機(jī)械CADCAM技術(shù)考試知識(shí)點(diǎn)

1、第一章1、CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指工程技術(shù)人員在計(jì)算機(jī)及其各種軟件工具幫助下應(yīng)用自身知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對產(chǎn)品進(jìn)行包括方案構(gòu)思總體設(shè)計(jì)工程分析圖形編輯技術(shù)文檔等一切設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱CAD功能：幾何建模、工程分析、模擬仿真、工程繪圖。2、CAPP計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行產(chǎn)品的加工方法和制造過程的設(shè)計(jì) 功能：毛坯設(shè)計(jì)、加工方法選擇、工序設(shè)計(jì)、工藝路線制定、工時(shí)定額計(jì)算等3、CAM廣義指利用計(jì)算機(jī)完成從毛坯到產(chǎn)品制造過程中的直接和間接的各種生產(chǎn)活動(dòng)，包括工藝準(zhǔn)備、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、物流控制、質(zhì)量保證等。狹義指數(shù)控加工編程包括刀具路線規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真及后置處理和數(shù)控代碼生成等作業(yè)過程。4

2、、CAD/CAM系統(tǒng)功能產(chǎn)品幾何建模、產(chǎn)品模型的工程分析處理、工程圖繪制、輔助制定工藝規(guī)程、NC自動(dòng)編程、加工過程仿真模擬、工程數(shù)據(jù)管理5、CAD/CAM作業(yè)（現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造特征）：產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字化、設(shè)計(jì)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)化、設(shè)計(jì)過程并行化、新型開發(fā)工具和手段的應(yīng)用。6、CAD/CAD系統(tǒng)是由硬件、軟件和設(shè)計(jì)者組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)7、CAD/CAM系統(tǒng)的硬件主要由計(jì)算機(jī)主機(jī)，輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲(chǔ)器、生產(chǎn)裝備及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等幾部分。其硬件系統(tǒng)具有的要求：強(qiáng)大的處理功能、大外存儲(chǔ)容量、友好方便的人機(jī)交互功能、良好的通信聯(lián)網(wǎng)功能8、輸入設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)、圖形掃描儀、三坐標(biāo)測量儀、激光掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)

3、據(jù)手套以及各種位移傳感器。輸出設(shè)備圖形顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、立體顯示器、三維打印機(jī)9、CAD/CAM系統(tǒng)的軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件、專業(yè)性應(yīng)用軟件。CAE部分模塊有限元分析模塊、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)仿真分析模塊、優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊。10、（論述題）CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢 a集成化單一功能各模塊CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM的集成CAD/CAM與ERP集成，即技術(shù)與管理信息的集成b網(wǎng)絡(luò)化通過網(wǎng)絡(luò)將不同地點(diǎn)的CAD/CAM系統(tǒng)連接起來，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息交換，共享網(wǎng)絡(luò)資源，降低設(shè)計(jì)成本，加速了產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程。c智能化智能化是CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的必然選擇，通過引入專家系統(tǒng)和人工智能技術(shù)，使其能夠模擬

4、人類專家的思維方式，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程給出智能化提示，如何解決現(xiàn)有設(shè)計(jì)問題，給予有效的幫助。d虛擬化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一種虛擬環(huán)境，使操作者具有沉浸感、自主性和交互性特征。在人機(jī)融合為一體虛擬環(huán)境中，可大大提高設(shè)計(jì)效率，縮短開發(fā)周期。目前，基于VR技術(shù)的CAD/CAM系統(tǒng)實(shí)用化還有待進(jìn)一步研究和完善。第二章1、棧是限定在表尾進(jìn)行插入或刪除操作，且為“后進(jìn)先出”的線性表。隊(duì)列是限定在表一端插入(隊(duì)尾)，在另一端刪除(隊(duì)頭)的“先進(jìn)先出”線性表。2、數(shù)據(jù)庫常用數(shù)據(jù)模型a層次模型：樹結(jié)構(gòu)，可表示“一對多”關(guān)系；b網(wǎng)狀模型：各節(jié)點(diǎn)可有多個(gè)父節(jié)點(diǎn)，表示“多對多”關(guān)系；c關(guān)系模型：二維表結(jié)構(gòu)，每張二

