計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

1、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造閉卷考試；考試題型：名詞解釋單選填空綜合判斷簡答無作業(yè)；平時(shí)成績構(gòu)成： 4次試驗(yàn)， 4次試驗(yàn)報(bào)告，考勤；第 1 章 CAD/CAM 概論1. 4 個(gè)概念中會(huì)有三個(gè)概念有名詞解釋計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）:指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為輔助工具來完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過 程中的各項(xiàng)工作，如草圖繪制、零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工程分析真實(shí) 感及渲染等。計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（ CAPP） :指工藝人員借助計(jì)算機(jī)，根據(jù)產(chǎn)品制造工藝 要求，交互地或自動(dòng)地確定產(chǎn)品加工方法和方案， 包括加工方法選擇， 工藝路線 選擇，工序設(shè)計(jì)等。計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）：廣義CAM:指借助計(jì)算機(jī)來完成從生產(chǎn)準(zhǔn)備到

2、產(chǎn)品制造出來的過程中的各項(xiàng)活動(dòng)， 如計(jì)算機(jī)加工輔助數(shù)控加工編程、制造過程控制、質(zhì)量檢測(cè)與分析等。狹義CAM:通常指NC程序編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡 仿真及NC代碼生成。2. CAD/CAM 的 4 項(xiàng)基本功能 ：人機(jī)交互；圖形處理功能；存儲(chǔ)功能；輸入輸出 功能；3. CAD/CAM的10項(xiàng)任務(wù)：幾何造型；工程繪圖；計(jì)算分析；優(yōu)化設(shè)計(jì)；有限元 分析；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)； NC 自動(dòng)編程；計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試技術(shù)；動(dòng)態(tài)仿真；工程數(shù)據(jù)管理；4. CAD/CAM 系統(tǒng)大致分為兩類 ：通用集成化（ CADAM,UG-II,Pro/ENGINEER,I-DEAS,CV；單功能系統(tǒng)（GDS,GN

3、C,PLOYSURE,GEMS5. CAD技術(shù)與CAM技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造一體化具有的明顯優(yōu)越性：（ 1；有利于發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性， 將他們從大量繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來。（2；減少設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、制表所需時(shí)間，縮短設(shè)計(jì)周期。（3；由于采用了計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)，可以從多方案中進(jìn)行分析、比較，選出 最佳方案，有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。（4；有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化。（5 ；減少零件早車間的流通時(shí)間和在機(jī)床上裝卸、調(diào)整、測(cè)量、等待切削的時(shí) 間，提高了加工效率。（6；先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備既有較高的生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平，又能在較大范圍內(nèi)適應(yīng) 加工對(duì)象的變化，有利于企業(yè)提高應(yīng)變能力和市

4、場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。（7 ；提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)計(jì)、生產(chǎn)效率。（8）CAD/CAM的一體化，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造過程形成一個(gè)有機(jī)的整體，通過 信息的集成，在經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上給企業(yè)帶來綜合效益。第 2 章 CAD/CAM 系統(tǒng)1. CAD/CAM系統(tǒng)的組成 硬件系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、輸入設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備、輸出設(shè)備。 軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件、支撐軟件、支撐軟件。2. 根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)硬件及其信息處理方式 的不同，CAD/CAM系 統(tǒng)的分類為： 以大型計(jì)算機(jī)或小型計(jì)算機(jī)為主機(jī)的系統(tǒng)； 工程工作站； 微型計(jì)算 機(jī)；3根據(jù)使用的支撐軟件規(guī)模大小 的不同，CAD/CAM系統(tǒng)分為：CAD系統(tǒng)（專門 為完成設(shè)計(jì)

5、任務(wù)而建立的）；CAM系統(tǒng)（專門面向生產(chǎn)系統(tǒng)）；CAD/CAM集成系 統(tǒng)（專門面向CAD/CAM一體化而建立的）4根據(jù)是否使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，CAD/CAM系統(tǒng)可分為：單機(jī)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)；5.計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)；存儲(chǔ)設(shè)備； ：（ 1）主機(jī)（包括中央處理器、內(nèi)部存儲(chǔ)器） ；（2）外部存儲(chǔ)器： 磁盤類（軟盤存儲(chǔ)器、 可移動(dòng)硬盤、 固定硬盤存儲(chǔ)器、 U 盤） 磁帶類、光盤類（光盤存儲(chǔ)器） ；（3）顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)。6. 輸入設(shè)備（填空、選擇、判斷） ：鍵盤；鼠標(biāo)和操縱桿；數(shù)字化儀；圖形版（圖 形輸入板）；光筆；觸摸屏；掃描輸入設(shè)備；語音輸入設(shè)備；數(shù)據(jù)手套；位置傳 感器；7. 輸出設(shè)備（填空、選擇

