模具CAD2012年--A卷及答案

1、華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院試卷（開(kāi)卷，A卷）考試科目： 模具CAD 班 級(jí)： 材控09級(jí) 考試日期： 2012年07月07日 姓名： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)：評(píng) 分題號(hào)得分題號(hào)得分12345678卷面總分：評(píng)卷人：一、選擇題(20分，每題2分) 1. CAD系統(tǒng)的硬件不包括以下哪項(xiàng)設(shè)備 D 。A. 計(jì)算機(jī)主機(jī) B. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 C. 虛擬現(xiàn)實(shí)輸入、輸出設(shè)備 D. 數(shù)控機(jī)床2. 當(dāng)采用編碼法對(duì)線段進(jìn)行裁剪時(shí)，下面那條線段一定位于窗口外的是 B 。A. 線段起點(diǎn)編碼1001，終點(diǎn)編碼0000 B. 線段起點(diǎn)編碼1001，終點(diǎn)編碼0001C. 線段起點(diǎn)編碼1001，終點(diǎn)編碼0010 D. 線段起點(diǎn)編碼100

2、1，終點(diǎn)編碼01003. A 是以頂點(diǎn)、邊、面等幾何元素及其相互間的連接關(guān)系來(lái)表示形體的一種形體表示方法。A. 邊界表示法 B. 體素構(gòu)造表示法 C. 單元分解法 D. 體素調(diào)用法4. 下面那一條性質(zhì)是B樣條曲線具備，但Bezier曲線不具備的性質(zhì) A 。A. 局部性 B. 凸包性 C. 幾何不變性 D. 變差縮減性5. 幾何實(shí)體固有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)變量的數(shù)目，稱(chēng)為自由度，一條直線的自由度為 B 。A. 1 B. 2 C. 3 D. 46. C 是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝師完成零件從毛坯到成品的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程。A. CAD B. CAE C. CAPP D. PDM7. 無(wú)法通過(guò)三維圖形直接表達(dá)模具設(shè)

3、計(jì)內(nèi)容是 B 。A. 尺寸 B. 公差與配合 C. 幾何形狀 D.零件的裝配位置關(guān)系8. 下面需要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行重組與優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法 D 。A. 模具2D設(shè)計(jì) B. 2D/3D相結(jié)合的設(shè)計(jì) C. 精細(xì)化模具設(shè)計(jì) D.導(dǎo)向式的3D設(shè)計(jì)9. 在模具設(shè)計(jì)中，下面的零件 C 的位置與制件在模具中的相對(duì)位置無(wú)關(guān)。A. 凸模 B. 凹模 C. 凸模固定板 D.定位銷(xiāo)10. 在用UG進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，下列哪種技術(shù) B 不用于顯示控制。A. 圖層的設(shè)置 B. 屬性設(shè)置 C. 裝配樹(shù) D.參考集二、 填空題(20分，每空1分)1. 采用各自獨(dú)立的分散系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的 自動(dòng)傳遞和交換 。2. 齊次坐標(biāo)就是

4、一個(gè) n 維矢量的(n+1)維矢量表示。三維坐標(biāo)點(diǎn)P(x,y,z)的齊次坐標(biāo)為(h*x, h*y, h*z， h )，那規(guī)范化齊次坐標(biāo)為 (x,y,z,1) 。X方向無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)的齊次坐標(biāo)為 (1,0,0,0) 。3. 通常把三維物體變?yōu)槎S圖形表示的過(guò)程稱(chēng)為投影變換，可分為 平行投影 和 透視投影 。4. CSG(體素構(gòu)造法)采用 二叉樹(shù)結(jié)構(gòu) 來(lái)描述體素構(gòu)成復(fù)雜的形體的關(guān)系。5. Bezier曲線是一條整體曲線， 15個(gè)控制頂點(diǎn)產(chǎn)生一條 14 次的Bezier曲線。6. 特征是由一定拓?fù)潢P(guān)系的 一組實(shí)體體素構(gòu)成的特定形狀 ，它還包括附加在形狀之上的 工程信息 ，對(duì)應(yīng)于零件上的一個(gè)或多個(gè)功能，能夠

5、被固定的方法加工成型。7. 參數(shù)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)是加約束和 約束滿(mǎn)足，或約束求解 。8. 模具生產(chǎn)的流程可以分為：概念與工藝設(shè)計(jì) 、CAE分析優(yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)準(zhǔn)備與毛坯制造 、 模具零件加工 、裝配調(diào)試六個(gè)部分。9. 注塑模結(jié)構(gòu)可以分為成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、分型抽芯機(jī)構(gòu)、_溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)_、_排氣系統(tǒng)_和其它零部件等。10. 對(duì)于某些需要二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程，三維模型顏色的設(shè)置有利于 可以自動(dòng)提取所需的設(shè)計(jì)元素 。11. CAD設(shè)計(jì)技術(shù)中常用兩種關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)是：_表達(dá)式關(guān)聯(lián)_和_幾何關(guān)聯(lián)技術(shù)_。12. 標(biāo)準(zhǔn)件經(jīng)常有一個(gè)為T(mén)ure實(shí)體，一個(gè)為False實(shí)體，其中Ture實(shí)體 作為實(shí)