5、維數(shù)表可看作為是一種關(guān)系，關(guān)系與關(guān)系之間可通過關(guān)鍵碼實(shí)現(xiàn)聯(lián)系。3、PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)是管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程的技術(shù)。功能：電子資料室管理和檢索、產(chǎn)品配置管理、工作流程管理 、項(xiàng)目管理功能。第三章設(shè)計(jì)制造數(shù)據(jù)的處理包括數(shù)表和線圖的處理。數(shù)表分類：常數(shù)數(shù)表、列表函數(shù)。數(shù)表公式化處理方法：a函數(shù)插值：線性插值、拋物線插值、b函數(shù)擬合（曲線擬合）曲線不要求通過已知結(jié)點(diǎn)，僅反映數(shù)據(jù)變化趨勢。最小二乘法函數(shù)擬合：曲線到各結(jié)點(diǎn)誤差平方和最小。步驟：1）在坐標(biāo)紙上繪出各結(jié)點(diǎn)，根據(jù)其趨勢繪制曲線圖形；2）確定近似函數(shù)，可為多項(xiàng)式、對數(shù)函數(shù)或指數(shù)函數(shù)等；3）用最小二乘法求出待定系數(shù)。第四章1窗口定義為

6、一個(gè)矩形框，它的位置和大小在用戶坐標(biāo)系中一般用矩形的左下角和右上角表示，矩形觀察框，用以顯示感興趣的圖形內(nèi)容。 窗口一般用矩形對角坐標(biāo)表示。涉及圖形剪裁技術(shù)。窗口也可定義為圓形、多邊形等異型窗口。窗口可以嵌套。2視區(qū)是在圖形設(shè)備上定義的矩形區(qū)域。用于輸出所要顯示的圖形和文字。視區(qū)同樣用矩形對角坐標(biāo)表示。視區(qū)應(yīng)小于等于屏幕區(qū)域，可在同一屏幕上定義多個(gè)視區(qū)。3窗口與視區(qū)坐標(biāo)點(diǎn)的變換a視區(qū)不變,窗口縮小顯示圖形放大b窗口不變，視區(qū)縮小顯示圖形縮小c窗口與視區(qū)相同，所顯示圖形大小比例不變d若視區(qū)與窗口縱橫比不同時(shí)，則圖形會(huì)產(chǎn)生伸縮變形。4裁剪是裁去窗口之外圖形的一種圖形處理技術(shù)第五章1CADCAM建模

7、技術(shù)發(fā)展：線框模型表面模型曲面模型實(shí)體造型特征建模線框模型、曲面模型、實(shí)體模型統(tǒng)稱為幾何模型2幾何信息是指構(gòu)成三維形體各個(gè)幾何元素在歐式空間中的位置和大小，可以用數(shù)學(xué)表達(dá)式定量描述，通過不等式可對其邊界范圍加以限制。3拓?fù)湫畔⒎磻?yīng)形體中各幾何元素的數(shù)量及其相互間的連接關(guān)系4歐拉公式用來檢驗(yàn)形體的合法性和一致性。(點(diǎn)V)(邊E)（面F）(獨(dú)立的多面體數(shù)量B)（穿透形體的孔數(shù)G）(所有面上的內(nèi)環(huán)數(shù)L)正則體VE+F=2封閉多面體分割成B個(gè)獨(dú)立多面體：VE+FB=1有孔洞形體VE+FL=2（BG）5線框建模技術(shù)線框模型優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、信息量少、占用內(nèi)存空間小、操作速度快，可生成三視圖、透視圖和軸