6、、判斷） ：顯示器；打印機(jī)；繪圖機(jī)；立體顯示器； 3D 聽覺環(huán)境系統(tǒng)；生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備 加工設(shè)備（各類數(shù)控機(jī)床、 加工中心）；物流搬運(yùn)設(shè)備（有軌小車、 無軌小車、機(jī)器人） ；倉儲(chǔ)設(shè)備（立體倉庫、刀庫等） ，輔助設(shè)備（對(duì)刀儀） ； 生產(chǎn)設(shè)備接口；8網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：服務(wù)器；工作站；電纜；網(wǎng)卡；集線器HUB;中繼器（放大信號(hào)）； 路由器；網(wǎng)橋（用于連接不同網(wǎng)路協(xié)議） ；網(wǎng)關(guān)；9. CAD/CAM軟件系統(tǒng)：分為3個(gè)層次，即系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件；（ 1）系統(tǒng)軟件（ 3 部分）：操作系統(tǒng) （是計(jì)算機(jī)運(yùn)行工作的基礎(chǔ)軟件，因而是系統(tǒng)軟件的核心） ； 計(jì)算機(jī)編程語言（是用戶將所要完成的任務(wù)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所能識(shí)別并執(zhí)

7、行的作業(yè) 的基本工具）；網(wǎng)絡(luò)通訊及其管理軟件 ；（2）機(jī)械CAD/CAM支撐軟件（6大部分）：基本圖形資源與自動(dòng)繪圖、幾何造 型、工程分析與計(jì)算、仿真與模擬、專用設(shè)備控制程序生成、集成與管理。 基本圖形資源與自動(dòng)繪圖軟件 （圖形資源： CGI;GKS;PHIGSA; pollo 計(jì)算機(jī)上的 GMR,GPR,DIALOGUE 自動(dòng)繪圖軟件： AutoCAD;CADkey;PD）;； 幾何建模軟件 （I-Deas;Pro/E;UG II;CATIA;SolidWorks;SolidEd）g；e 工程分析與計(jì)算軟件 （ SAP;ASKA;NASTRAN;ANS）Y； S 仿真與模擬 （ ADAMS）

8、 ; 專用設(shè)備控制程序生成 ;集成與管理 （數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： ORACLE;SYBASE;INGRES;FoxPro;SQL;S）er;ver（ 3）應(yīng)用軟件 ：檢索與查詢軟件；專用計(jì)算與算法軟件；專用圖形生成軟件；專用數(shù)據(jù)庫；專用 設(shè)備接口與控制程序（含專用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序） ；專用工具軟件；10. CAD/CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則（簡答題/選擇）10.1 CAD/CAM系統(tǒng)總體原則：實(shí)用化原則；適度先進(jìn)性原則；系統(tǒng)性原則；整 體設(shè)計(jì)與分布實(shí)施原則；10.2 CAD/CAM系統(tǒng)中硬件設(shè)備的選用原則：系統(tǒng)功能與能力；系統(tǒng)的開放性與可移植性；系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)展能力；良好的性能價(jià)格比；系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性

9、與 服務(wù)質(zhì)量；10.3 CAD/CAM系統(tǒng)中軟件的選用原則：系統(tǒng)功能與能力配置；軟件性能價(jià)格比； 與硬件匹配性； 二次開發(fā)能力與環(huán)境； 開放性；可靠性；軟件供應(yīng)商的綜合能力； 第 4 章 圖形處理技術(shù)基礎(chǔ)1. 圖形：是由所表示物體的由幾何信息和拓?fù)湫畔⒐餐枋龅模?幾何信息：物體在歐氏空間中的形狀、 位置和大小，最基本的元素是點(diǎn)、 線、面； 拓?fù)湫畔ⅲ和負(fù)湓兀旤c(diǎn)、邊棱線和表面）的數(shù)量及其相互間連接關(guān)系。2. 圖形的幾何變化只改變圖形的頂點(diǎn)坐標(biāo)和面、線的表達(dá)模型的參數(shù)，不會(huì)改變 他們的拓?fù)潢P(guān)系， 且面、線的表達(dá)模型參數(shù)也是由相關(guān)的頂點(diǎn)坐標(biāo)所確定的。 因 此，從原理上講，圖形的幾何變化，實(shí)際上

