、存储密度大B、插入运算方便C、删除运算方便D、可方便地用于各种逻辑结构的存储表示答案: B16.在CAD作业中,采用数据文件形式来处理工程数表、线图数据,其目的是A、减少占用内存,使数据文件独立于计算程序B、减少占用内存,使数据文件与计算程序融为一体C、占用大量内存,较好解决数据共享D、占用外存,使数据文件与操作系统紧密结合答案: C17.下面几种建模方式中()最适合于复杂外形的设计。
cadcam复习资料1.CAM的发展趋势有哪些方面?答:集成化,微型化,网络化,智能化,最优化,新型化,标准化。
2.CAM技术发展经历了哪几个阶段?答:CAD、CAM技术的发展经历了五个阶段:(1)孕育形成阶段(20世纪50年代)(2)快速发展阶段(20世纪60年代)(3)成熟推广阶段(20世纪70年代)(4)广泛应用阶段(20世纪80年代)(5)标准化、智能化、集成化阶段(20世纪80年代后期) 3.CAM中对“特征”的分类方法及“特征”的含义?答:分类方法:特征建模系统的框架<1>形状特征模型<2>精度特征模型(尺寸公差、表面精度) <3>材料特征模型(材料类型、材料性能) <4>其它工艺特征(表面处理、工艺要求) 定义:反映产品零件特点的、可按一定原则加以分类的产品描述信息. 4.特征造型方法的分类?答:1.人工辅助特征标识2.自动特征识别3.基于特征的设计 5.在进行软件系统测试过程中的主要测试方法分类?答:黑盒法和白盒法 6.二维图形几何变换方法?答:1.平移变换2.比例变换3.旋转变换4.对称变换7.常用的几何造型方法有哪些?答:1.线框造型2.表面造型3.实体造型4.特征造型8.常用的实体造型方法有哪些?答:9.APT语言的语句分类?答:1.几何定义语句2.运动语句3.后置程序处理语句4.辅助语句10.CAD的功能分类及组成?答:CAD的功能可以大致归纳为四类:几何建模、工程分析、动态模拟和自动绘图为了实现这些功能,一个完整的CAD系统应由下面三部分组成:科学计算,图形系统和工程数据库图形系统:则包括几何造型、自动绘图、动态仿真等;工程数据库:对设计过程中需要使用和产生的数据、图形、文档等进行存储和管理。
科学计算:包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等11.模具制造与一般机械加工相比,具有哪些特征?数控加工程序编制中误差主要有哪些?答:误差有:1.逼近误差2.插补误差3.尺寸圆整误差12.计算机在CAM中的作用主要体现在哪几个方面?答:数值计算、数据存储与管理、图样绘制13.根据软件工程的方法,CAM系统的生命期可分为那几个阶段?答:系统分析、系统设计、程序设计、系统调试、系统维护14.数控机床主要由哪几部分组成?答:1.输入介质2.输入装置3.数控装置4.伺服系统5.反馈系统6.机床的机械部件15.数控加工中有哪几种坐标系?答:1.机床坐标系2.工件坐标系16.逼近误差的含义?答:用近似计算方法逼近零件轮廓时产生的误差. 17.绘图机的主要技术指标?答:自动绘图机的技术指标包括有效绘图幅面、笔数、分辨率、精度、速度、使用环境、功率消耗和外形尺寸等。
机械CAD-CAM复习资料大全第一章CAD/CAM的定义、功能及应用:CAD定义:Computer Aided Design(计算机辅助设计)的简称。
计算机辅助设计是将人和计算机的最佳特性结合起来,辅助进行产品的设计与分析的一种技术,是综合了计算机与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。
还可以定义为:工程技术人员以计算机为工具,用自身的专业知识,对产品进行几何造型、分析计算、绘图和编写技术文件等设计活动的总称。
CAD的功能:工程设计的过程包括设计需求分析、概念设计、设计建模、设计分析、设计评价和设计表示,CAD的功能就是在工程设计的过程中起相应的作用。
CAM(Computer Aided Manufacturing)到目前为止还没有明确的定义。
是指计算机在制造领域有关应用的统称,有广义和狭义之分。
广义CAM指利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程中直接和间接的各种活动。
包括工艺准备(计算机辅助工艺设计,工装设计、制造,NC编程),生产作业计划,物流过程的运行控制(物料加工、装配、检验、输送、储存等生产活动)。
狭义CAM通常指数控程序的编制,包括刀具路线的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC代码的生成。
CAD/CAM技术在机械工业中的主要应用有以下几个方面:(1) 二维绘图。