8、側(cè)圖。不足：缺少面、體等拓?fù)湫畔?，信息描述不夠完整易產(chǎn)生多義性，不能消隱、不能剖視、不能進(jìn)行物性計(jì)算和求交計(jì)算等。6表面建模是通過對形體各個(gè)表面或曲面進(jìn)行描述的一種三維建模方法。優(yōu)點(diǎn)：相對于線框模型來說，增加了面邊的拓?fù)潢P(guān)系，可進(jìn)行消隱處理、剖面圖生成、渲染、求交、刀軌生成、有限元網(wǎng)格劃分等作業(yè)不足：缺少體信息，無法區(qū)分哪一側(cè)為實(shí)體不便進(jìn)行物性計(jì)算和分析。7實(shí)體模型表示法：掃描表示法、邊界表示法、構(gòu)造實(shí)體幾何表示法、空間單元表示法。8特征建模即通過特征及其幾何關(guān)系來定義、描述實(shí)體模型的方法和過程 基于特征的零件信息模型其 包含零件層特征層幾何層三個(gè) 層次，特征層是核心，形狀特征 又是特征層的重

9、要模塊，其精度 材料/技術(shù)特征從屬于形狀特征 幾何層提供了零件的詳細(xì)幾何 /拓?fù)湫畔⒌拿枋?，是整個(gè)模型 的基礎(chǔ)9形狀特征包含了所描述形體的幾何信息和拓?fù)湫畔?，是?gòu)造零件的基本要素，也是零件非幾何特征（精度特征、材料特征）的載體。10特征間的關(guān)系：鄰接關(guān)系、從屬關(guān)系、分布關(guān)系。11實(shí)體建模和特征建模本質(zhì)上是面向零件的建模技術(shù)，而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要將各種零件裝配成部件，再把部件和零件組裝成產(chǎn)品，需要能夠處理零件間相互連接和裝配關(guān)系的面向產(chǎn)品的建模技術(shù)，即裝配建模技術(shù)。裝配建模支持產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到零件設(shè)計(jì)，能完整、正確地傳遞不同裝配體的設(shè)計(jì)參數(shù)、裝配層次和裝配信息。12三種基本的裝配關(guān)系：定位關(guān)系：零

10、部件之間的空間位置和配合關(guān)系，如對齊、重合、配合等;連接關(guān)系：零部件幾何元素之間的連接方式，如螺釘連接、鍵連接等;運(yùn)動(dòng)關(guān)系：零部件之間的相對運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)關(guān)系，如齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等。13裝配設(shè)計(jì)方法：自底向上的設(shè)計(jì)和自頂向下的設(shè)計(jì)自底向上的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：思路簡單，操作方便，易于理解，各零部件獨(dú)立設(shè)計(jì)，裝配簡單；缺點(diǎn)：初始設(shè)計(jì)時(shí)未能考慮零部件間相互影響，易產(chǎn)生相互干涉現(xiàn)象，造成設(shè)計(jì)反復(fù)，影響設(shè)計(jì)效率自頂向下的設(shè)計(jì)優(yōu)特點(diǎn)：設(shè)計(jì)過程是一個(gè)逐步求精的過程，更符合人們思維方式，減少設(shè)計(jì)重復(fù)工作，提高了設(shè)計(jì)效率，縮短研發(fā)周期，減少設(shè)計(jì)成本。第六章1計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)是迅速發(fā)展中的計(jì)算力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、相關(guān)

11、的工程科學(xué)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而形成的一種綜合性、知識(shí)密集型的科學(xué)。2在CAD/CAM中，典型的計(jì)算機(jī)輔助工程分析工作包括:(1)對受載荷作用的產(chǎn)品零部件進(jìn)行強(qiáng)度分析;計(jì)算已知零部件尺寸在受載下的應(yīng)力和變形，或根據(jù)已知許用應(yīng)力和剛度要求計(jì)算所需的零件尺寸;如果所受的載荷為變動(dòng)載荷，還要計(jì)算系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。(2)對作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的機(jī)械和機(jī)械人機(jī)構(gòu)等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，計(jì)算其運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和加速度。(3)對系統(tǒng)的溫度場、電磁場、流體場進(jìn)行分析求解。(4)按照給定的條件和準(zhǔn)則，尋求產(chǎn)品的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，尋求最優(yōu)的加工規(guī)則等。(5)對已形成的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和加工方案進(jìn)行仿真分析，即按照方案的數(shù)學(xué)描述，通過分析計(jì)算