10、是點(diǎn)的坐標(biāo)變換 。3. 二維圖形的基本變換： 比例變換、對(duì)稱變換、旋轉(zhuǎn)變換、平移變換、錯(cuò)切變換、 透視變換等。4. 二維圖形的組合變換 ：將一個(gè)復(fù)雜的變換，分解為幾個(gè)基本變換，給出各個(gè)基 本變換矩陣，然后將這些基本變換矩陣按照分解順序相乘得到相應(yīng)的變換矩陣， 稱之為組合變換矩陣。5. 三維圖形基本變換（ 7 種，填空、選擇、判斷） ：比例變換、平移變換、旋轉(zhuǎn)變 換、對(duì)稱變換、錯(cuò)切變換、投影變換和透視變換。6. 工程圖的生成（聯(lián)合第五章組成綜合題）主視圖、俯視圖、左視圖的運(yùn)算矩陣會(huì)考7. 圖形的消隱技術(shù) 當(dāng)沿著投射線觀察三維物體時(shí)， 由于物體自身某些或者其它物體的影響， 造成某 些線段或面被遮擋

11、， 這些被遮擋的線稱為 隱藏線 ，被遮擋的面稱為 隱藏面 。將這 些隱藏線與隱藏面消除的過程就是所謂消隱。 查找、確定并消除隱藏線和隱藏面的技術(shù)即是 消隱技術(shù)。8. 消隱算法中的基本測(cè)試方法（填空、選擇） ：（對(duì)象空間法：對(duì)象空間是三維空 間；圖象空間法：圖象空間是二維空間）8.1 重疊測(cè)試8.2 包含性測(cè)試 （測(cè)試點(diǎn)與多邊形的包含關(guān)系有兩種方法， 射線交點(diǎn)數(shù)算法 、夾 角求和算法 ）8.3深度測(cè)試 （優(yōu)先級(jí)測(cè)試 與物體空間測(cè)試 ）8.4 可見性測(cè)試9.常用消隱算法9.1 Warnock 算法（區(qū)域細(xì)分算法） ： 針對(duì)平面多面體圖形消隱顯示的算法。 （2 個(gè)前提條件：（ 1）所顯示的多面體已消

12、除自隱藏面； （ 2）多面體的頂點(diǎn)和邊的坐 標(biāo)以及各頂點(diǎn)的深度已知。 ） p97-p989.2 Catmull 曲面分割算法（曲面子分算法） p989.3 Z緩沖器掃描線算法p98 （深度緩沖器算法一一Z緩沖器算法）Z緩沖器掃描線算法是Z緩沖區(qū)消隱算法的特例。9.4 掃描線算法 是圖形消隱中經(jīng)常使用的方法。9.5 深度列表排序算法（畫家算法）第 5 章 建模技術(shù)1. 計(jì)算機(jī)內(nèi)部表達(dá)：就是決定在計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用什么樣的數(shù)字化模型來描繪、存 儲(chǔ)和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中的物體及其相關(guān)的屬性2. 產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型： 將設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品或零部件的設(shè)計(jì)思想和工程信息以具有一定 結(jié)構(gòu)的數(shù)字化模型方式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部， 并經(jīng)

13、過適當(dāng)轉(zhuǎn)換提供給生產(chǎn)過程各個(gè) 環(huán)節(jié)使用的產(chǎn)品模型。模型一般由數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法三部分組成。3. 產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型包括：二維模型、三維線框模型、表面模型、實(shí)體模型、特征模 型、集成產(chǎn)品模型、生物模型。4. 建模技術(shù)：研究產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的建立方法、建立過程及采用的數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的技術(shù)。包括幾何建模和特征建模。5. 幾何建模：以幾何信息方式和拓?fù)湫畔⒎从辰Y(jié)構(gòu)體的形狀、位置、表現(xiàn)形式等 數(shù)據(jù)。6. 特征建模的概念源于以實(shí)體建模為基礎(chǔ)，通過對(duì)零件幾何要素的歸納，以零 部件的設(shè)計(jì)自動(dòng)化為目的， 將產(chǎn)品的零部件設(shè)計(jì)中常用的幾何體的集合定義為特 征。7. CAD/CA M建模的基本要求（簡答）：（

