理工大机械CAD.docx
《理工大机械CAD.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《理工大机械CAD.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
理工大机械CAD
武汉理工大学考试试题纸2009（A卷）
课程名称机械CAD/CAM技术专业班级姓名
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
总分
题分
1.填空题（1’×20=20’）
1）CAD/CAM技术的应用有利于实现产品的、和。
2）网络上结点分布形式常见：
、、、。
3）根据系统中执行的任务及服务对象的不同，可将软件系统分为三个层次：
、、。
4）常见几何建模模式：
、、和。
5）Z坐标轴：
传递切削力的主轴规定为Z坐标轴。
正方向规定：
。
6）被公认为是提高多品种、中小批量生产企业经济效益的有效途径，是发展柔性制造技术和计算机集成制造系统的重要基础。
7）目前，用于数据交换的图形文件标准主要有：
AutoCAD系统的，美国标准，及国际标准。
2.用二叉树表示下列实体的集合运算和几何变换的过程。
（15’）
3.计算机辅助工艺过程（CAPP）的重要性是什么？
（10’）
4.某零件的三视图和立体图如下所示。
（1）分析指出该零件由哪些形状特征组成（3分）；
（2）简述用SolidWorks实现下图所示零件三维造型的步骤（分步骤配图和文字说明，12分）
5、如图所示是某些形体元素经正则集合运算后生成的形体，试利用欧拉公式验证所产生形体的拓扑关系是否正确？
（10’）
6、CAM中合理地选择走刀路线的原则是什么？
（10’）
7、目前流行的CAD/CAM系统有哪些？
请以课堂知识以及课外资料为基础，分析并对其进行简单的比较。
（20’）
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称：
机械CAD/CAM技术（A卷）
1、填空题（20X1’＝20’）
（1）标准化、通用化、系列化
（2）星型分布、总线型分布、环型分布、混合型分布（3）系统软件、支撑软件、应用软件（4）线框建模、表面建模、实体建模、特征建模（5）刀具远离工件的方向（6）成组技术（7）DXF文件、IGES、STL、STEP
2、（15’）【参考答案】
3、（10’）a）CAPP是CAD与CAM的桥梁；b）缩短编程周期，提高变成效率；c）得到的工艺过程一致性好，质量稳定；d）减轻工艺人员重复的繁琐劳动。
4、（15’）
（1）、矩形体底座、倒角、加强筋、孔。
（2）、构造草图—拉伸10mm—上顶面绘矩形草图—拉伸—26mm—直径18的园拉伸切除8mm—直径10的园拉伸切除（贯穿）—做加强筋【参考答案】
5、（10’）
V=4；E=9；F=7；L=0；B=1；G=0。
由公式V-E+F-L=2（B-G）可知，关系正确。
6、（10’）
1）保证零件的加工精度及表面粗糙度；2）取最佳路线；3）有利于数值计算，减少程序段和编程工作量。
7、（20’）
目前常用的CAD系统主要有AutoCAD（最早进入国内；二维设计绘图比较完善；三维设计中的实体造型能力不足；价格较便宜，对微机要求较低，使用比较简单）、
ProE（主要针对三维实体模型建立、加工、以及有限元分析；非窗口式的对话框，学习比较麻烦；价格相对较高；对计算机的性能要求较高）、
UG（以Parasolid几何造型为基础；是业界最好、最具有代表性的数控软件；我国很多航空企业都在使用这种软件；对微机要求较高，使用起来比较复杂，软件相对较难掌握）、
Catia（是一个全面的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统；可进行有限元分析；能够进行四维空间的观察；软件价格也不便宜，对微机的性能要求不太高）、
Cimatron（被更多的应用到模具开发设计中）、
Solidworks（操作非常简单；开发了CAM模块——CAMWORKS；该软件价格便宜等）。
目前常用的CAM除了UG等自身的CAM之外，主要有Mastercam，是美国CNCSoftware,INC开发的CAD/CAM系统，是最经济有效率的全方位的软件系统。