(2) 图形及符号库。
(3) 参数化设计。
(4) 三维造型。
(5) 工程分析。
(6) 生成设计文档及报表。
(7)数控加工举例说明CAD/CAM系统硬件及软件:系统软件指操作系统和系统实用程序等,它用于计算机的管理、控制和维护。
1.操作系统。
如Windows 2000/xp/NT UNIX(工作站,微机)等。
2.计算机语言及编译系统。
如Basic、Fortran、Pascal、C/C++等,这些高级语言均有相应的编译系统。
3.系统实用程序。
支撑软件1、图形处理软件。
负责CAD的绘图,如AutoCAD。
2、几何建模软件。
Pro/E 等。
3、数据库管理系统。
如FoxBASE,FoxPRO,工程数据库等。
计算方法库:如解线性方程组优化方法软件4、工程分析及计算软件有限元分析软件:如ANSYS等机构分析及机构综合的软件系统动态分析软件。
5、文档制作软件。
如WPS,WORD等应用软件应用软件是用户为解决各类实际问题,在系统软件的支持下而设计、开发的程序,或利用支撑软件进行二次开发形成的程序,如模具设计软件、电器设计软件等。
应用软件的功能和质量直接影响CAD/CAM系统的功能和质量。
典型的CAD/CAM系统的硬件计算机主机、信息存储设备(主要指外存、如硬盘、软盘、光盘等)、图形输入设备(键盘、鼠标、扫描仪等)、图形输出设备(显示器、绘图仪、打印机等)及网络设备、多媒体设备、数控机床、检测设备、物流设备等组成。
CAD/CAM系统的类型:1、检索型CAD/CAM系统检索型CAD/CAM系统主要用于产品结构及其零部件已实现标准化、系列化及模块化的产品,它们的零部件图及装配图已转化为程序存储于计算机中,在设计过程中,根据给出参数的具体数值按要求检索出所需要的零部件图,在计算机上装配成产品图,并对产品性能进行校核,满足要求后,输出所需的各种技术文件及图纸。
2、自动型CAD/CAM系统自动型CAD/CAM系统能根据产品性能规格要求在输入基本参数后,不需人工干预,计算机能根据规定的程序,自动完成设计工作,输出产品设计全部图纸及技术文件,仅适用于设计理论成熟;计算公式确定;设计步骤及判别标准清楚;资料数据完备的产品。
3、交互型CAD/CAM系统在机械产品设计过程中,方案的决策及结构布置要完全实现自动化设计是非常困难的,有时也是不可行的,设计过程中往往需要设计人员的随时参与,由此产生了交互型CAD/CAM系统。
它充分发挥了人与计算机二者的长处,即:计算机的高速运算能力和严格的逻辑判断及大量信息的存储能力和设计人员长期积累的智慧和丰富的经验。
交互型CAD/CAM系统在产品设计工作中具有较实用的价值,并且在实现上相对也容易一些。
4、智能型CAD/CAM系统将人工智能技术、专家系统技术与普通CAD/CAM系统结合起来,便产生了智能型CAD/CAM系统。
它主要由知识库、推理机、实时系统、知识获取系统以及人机接口等组成。
智能型CAD/CAM系统可以对产品设计的全过程进行支持。
CAD/CAM技术的发展趋势:1 集成化,提高集成水平是CAD/CAM系统发展的一个重要方向,必须在以下几方面提高水平:从传统的实体造型到参数化特征造型的转变必须有自己统一的数据库及其管理系统解决好不同CAD/CAM系统间产品模型数据的转换问题集成系统内部应该包括种类更多、功能更为完善的设计与制造应用软件解决好网络通信问题,使不同节点及不同地区的用户能够协同工作。
2 网络化提供多学科领域开发团队的协同产品开发支持跨部门、跨行业、跨地域的企业协作,提供数据共享、知识共享、资源共享。
3 智能化现有的CAD/CAM技术在机械设计中只能处理数值型的工作,包括计算、分析与绘图在设计活动中存在另一类符号推理型工作,将人工智能技术,特别是专家系统的技术,与传统CAD/CAM技术结合起来,形成智能化CAD/CAM系统是机械CAD/CAM发展的必然趋势。
4 标准化面向图形设备的标准CGI ,面向用户的图形标准GKS ,OPENGL,面向不同CAD/CAM系统的数据交换标准IGES和STEP ,事实标准:CA TIA与UG文件格式,DXF,X_T,SET 等。
第三章几何造型技术又称为几何建模技术,是利用计算机以及图形处理技术来构造物体的几何形状,模拟物体的动、静态处理过程的技术。
这种技术能将物体的形状及其属性(颜色、材质、精度)存储在计算机内,形成该物体的三维几何模型,这个模型是对原物体的确切的数学描述或是对原物体某种状态的真实模拟。
这个模型将为各种不同的后续应用提供信息(例如:由模型产生有限元网格;由模型生成数控加工刀具轨迹,进行碰撞、干涉检验;VM;机床模型;刀具模型;夹具模型;零件模型)。