6、體顯示用 ，F(xiàn)alse實(shí)體作為 開(kāi)孔的工具 。13. 在模具并行設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常采用弱關(guān)聯(lián)，即 無(wú)約束裝配 。三、簡(jiǎn)答題（5X8）1 給出4個(gè)控制點(diǎn)（15，18）、（30，45）、（66，42）、（78，27），可構(gòu)造一條3次Bezier曲線?，F(xiàn)要求在t2/3處將此曲線分割成兩段Bezier曲線，采用Castelijau遞推方法計(jì)算出兩段新曲線的控制頂點(diǎn)。（8分）答案不修改Castelijau遞推過(guò)程(15, 18) (25, 36) (133/3,122/3)(30, 45) (54, 43) (59.67, 37.33) (67.33, 35.67)(66, 42) (74, 32)(78,

7、 27)第一段線：(15, 18)、(25, 36)、(44.33, 40.67)、(59.67, 37.33)第二段線：(59.67, 37.33)、(67.33,35.67)、(74,32)、(78, 27)2 、已知二維空間一個(gè)三角形，三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別是A（3，1）、B（8，3）和C（6，6），以B點(diǎn)為固定點(diǎn)，將三角形放大為原來(lái)的3倍，請(qǐng)使用矩陣變換的方法求出變換后三角形各頂點(diǎn)的坐標(biāo)值，要求寫(xiě)出變換的步驟，各步的變換矩陣。（8分）ABC1）、將B點(diǎn)平移至坐標(biāo)原點(diǎn)，變換矩陣為：T12）、放大3倍，變換矩陣為：T23）、將B點(diǎn)平移至原來(lái)的位置，變換矩陣為：T3這樣，總體變換矩陣為：TT1T

8、2T3 A的變換結(jié)果為：B的變換結(jié)果為：的變換結(jié)果為：所以變換后A的坐標(biāo)為（-7，-3）；C的坐標(biāo)為（2，12）；B的坐標(biāo)不變。3、請(qǐng)給出體素構(gòu)造法（CSG）的定義，并繪出下圖零件的CSG二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)（請(qǐng)說(shuō)明二叉樹(shù)中葉子節(jié)點(diǎn)中各體素的含義）。答案：CSG是一種利用一些簡(jiǎn)單形狀的體素，經(jīng)變換和布爾運(yùn)算構(gòu)成復(fù)雜形體的方法(2分)。一種參考的二叉樹(shù)表示形式是：(6分)4、為什么現(xiàn)在注塑模普遍采用2D/3D相結(jié)合的設(shè)計(jì)方式？（8分）工程圖中包括以下設(shè)計(jì)內(nèi)容： 零、部件形狀； 尺寸； 相對(duì)位置關(guān)系； 公差與配合，加工的依據(jù)； 技術(shù)要求； 零件材料熱處理等信息。前三項(xiàng)可以用3D模型表示、但后三項(xiàng)3D模型無(wú)法

9、表示。2D/3D結(jié)合設(shè)計(jì)模式的特點(diǎn)： 解決了成形類(lèi)零件的數(shù)控加工問(wèn)題，3D模型可以直接用NC編程； 設(shè)計(jì)結(jié)果更加直觀，糾錯(cuò)能力好，出錯(cuò)少； 既要3D建模，又要畫(huà)2D工程圖，工作量大； 2D與3D沒(méi)有關(guān)聯(lián)，更改比較困難； 系統(tǒng)不包含任何關(guān)于模具的設(shè)計(jì)知識(shí)，因而對(duì)設(shè)計(jì)人員要求較高。國(guó)內(nèi)注塑模具生產(chǎn)廠家還未能實(shí)現(xiàn)全數(shù)控加工，而傳統(tǒng)非數(shù)控加工機(jī)床需要設(shè)計(jì)者提供二維工程圖作為加工依據(jù)，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，一些老設(shè)備充分利用也能節(jié)約成本，數(shù)控設(shè)備加工簡(jiǎn)單的零件導(dǎo)致加工成本高?；谝陨显?，注塑模企業(yè)大多還是采用2D/3D相結(jié)合的設(shè)計(jì)方式。5、請(qǐng)列出下圖模具各組成零件及其作用（按圖中標(biāo)號(hào)列出說(shuō)明）。（8分）1)凸