包括美国在内的各工业大国皆一致采用本系统，作为设计、加工制造的标准。
（以上答案仅供参考，其中ProE、UG、Solidworks和MasterCAM四款软件必须提及。
）
武汉理工大学考试试题纸2010（B卷）
课程名称机械CAD/CAM技术专业班级姓名
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
总分
题分
1.填空题（1’×20=20’）
1）高速加工技术对CAM的三个方面特殊要求是、、。
2）CAD的功能可以归纳为：
、、、四大类。
3）STEP标准中将形状特征分为、和三种类型。
4）扫描变换两个分量：
和。
5）目前，用于数据交换的图形文件标准主要有：
AutoCAD系统的、美国标准、及国际标准。
6）CAD/CAM一体化系统的局域网通常采用____、__、环形、网状形四种拓扑结构。
7）产品信息模型是由信息模型和信息模型组合而成的复合模型。
2.图示一三维实体用M表示。
（1）根据零件形状画出一组体素，给出一种CSG树表示法的示意图；
（2）要求提供细化到边及顶点的实体信息，在计算机内部采用那种表示方法？
该方法有什么特点？
（15’）
3.简要说明工程数据库提出的由来，并剖析工程数据库系统应具备的主要功能？
（10’）
4.某零件的视图如图所示。
简述用SolidWorks实现下图所示零件三维造型的步骤（分步骤配草图与文字说明，15分）
5、下图是某一二叉树的树结构图，写出对该二叉树的前序、中序及后序遍历过程（15’）
6、三维几何建模系统中有哪几种常见的建模方式？
它们各有什么特点。
（15’）
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称：
机械CAD/CAM技术（B卷）
1、填空题（20X1’＝20’）
（1）安全性的要求，工艺性要求，高效率要求
（2）几何建模、工程分析、模拟仿真、自动绘图（3）体特征、过渡特征、分布特征（4）运动的形体、运动的轨迹（5）DXF文件、IGES、STL、STEP（6）总线形，星形（7）产品结构、产品工艺
2、（15’）答案不唯一。
提示：
构成CSG结构树的三要素：
基本体素、几何变换、正则运算。
3、（10’）为了实现图形、图像、声音等更加自然的信息形式，人们提出了工程数据库的概念。
其主要涉及四类数据类型，即管理型数据、设计型数据、加工制造型数据和图形数据。
为了支持上述数据处理，要求工程数据库系统应该具备：
具有复杂工程数据的存储和管理能力；具有动态建模能力；支持多库操作和多版本管理、支持工程数据的长记录存取和文件兼容处理、支持智能型的规则描述和查询处理、具有良好的数据库系统环境和支持工具。
4、（15’）
非标答案。
5、（15’）
前序：
（根，左，右）A,B,D,E,C,F,H,I,G；中序：
（左，根，右）D,B,E,A,H,F,I,C,G；后序：
（左，右，根）D,E,B,H,I,F,G,C,A
6、（15’）
线框模型：
仅通过顶点和棱边来描述形体的几何形状。
其数据结构为一顶点表和棱边表组成。
数据结构简单，可以快速生成三视图，但形体信息描述不完整，容易产生多义性，不能正确表达曲面形体的轮廓线。
表面建模：
通过对物体各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法，其数据结构是在线框模型的基础上增加了面的有关信息和链接指针。
能实现形体的消隐、剖切和着色等处理，仍缺少体的信息，无法区分面的方向性。
实体建模：
不仅描述了实体的全部几何信息而且定义了几何元素的拓扑信息。
与表面建模相比其面和体之间存在拓扑关系，能准确区分面的那一侧存在实体，信息定义较完整。
武汉理工大学考试试题纸2008（B卷）
课程名称机械CAD/CAM技术专业班级姓名
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
总分
题分
1.简答题（3’×5=15’）
1）CAD/CAM技术
2）图形变换
3）相似性标识
4）形状特征
5）软件工程
2.用欧拉公式验证下面的形体是否为实体。
（12’）