几何造型系统:通常把能够定义、描述、生成几何模型,并能交互地进行编辑的系统称为几何造型系统三维几何造型在CAD/CAM中的应用三维几何造型在CAD/CAM中主要应用在设计、图形、制造和装配四个方面。
(1) 设计能随时显示零件形状,并能利用剖切来检查诸如壁的厚薄,孔是否相交等问题。
能进行物体的物理特性计算;如计算体积、面积、重心、惯性矩等。
能检查装配中的干涉。
能作运动机构的模拟等等。
(2) 图形产生二维工程图,包括零件图,装配图等。
(3) 制造能利用生成的三维几何模型进行数控自动编程及刀具轨迹的仿真。
此外还能进行工艺规程设计等。
(4) 装配在机器人及柔性制造中利用三维几何模型进行装配规划、机器人视觉识别、机器人运动学及动力学的分析等。
特征造型的两种方式1、特征识别是根据已有的几何模型进行相应的特征识别,并加以定义,实现特征建模。
有交互式和系统自动识别两种方式。
特征识别+特征提取2、特征设计基于特征的造型技术,由设计人员调用特征造型系统中的特征,通过增加、删除和修改等操作建立零件特征模型。
它所遵循的思想是利用具有工程意义与确定形状的特征直接构造零件模型。
3.2三维几何造型系统的几种模型几何造型系统发展至今,先后出现了线框模型、表面模型、实体模型、特征模型等,这几种模型代表了几何形体在计算机内的不同存储方式,本节从工程角度出发,介绍这几种模型的原理与计算机表达3.2.1 线框模型1、建模线框模型是用顶点和棱边表示三维形体,其棱边可以为直线、圆弧、二次曲线及样条曲线组成。
它的计算机表示包括两方面的信息:一类是几何信息,记录各顶点的坐标值,即顶点表;另一类是拓扑信息,记录定义每条边的两个端点,即棱线表。
实际物体是顶点表和棱线表相应的三维映象。
2、优缺点优点结构简单,计算机内部易于表达,绘制快速;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: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。
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,缺少拓扑信息,即边与面、面与体之间关系的信息,因此不能构成实体。
3.2.2表面模型表面模型也称曲面模型,通常用于构造复杂的曲面物体,构造时常常利用线框功能,先构造一线框图,然后用扫描或旋转等手段变成曲面,也可以直接利用系统提供的许多曲面图素来建立各种曲面模型。
表面模型在计算机中的存储与线框模型相比多了一个面表,记录了边、面间的拓扑关系。
优点:(1) 能实现消隐、着色、表面积计算、二曲面求交、数控刀具轨迹生成、有限元网格划分等。
(2) 擅长构造复杂的曲面物体,如模具、汽车、飞机等表面。
缺点:(1) 缺乏面间的拓扑关系,依然不能构成实体,有时产生对物体二义性理解。
2) 操作比较复杂,要求操作者具备曲面建模的数学知识,因此要对操作者进行一定的培训。
3.2.3 实体模型(Solid Model)1、建模实体模型与表面模型不同之处在于确定了表面的哪一侧存在实体这个问题。
用有向棱边的右手法则确定所在面外法线的方向,如规定正向指向体外。
如此只需将上图的面表改为如下,即可确切地分清体内体外,形成实体模型。
2、优缺点优点:(1)包含的信息全面,不仅记录了全部几何信息,而且记录了全部点、线、面、体的拓扑信息。
(2)无二义性。
可以消隐、剖切、有限元网格划分、生成NC刀具轨迹。
(3)可计算物理特性。
实体造型包括两部分:(1)体素定义和描述(2)体素间的布尔运算(构成复杂实体的有效工具。
3.3 三维实体表示方法目前实体造型系统开发中使用的三维实体表示方法有许多,广泛采用的两种方法是几何实体构造法和边界表示法。
它们分别是早期和近期CAD开发中三维形体表示的主要方法,其他表示方法还有扫描表示法、八叉树表示法、基本体素表示法、空间分割法、实体参数表示法等。
3.3.1几何实体构造法几何实体构造法(CSG:Constructive Solid Geometry)是用简单实体通过集合运算交、并、差构造复杂实体的方法。
是目前最常用的、最重要的一种三维实体表示方法。
严格来说CSG法是由简单的正则集合经过正则集合运算构成复杂实体的方法。
用CSG法构造的实体模型在计算机中是通过用CSG树的形式加以表达的,通常采用二叉树的形式加以描述。
用CSG树表示一个形体是无二义性的,但一个形体可以有不同的CSG树表示,取决于使用的体素、构造操作方法和操作顺序。
优点:(1) 数据结构比较简单,信息量小,易于管理;(2) 每个CSG都和一个实际的有效形体相对应;(3) CSG树记录了形体的生成过程,可修改形体生成的各环节以改变形体的形状。