14、1）建模系統(tǒng)應(yīng)具備信息描述的完整性；（ 2）建模技術(shù)應(yīng)貫穿產(chǎn)品生命周期的整個(gè)過程；（ 3）建模技術(shù)應(yīng)為企業(yè)信息集成創(chuàng)造條件；8. 線框建模8.1 基本原理：利用基本線索來定義設(shè)計(jì)目標(biāo)的棱線部分而構(gòu)成的立體框架圖。8.2 用這種方法生成的線框模型是由一系列的直線、圓弧、點(diǎn)及自由曲線組成， 描述的產(chǎn)品的輪廓外形。 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部生成的三維映像， 還可以實(shí)現(xiàn)視圖變換及 空間尺寸的協(xié)同。8.3 線框模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu)： （1）頂點(diǎn)表完整地記錄了個(gè)頂點(diǎn)編號(hào)，頂 點(diǎn)坐標(biāo)；（2）邊表完整記錄了各邊的序號(hào)及邊上個(gè)端點(diǎn)的編號(hào)。8.4線框建模特點(diǎn)（可能簡答） ：（1）所需信息量最少；（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單；（3） 占

15、用儲(chǔ)存空間小：（ 4）對(duì)硬件要求不高：（ 5）顯示響應(yīng)速度快； （ 6）存在多義性； （ 7）不能自動(dòng)進(jìn)行可見性檢驗(yàn)及消影：（8）物體的幾何特性、物理特性計(jì)算困難。（ 1-5 為優(yōu)點(diǎn)； 6-8 為缺點(diǎn)）9. 表面建模：是將物體分解為組成物體的表面、邊線、和頂點(diǎn)，用頂點(diǎn)、邊線和 表面的有限集合來表示和建立物體的計(jì)算機(jī)內(nèi)部模型。9.1 表面建模的優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)消隱、著色、表面積計(jì)算、二曲面求交、數(shù)控刀 規(guī)生成、有限元網(wǎng)格劃分等，擅長于構(gòu)造復(fù)雜的曲面物體，如模具、汽車、飛機(jī) 等表面。缺點(diǎn)是：有時(shí)產(chǎn)生對(duì)物體二義性理解，操作也比較復(fù)雜。9.2表面的描述方法：平面、指紋面、回轉(zhuǎn)面、柱狀面、Bezier曲面

16、、B樣條曲面、 孔斯曲面、圓角面、等距面。9.3 表面模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為表結(jié)構(gòu)。包括頂點(diǎn)表、棱邊表、面表。9.4 表面建模的特點(diǎn)：（可能簡答）（ 1）表達(dá)了零件表面和邊界定義的數(shù)據(jù)信息，有助于對(duì)零件進(jìn)行渲染等處理，有助于CAM系統(tǒng)直接提取有關(guān)面的信息生成數(shù)控機(jī)床的加工指令。（ 2）在物理性能計(jì)算方面，表面建模中信息的存在有助于對(duì)物性方面和面積相關(guān)的特征計(jì)算。（3）一般來說，表面建模方式生成的零部件及產(chǎn)品可分割成板、殼單元形式的 有限元網(wǎng)格。（ 4）用戶可直觀的從事產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)，避免表面形狀設(shè)計(jì)缺陷。9.5 不足：（1）理論上講，曲面建?？梢悦枥L任何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體，但是從產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的 有效性上看，

17、 曲面建模在許多場(chǎng)合下效率不如實(shí)體建模， 特別是對(duì)不規(guī)則區(qū)域的 曲面處理。（2）曲面建模事實(shí)上是以蒙面的方式構(gòu)造零件形體，因此容易在零件建模中漏 掉某個(gè)甚至某些面的處理，這就是常說的“丟面” 。（3）無法表達(dá)產(chǎn)品的立體屬性。9.6 曲面建模并不適宜用作表示機(jī)械零件的一般方法。10. 實(shí)體建模10.1 定義：實(shí)體建模時(shí)通過定義基本體素，利用體素的集合運(yùn)算（體素法）或基 本變形操作（掃描法）實(shí)現(xiàn)構(gòu)建物體的建模方法。10.2 實(shí)體建模主要包括兩部分內(nèi)容， 及體素的定義和描述和體素之間的布爾運(yùn)算 （并、交、差）。10.3 體素法：通過基本體素的集合運(yùn)算構(gòu)造幾何實(shí)體的建模方法， 每一基本體素 具有完整的