12、，模擬實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行，預(yù)測和觀察產(chǎn)品的工作性能和加工生產(chǎn)過程。3優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型包含三個(gè)要素，即設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件.4仿真的一般過程1.建立數(shù)學(xué)模型2.建立仿真模型3.編制仿真程序4.進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)5.結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析 6.仿真工作總結(jié) 5.有限元軟件組成由三部分組成a有限元前置處理包括從構(gòu)造幾何模型、劃分有限元網(wǎng)格，到生成、校核、輸入計(jì)算模型的幾何、拓?fù)洹⑤d荷、材料和邊界條件數(shù)據(jù)b有限元解算進(jìn)行單元分析和整體分析、求解位移、應(yīng)力值等c有限元后置處理對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、整理，并以圖形方式輸出，以便設(shè)計(jì)人員對設(shè)計(jì)結(jié)果作出直觀判斷，對設(shè)計(jì)方案或模型進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。有限元方法的最大特點(diǎn)是能夠適應(yīng)

13、各種復(fù)雜的邊界形狀和邊界條件，這是因?yàn)樗梢圆捎枚喾N單元類型和節(jié)點(diǎn)幾何狀態(tài)描述形式來模擬結(jié)構(gòu)。6、（論述題）仿真在CAD/CAM系統(tǒng)中的應(yīng)用 (1)產(chǎn)品形態(tài)仿真例如產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、外觀、色彩等形象化屬性。 (2)零部件裝配關(guān)系仿真以及工作環(huán)境空間的配置仿真可通過仿真檢驗(yàn)產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)是否合理、是否發(fā)生干涉;人工操作是否方便，是否符合人機(jī)學(xué)原理 (3)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程，包括自由度約束狀況、運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和加速度變化等 (4)動(dòng)力學(xué)仿真分析計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)在質(zhì)量特性和力學(xué)特性作用下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和力的動(dòng)態(tài)特性。 (5)零件工藝過程幾何仿真根據(jù)工藝路線的安排，(6)加工過程仿真(7）生產(chǎn)過程仿真例

14、如FMS仿真，模擬工件在系統(tǒng)中的流動(dòng)過程，展示從上料、裝夾、加工、換位、再加工、直到最后下料、成品放入立體倉庫的全部過程。第七章1、計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）并行工程（CE）敏捷制造（AM）虛擬制造（VM）2、CAPP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：零件信息的獲取、工藝決策、工藝數(shù)據(jù)庫與知識(shí)庫、人機(jī)交互界面、工藝文件管理與輸出。3、成組技術(shù)是利用相似性原理將工程技術(shù)和管理技術(shù)集于一體的一種生產(chǎn)組織管理技術(shù)。4、Opitz編碼系統(tǒng)9位前5位主碼后4位輔碼主碼主要用于描述零件的基本結(jié)構(gòu)形狀其中第一位為零件的大類碼，用來區(qū)分是回轉(zhuǎn)體零件還是非回轉(zhuǎn)體零件;第25位針對各大類零件形狀進(jìn)行進(jìn)一步描述和細(xì)分，分別為外部形狀及

15、其要素，內(nèi)部要素及其要素，平面加工和輔助加工要素等，后4位輔碼分別表示零件的主要尺寸，材料及熱處理，毛坯形狀和精度要求5CAPP系統(tǒng)分為派生式、創(chuàng)成式、綜合式。A派生式CAPP系統(tǒng)是利用零件相似性檢索現(xiàn)有工藝的一種軟件系統(tǒng)，派生式CAPP特點(diǎn)1)以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，理論上比較成熟2)繼承企業(yè)較成熟的傳統(tǒng)工藝，有較好的實(shí)用性3) 適用于結(jié)構(gòu)比較簡單的零件，尤其回轉(zhuǎn)類零件4)系統(tǒng)柔性度較差，對于相似性較差的復(fù)雜零件，難以編碼描述。B創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是一種能綜合零件加工信息，自動(dòng)為一個(gè)新零件創(chuàng)造工藝規(guī)程的軟件系統(tǒng)，創(chuàng)成式CAPP特點(diǎn)1)通過邏輯推理，自動(dòng)決策生成零件工藝規(guī)程無需人為干預(yù)2)具有較高的