10、模，成形中間的孔。2)推桿，推出沖孔產(chǎn)生的廢料。3)推板，傳遞打桿力給推桿。4)推件塊。5)凹模，成形外輪廓。6)凸凹模，成形外輪廓和中間孔。四、論述題（20分）下圖是一個(gè)簡(jiǎn)化的模具結(jié)構(gòu)，包括下模座(P1，尺寸La×Ba×H5)、凹模板(P2，L×B×H4)、卸料板(P3,L×B×H3)、凸模固定(P4，L×B×H4)、上模座（P5，La×Ba×H5）和螺釘(P6，D×L1，大頭直徑D1，安裝位置Ls×Bs對(duì)稱(chēng))，凸模（P7，異形直通式），請(qǐng)說(shuō)明采用參數(shù)關(guān)聯(lián)和幾何關(guān)聯(lián)的方法設(shè)

11、計(jì)該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)步驟。答：步驟如下：1. 建立裝配樹(shù)(1) New 零件assembly.prt，增加新零件shangmo.prt,xiaomo.prt,mobantu.prt,workparttu.prt(2) Shangmo為工作零件，增加新零件p3,p4,p5(3) Xiaomo為工作零件，增加新零件p1,p2,p6,裝配樹(shù)如下： Assembly- Shangmo P3 P4 P5 P7 Xiamo P1 P2 P6 Mobantu workparttu2. 總體尺寸在assembly零件中建立表達(dá)式，包括L，B，La ,Ba, Ls, Bs, H1, H2 ,H3, H4, H5, D

12、1,DH6=H-H1-H2-H3-H4-H5-t為彈簧空高3. 刃口畫(huà)圖Workparttu為工作零件，用草圖中畫(huà)出零件的二維輪廓，用等距放大的方法，生成凸模輪廓線、和凹?？椎妮喞€4. 模板孔圖Mobantu為工作零件，用草圖，畫(huà)出模板的外輪廓（兩個(gè)四邊形），以及螺釘?shù)陌惭b孔的位置及大小 。用對(duì)稱(chēng)標(biāo)注使得X，Y的原心與坐標(biāo)軸重合。5. 工作零件凸模P7工作零件，關(guān)聯(lián)COPY輪廓圖到P7，計(jì)算凸模輪廓拉伸位置：topH2+H6+H3+t， down=-1(該尺寸為進(jìn)入凹模尺寸取051.0，只要有取值就為正確)將凸模輪廓拉伸 從down，到top6. 工作零件凹模板P2為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY輪

13、廓圖和模板孔圖計(jì)算凹模板拉抻位置 top=0,down=-assembly:H4將凹模板外輪廓從down拉伸至top.工作部分：將凹模輪廓線從down拉伸至top，并與上述拉伸體布爾減運(yùn)算漏雨料孔：將凹模輪廓線放大1.0mm（0.51.0，有放大值就為正確），用放大的輪廓線從down拉伸至-6（工作部分高度，可取48，只要有值就可以認(rèn)為是正確的），并與上述拉伸體布爾減運(yùn)算螺釘安裝孔：將mobantu的螺釘輪廓線（直徑D的圓）從down拉伸到top，并與上述拉伸體布爾減運(yùn)算7. 下模板P1為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY輪廓圖和模板孔圖計(jì)算下模座拉抻位置 top=-assembly:H4,down=-a

14、ssembly:H4-assembly:H5將下模座外輪廓從down拉伸至top.漏雨料孔：將凹模輪廓線放大2.0mm（0.51.0，比凹模要大），用放大的輪廓線從down拉伸至top，并與上述拉伸體布爾減運(yùn)算螺釘安裝孔：將mobantu的通孔輪廓線（直徑D+1的圓）從down拉伸到top，并與上述拉伸體布爾減運(yùn)算，將mobantu的沉頭孔的輪廓線(D1+2)，從 down+D拉伸到down并與上述拉伸體布爾減運(yùn)算8. 上模板P5為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY輪廓圖計(jì)算上模座拉抻位置top=-assembly:H4-assembly:H5+assembly:H, down=top-assembly:H1將上模座外輪廓從down拉伸至top.9. 凸模固定板P4為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY模板輪廓圖和輪廓圖計(jì)算凸模固定板拉伸位置：top=-assembly:H4-assembly:H5+assembly:Hassembly:H1 Down = top assembly:H2將凸模固定板外輪廓從down拉伸至top.凸模安裝孔：將凸模輪廓線從down拉伸至top，并減運(yùn)算10. 卸料板P6為工作零件，關(guān)聯(lián)COPY模板輪廓圖和輪廓圖計(jì)算凸模固定板拉伸位置：top=-assembly:H4-assembly:H5+as