18、幾何信息，是真實(shí)唯一的三維物體。天賦包含兩部分內(nèi)容： 基本體素的定義與描述；體素之間的集合運(yùn)算（交、并、差） 。10.4 體素可分為兩大類：基本體素和掃描體素。10.5 掃描法：對(duì)于表面形狀較為復(fù)雜，難于通過定義基本體素加以描述的物體， 可以通過定基體的變形操作，實(shí)現(xiàn)物體的建模，這種構(gòu)建方法稱為：掃描法。10.6 掃描法分為：平面廓形掃描、三維實(shí)體掃描（整體掃描）10.7 掃描法需要個(gè)分量：被移動(dòng)的基體、移動(dòng)的路徑。10.8 實(shí)體模型的表示方法：（ 1）邊界表示法（網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)） ；（2）構(gòu)造立體幾何表示法（二叉樹結(jié)構(gòu)）實(shí)體有效性：一般的建模系統(tǒng)都是允許用戶以拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等方式自 己

19、定義體素。但是無論是基本體素還是自定義體素，都必須檢查模型的有效性。 如果操作者定義的體素是有效和有界的實(shí)體， 且操作運(yùn)算符又是規(guī)范的， 所生成 的幾何體模型也是有效和有界的。CSG是建模系統(tǒng)中最常用的方法。（3）混合表示法： 采用兩種及兩種以上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式。 目前用得最多的是 CSG 與 B-Rep 的混合。（4）空間單元表示法10.9 實(shí)體建模的特點(diǎn)：（1）覆蓋三維物體三維表面和實(shí)體同時(shí)生成；（2）具有消隱功能；（3）能夠完整的描述物體的所有幾何信息；（4）能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的物理和幾何特性的運(yùn)算；（ 5）可自行進(jìn)行物體間的干涉檢查； （6）成為運(yùn)動(dòng)學(xué)分析等不可或缺的工具。11. 特征建模11

20、.1特征不是體素， 是某個(gè)或某幾個(gè)加工表面的。 特征不是完整零件， 具有一定 的拓?fù)潢P(guān)系。11.2 根據(jù)描述信息內(nèi)容的不同可將特征區(qū)分為： 形狀特征、精度特征、材料特征、 技術(shù)特征。形狀特征：“具有一定拓?fù)渫負(fù)潢P(guān)系的一組幾何元素構(gòu)成的形狀實(shí)體，它對(duì)應(yīng)零 件的一個(gè)或多個(gè)功能，并能被一定的加工方法所形成。 ”11.3 特征建模的分類： 根據(jù)制造方法：鑄、鍛、焊、機(jī)加工和注塑等特征； 按零件類型：軸盤類、板塊類、箱體類、自由曲面類； 按在設(shè)計(jì)過程中的作用分為：基特征、正特征和負(fù)特征、主特征和輔助特征。 按特征的復(fù)雜程度：簡單特征和復(fù)雜特征；11.4 精度特征：尺寸公差特征、形狀公差特征、位置公差特征

21、、表面粗糙度特征； 材料特征：材料種類特征、性能特征、熱處理特征。11.5 特征建模的特點(diǎn)：（可能簡答）（1）特征建模技術(shù)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作在更高的層次上展開，產(chǎn)品的開發(fā)者關(guān)心的 不再是如何實(shí)現(xiàn)原始的線條勾畫呵呵體術(shù)的堆積， 注意力是如何將產(chǎn)品的功能要 素進(jìn)行巧妙的組合；（2）特征的引用直接體現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖，使得建立額產(chǎn)品模型容易為被人理解和 組織生產(chǎn)，設(shè)計(jì)的圖樣更容易修改；（3）特征的定義是參數(shù)化的，在具體的零部件形體設(shè)計(jì)時(shí)將各個(gè)參數(shù)賦值，快 速生成需要的形體；（4）特征建模技術(shù)有助于推動(dòng)行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝方法的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和 系列化；（5）特征建模技術(shù)促進(jìn)了智能CAD系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)的開發(fā)

22、；（6）特征建模技術(shù)也是基于統(tǒng)一產(chǎn)品信息模型的 CAD/CAM/CAPP集成系統(tǒng)的基 礎(chǔ)條件；（ 7）特征建模技術(shù)著眼于更好地、更完整地表達(dá)產(chǎn)品全生命周期的技術(shù)和生產(chǎn)組織、計(jì)劃管理等多階段的信息，著眼于建立CAD系統(tǒng)與CAx系統(tǒng)、MRP系統(tǒng)以及EPR系統(tǒng)的集成化產(chǎn)品信息平臺(tái)；11.6 特征建模的表示：特征體素層、特征面關(guān)系層、特征幾何元素定義層11.7特征體素的定義與幾何建模中 CSG表示法的體素對(duì)應(yīng)，通過特征定義、操 作、變換和布爾運(yùn)算完成特征建模過程。特征面的模式定義包括特征面的組成、 面的鄰接關(guān)系以及面的作用和屬性等。 特 征面通過面構(gòu)成空間鄰接關(guān)系， 同時(shí)特征面也是加工和檢測(cè)中刀具和量