16、柔性，適應(yīng)范圍廣3)便于與CAD和CAM系統(tǒng)的集成4)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較為困難，目前只能處理特定環(huán)境下的特定零件。工藝決策知識(shí)的表示決策樹與決策表.C綜合式CAPP系統(tǒng)采取派生式與創(chuàng)成式相結(jié)合的方法生成工藝規(guī)程，即工藝設(shè)計(jì)采用派生法，工序設(shè)計(jì)則采用創(chuàng)成決策方法產(chǎn)生。即采用派生法生成零件加工工藝流程，采用創(chuàng)成法自動(dòng)進(jìn)行各加工工序的決策。綜合式CAPP特點(diǎn)：綜合派生式與創(chuàng)成式CAPP兩者優(yōu)點(diǎn)，具有系統(tǒng)簡潔、快捷、靈活、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。第八章11 機(jī)床坐標(biāo)系（MCS）是機(jī)床固有的工件坐標(biāo)系（WCS）是相對于加工工件而言，是編程人員根據(jù)所加工工件的形狀特征和工藝要求，為了編程的方便在工件上所確定的坐標(biāo)系。2數(shù)

17、控機(jī)床坐標(biāo)定義前提: 假設(shè)工件不動(dòng)，刀具相對工件運(yùn)動(dòng)Z軸：與主軸平行，工件尺寸增大方向?yàn)檎较?；多主軸時(shí)，使用最多的為Z軸；無主軸時(shí)，垂直于工件裝夾面坐標(biāo)軸為Z軸。X軸：與工件裝夾面平行，水平且與Z軸垂直車床沿工件徑向，離開工件軸線方向?yàn)檎蜚姶擦⑹剑河芍鬏S向立柱看，右手方向?yàn)檎蚺P式：由主軸向工件看，右手方向?yàn)閄軸正向刀觸點(diǎn)：在加工過程中刀具與工件的實(shí)際接觸點(diǎn)(A)。刀位點(diǎn)：數(shù)控編程中用以表示刀具位置的坐標(biāo)點(diǎn)(O)。 G準(zhǔn)備功能字；F進(jìn)給速度功能字；S主軸轉(zhuǎn)速功能字；T刀具功能字；M輔助功能字。 3 刀具運(yùn)動(dòng)控制面零件面、導(dǎo)動(dòng)面、檢查面。零件面是刀具加工完成的表面。導(dǎo)動(dòng)面是引導(dǎo)刀具進(jìn)行切削運(yùn)

18、動(dòng)的作用面。檢查面是用來確定刀具每次進(jìn)給的終止位置。 4 編制和生成數(shù)控機(jī)床所用的數(shù)控加工程序的過程，稱為數(shù)控編程 5手工編程數(shù)控程序步驟：工藝分析、數(shù)值計(jì)算、編制零件加工程序、數(shù)控程序輸入、試切和修改。 6、CAD/CAM系統(tǒng)編程的特點(diǎn)：（1）在圖形環(huán)境下將被加工零件的幾何造型、刀位計(jì)算、后置處理和加工仿真等數(shù)控編程的作業(yè)過程結(jié)合在一起，有效的解決了編程的數(shù)據(jù)來源、圖形顯示、校驗(yàn)計(jì)算和交互修改等問題，彌補(bǔ)了數(shù)控語言自動(dòng)編程存在的不足。（2）整個(gè)編程過程是面向零件幾何圖形交互進(jìn)行的，不需要編制零件加工源程序，用戶界面友好，使用簡便、直觀、準(zhǔn)確，便于檢查。（3）有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)（CAD）與數(shù)控加工編程（NCP）的集成，還便于與工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（CAPP）、刀夾量具設(shè)計(jì)等其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)的集成。 7型腔加工方法：行切法和環(huán)切法.A行切法：刀具按平行于某坐標(biāo)軸方向或一組平行線方向走刀。刀位計(jì)算簡單，遇到島嶼抬刀越過島嶼，或沿島嶼邊界繞過去。特點(diǎn)往返走刀：空行程少，加工效率高，交替出現(xiàn)順逆銑，影響加工質(zhì)量。單向走刀：可保持刀具相同切削狀態(tài)，但空行程較多，加工效率低。B環(huán)切法:是