23、具的接近 表面。11.8 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 雙向鏈表11.9特征之間的聯(lián)系：（1）繼承聯(lián)系位于上層的叫超類特征（父類特征），位于下層的叫亞類特征（子類特征），亞類特征可以繼承超類特征的屬性和方法；（ 2）鄰接聯(lián)系（ 3）從屬聯(lián)系（ 4）參照聯(lián)系（精度特征對(duì)形狀特征基準(zhǔn)的參照 關(guān)系）第 7 章 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（簡稱CAPP：是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝設(shè)計(jì)人員， 以系統(tǒng)、科學(xué)的方法確定零件從毛坯到成品的整個(gè)技術(shù)過程，即工藝規(guī)程。2. CAPP的基本組成：（ 1 ）控制模塊：協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的信息交流，控制產(chǎn)品設(shè)計(jì) 信息獲取方式。（2） 零件獲取模塊：用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)

24、信息輸入，有人工交互輸入、從CAD系統(tǒng)直 接獲取或自集成環(huán)境下統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型輸入兩種方式。（3）工藝過程設(shè)計(jì)模塊 （4）工序決策模塊（5）工步?jīng)Q策模塊（6）輸出模塊（7） 產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫（ 8）制造資源數(shù)據(jù)庫（ 9）工藝知識(shí)數(shù)據(jù)庫（ 10）典型案例庫（ 11 ）編輯工具庫（ 12）制造工藝數(shù)據(jù)庫3. CAPP分為：檢索式、派生式、創(chuàng)成式、綜合式（吧創(chuàng)成式）、CAPP專家系統(tǒng)；4. 派生式CAPP系統(tǒng)基本原理：利用零件GT （成組技術(shù)）代碼（或企業(yè)現(xiàn)行零件 圖編碼），將零件根據(jù)結(jié)構(gòu)和工藝相似性進(jìn)行分組，然后針對(duì)每個(gè)零件組編制典 型工藝，又稱主樣件工藝。工藝設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)零件的 GT 代碼或

25、零件圖號(hào)， 確定該零件所屬的零件組， 然后檢索出該零件組的典型工藝文件， 最后根據(jù)該零 件的GT代碼和其他有關(guān)信息對(duì)典型工藝進(jìn)行自動(dòng)化或人機(jī)交互式修改，生成符 合要求的工藝文件。優(yōu)點(diǎn)：（1）原理簡單；（2）容易開發(fā)；（3）有很強(qiáng)的實(shí)用性；缺點(diǎn)： （ 1 ）柔性差，只能針對(duì)企業(yè)具體產(chǎn)品零件的特點(diǎn)開發(fā)（ 2）移植性差，不 能用于全新結(jié)構(gòu)的零件的工藝設(shè)計(jì)；5. 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)基本原理：根據(jù)零件的信息，通過邏輯推理規(guī)則、公式和算 法等，做出工藝決策而自動(dòng)地“創(chuàng)成”一個(gè)零件的工藝規(guī)程。特點(diǎn)：此類CAPP系統(tǒng)只能處理簡單的、特定環(huán)境下的某類特定零件。 技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)：（1）成組技術(shù)（ 2）零件信息的描

26、述與獲?。?3）工藝設(shè)計(jì)決策 機(jī)制（ 4）工藝知識(shí)的獲取及表示（ 5）工藝數(shù)據(jù)庫的建立6. 應(yīng)用CAPF技術(shù)的意義：（ 1）克服傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的局限性，大大提高了工藝設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，縮短了 工藝設(shè)計(jì)周期，縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，提高了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。（2）可將工藝設(shè)計(jì)人員從大量繁瑣、重復(fù)性的手工勞動(dòng)中解放出來，集中精力 進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)。工藝裝備引進(jìn)和新工藝的研究等創(chuàng)造性工作。（3）可以提高企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化水平，并不斷向最優(yōu)化和智能化 方向發(fā)展，促進(jìn)工藝設(shè)計(jì)水平的提高；（4）能有效的積累和集成工藝設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，提高企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的繼承性， 有效提高世界水平，解決工藝人員實(shí)踐

27、經(jīng)驗(yàn)不足的矛盾。7. CAPP的作用：（1）克服傳統(tǒng)工藝中的不足，促進(jìn)工藝技術(shù)的發(fā)展；（2）為現(xiàn)代制造系統(tǒng)集成提供了技術(shù)橋梁。8. 零件信息的輸入方法可采用：人機(jī)交互式輸入或從CAD圖形數(shù)據(jù)庫中直接提取。 人機(jī)交互輸入法中主要采用了成組技術(shù)代碼法 （GT代碼法）或型面特征描述法。9. 建立表示零件的編碼系統(tǒng)時(shí)，需要考慮的因素是： （1）零件類型（ 2）代碼所 表示的詳細(xì)程度（3）碼的結(jié)構(gòu)：鏈?zhǔn)?、分?jí)式或混合式（4）代碼使用的數(shù)值（二、 八、十、十六進(jìn)制、字母數(shù)字制）10. 成組技術(shù)中，碼的結(jié)構(gòu)分為三種形式：樹式結(jié)構(gòu)、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、混合式結(jié)構(gòu) 樹式結(jié)構(gòu)又稱分級(jí)結(jié)構(gòu)，碼位之間是隸屬關(guān)系。包含信息量較多

28、，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 編碼和識(shí)別代碼不太方便。 鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)又稱并列結(jié)、 矩陣結(jié)構(gòu)， 包含的特征信息比 樹式結(jié)構(gòu)少，但結(jié)構(gòu)簡單，編碼和識(shí)別也比較方便?；旌鲜剑合到y(tǒng)中同時(shí)存在以 上兩種結(jié)構(gòu)。大多數(shù)都采用混合式。11. 成組代碼描述：我國 JLBM-1 零件編碼系統(tǒng)。12. 型面特征描述： 幾何形狀特征， 拓?fù)涮卣骱头轿惶卣鳎?精度特征， 材料特征， 其他技術(shù)特13. 從CAD系統(tǒng)直接輸入零件信息：（1）特征識(shí)別法（2）基于三維特征造型的零 件信息描述與輸入方法；（3）基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換規(guī)范（STEP的產(chǎn)品建模和信息 輸入方法。14派生式CAPP系統(tǒng)工作的基本原理（簡答）：利用零件的GT編碼，檢索出相 應(yīng)的零

29、件組， 進(jìn)而檢索出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加工工藝文件及主樣件工藝， 然后進(jìn)行編輯 秀海而生成零件的工藝。15. 零件組：對(duì)工藝相似、結(jié)構(gòu)形狀相似和尺寸相似的一些零件，劃分為一個(gè)零 件加工組，簡稱零件組。零件組劃分：直接觀察法、分類編碼法、工藝流程法（工藝規(guī)程分析法） 。 直接觀察法特點(diǎn)：（1）全憑經(jīng)驗(yàn)，簡單易行（ 2）為了已于制定典型工藝過程和 派生新工藝， 一個(gè)零件組包括的零件種類不易過多或過少， 對(duì)于結(jié)構(gòu)簡單和相似 性強(qiáng)的零件，其零件種數(shù)一般不超過 100件，對(duì)較復(fù)雜的零件， 一個(gè)零件組包含 的零件種類數(shù)一般也不少于 20 種。分類編碼法： JLBM-1 第一到第六碼位和第十三到第十五碼位為特征碼，

30、7-12 位 不是特征碼位。特征碼位，相應(yīng)碼域用 1 表示。16. 典型工藝的設(shè)計(jì)方法：復(fù)合零件法、復(fù)合工藝法。17. 工步代碼設(shè)計(jì)18. 工藝數(shù)據(jù)處理和工藝數(shù)據(jù)庫建立： （1）切削參數(shù)的確定 （2）工時(shí)定額計(jì)算 （1. 查表法 2.公式計(jì)算法）19. 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的核心：零件信息庫、工藝知識(shí)庫、推理機(jī)（控制程序）三 部分。四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：（1）工藝知識(shí)的獲取和表達(dá)方法（ 2）工藝知識(shí)庫的建立（ 3）推 理機(jī)（ 4）零件信息庫和工藝數(shù)據(jù)庫的建立與管理。工藝知識(shí)的表達(dá)方法： （ 1 ）型面對(duì)應(yīng)加工鏈法：優(yōu)點(diǎn)是寫規(guī)則比較容易；缺點(diǎn)： 此方法試圖把各種千變?nèi)f化的工藝問題， 用簡單方法來處理， 難

31、以達(dá)到實(shí)用化目 的。（ 2）制定工序工步字典方法：不具備通用性。20. 工藝知識(shí)的描述： 深化描述（框架法、 語義網(wǎng)絡(luò)法）、表層描述（生產(chǎn)式規(guī)則， 即“ IF-THEN模式）21. 工藝知識(shí)庫的建立一般利用軟件二次開發(fā)22. 推理機(jī)設(shè)計(jì)：推理是從已有知識(shí)推出新的事實(shí)（或結(jié)論）的過程。 推理機(jī)構(gòu)成：（ 1 ）運(yùn)行庫（ 2）生成庫（ 3）推理器（ 4）解釋裝置。推理方式為歸納推理和演繹推理。創(chuàng)成式 CAPP系統(tǒng)采用基于規(guī)則的演繹推理。 CAPP中,基于規(guī)則推理過程的控制策略可采用目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的反向推理方式。（優(yōu)點(diǎn)：不必告訴那些與目標(biāo)無關(guān)的信息， 推理過程的方向性很強(qiáng)。 這種策略能對(duì)它的推 理過程提供明

32、確的解釋，告訴用戶它所達(dá)到的目標(biāo)以及為此所使用的規(guī)則）第 8 章 計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工編程1. 數(shù)控編程：根據(jù)被加工零件的圖紙和技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信 息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制成加工程序文件， 這個(gè)過程稱為零件數(shù) 控加工程序編制，簡稱數(shù)控編程。2. 數(shù)控編程的方法：手工編程；自動(dòng)編程。自動(dòng)編程：語言自動(dòng)編程（ APT 語言）和圖形自動(dòng)編程（交互式 CAD/CAM 集成 化編程系統(tǒng)）數(shù)控加工程序的內(nèi)容：（ 1） 加工工藝決策（重點(diǎn)要解決的問題： 1.確定加工方案 2.工夾具的設(shè)計(jì)與選 擇 3. 選擇合理的走刀路徑 4. 合理選擇刀具 5. 確定合理的切削量）（ 2） 刀位

33、軌跡計(jì)算（ 3）程序輸入（ 4）數(shù)控加工程序正確性校驗(yàn) 工件坐標(biāo)系的選擇原則： （1）所選的工件坐標(biāo)系應(yīng)使用程序編制簡單； （2）工件 坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、 并在加工過程中便于檢查得位置。 （ 3）引起的加 工誤差?。?4）編制或生成加工程序清單3. 數(shù)控程序指令：準(zhǔn)備功能 G指令、輔助功能M指令、工藝指令（F/S/T）4. 圖形交互自動(dòng)編程的特點(diǎn)：（ 1）簡單、直觀、準(zhǔn)確、便于檢查（ 2）對(duì)實(shí)現(xiàn) CAD/CAM 一體化極為有利 （ 3）簡單易學(xué)，在編程的過程中可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題 （ 4）速度快、 效率高、準(zhǔn)確性好（ 5）在通用的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，不需要專用的編程機(jī)，便于普 及推廣。5. 圖

34、形交互式自動(dòng)編程的基本步驟： （ 1）幾何造型（ 2）加工工藝決策（ 3）刀位 軌跡計(jì)算及生成（ 4）后置處理（ 5）程序輸出（程序生成）6. 加工階段劃分：粗加工階段（圓柱立銑刀，行切） ；精加工階段（球頭銑刀， 可以使用行切方式或者環(huán)切方式）7. 切削方式：（ 1）點(diǎn)位加工（最少換刀次數(shù)和路線最短原則） （ 2）平面輪廓加工 （環(huán)切）（3）型腔加工（兩種方式：環(huán)切和行切（S形與Z形走刀）；型腔較深，分層加工）（ 4）曲面加工（粗加工：分層行切或環(huán)切，圓柱立銑刀；半精加工或 精加工：球頭銑刀，行切或環(huán)切）8. 數(shù)控程序的檢驗(yàn)方法 （選擇、填空、判斷） ：試切、刀具軌跡仿真、三維動(dòng)態(tài) 切削仿真、虛擬加工仿真（頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套）9. 刀位軌跡仿真法：刀具軌跡顯示驗(yàn)證、 刀具軌跡截面驗(yàn)證法（橫截面、縱截面、 曲截面）、數(shù)值驗(yàn)證法。第 11 章 CAD/CAM 系