3.如图为一实体，用CSG表示法分析该零件由哪些基本体素构成，并绘制该零件的CSG树。
（15’）
4、什么叫专家系统，其架构有哪些？
并简要概述之。
（15’）
5、简述MasterCAM中加工路线的确定原则，并结合下图说明分别是什么加工方法，分析其优缺点。
（18’）
6、CAD/CAM为什么必然走向集成？
简述CIMS功能模型有哪些，之间有哪些联系？
（25’）
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
1、简答题（5X3’＝15’）
CAD/CAM技术：
从产品需求分析开始，在产品设计、工艺设计和制造各个过程阶段内，如果应用计算机信息集成技术，为CAD/CAM提供一个集成工作环境，将CAD、CAPP、CAM有机的联系起来，则称为CAD/CAM技术。
图形变换：
根据需要将已定义的图形从屏幕的某一位置移动到另一位置，或改变图形的大小和形状或利用已有的图形生成复杂的图形，这种图形处理的方法称为图形的几何变换，简称图形变换。
相似性标识：
根据某个具体领域的应用需要，选择、确定相似性特征，并用一定的方法和手段对这些特征进行描述和标识，用以反映具体零件的各自特征。
形状特征：
用于描述某个有一定工程意义的几何形状信息，它是产品或零件最主要的外在特征，是其他非几何信息（如精度特征、材料特征等）的载体。
软件工程：
指借鉴从事工程项目所积累的行之有效的原理、概念、技术和方法来开发和维护软件，把正确的管理和科学的技术结合起来。
指导计算机软件开发和维护的工程学科。
2、（12’）广义欧拉公式V-E+F-L=2（B-G）其中：
V＝24，E＝36，F＝15，L＝3，B＝1，G＝1。
是正则形体。
3、（15’）大长方体，小长方体和圆柱，大长方体与圆柱正则差然后与小长方体正则并（该题答案不唯一）。
4、（15’）专家系统：
是一种智能的计算机程序，它能够运用知识进行推理，解决只有专家才能解决的复杂问题。
即是一种模拟专家决策能力的计算机系统，是以逻辑推理为手段，以知识为中心解决问题的。
主要包括：
知识库：
核心，储存专家用以解决问题的知识；数据库（记忆区）：
用于储存用户输入的数据，推理过程中的事实；推理机：
用以控制推理过程；解释机：
提供使用者友善的解释说明及咨询功能；知识获取（学习部分）：
提供编辑、增删知识库功能
5、（18’）原则：
被加工零件获得良好的加工精度和表面质量；尽量使走刀路线最短，减少空程时间提高加工效率；使数值计算容易，减少刀位计算工作量，提高编程效率。
左图为行切法（计算简单）；中图为环切法（表面质量好）；右图为综合法。
6、（25’）参考答案。
为什么：
CADCAM关注点不一样，另外内部表达的产品模型亦不相同，导致CAD的结果难以被CAM直接接受；企业发展要求企业资源必须共享的需求。
管理信息分系统（MIS）：
具有预测、经营决策、生产计划、销售、供应、财务、设备和人力资源等管理信息功能，通过信息集成，达到缩短产品生产周期，降低流动资金占用，提高企业应变能力的目的，是CIMS中的神经中枢。
技术信息分系统（TIS）：
用计算机辅助产品设计、工艺设计、制造准备及产品性能测试等工作，即CAD/CAPP/CAM系统，目的是使产品开发活动更高效、更优质地进行。
制造自动化分系统（MAS）：
是CIMS中信息流和物料流的结合点，是CIMS最终产生经济效益的聚集地。
质量保证分系统（QIS）：
包括质量决策、质量检测与数据采集、质量评价、控制与跟踪等功能。
计算机网络分系统（NetWork）：
采用国际标准和工业规定的网络协议，实现异种机互联、异构局域网络及多种网络互联。
它以分布为手段，满足各应用分系统对网络支持的不同需求，支持资源共享、分布处理、分布数据库、分层递阶和实时控制。
数据库分系统（DB）：
它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据管理系统，通过该系统可以实现企业数据共享和信息集成。
武汉理工大学考试试题纸2006（A卷）
课程名称机械CAD/CAM技术专业班级姓名
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
总分
题分
1.填空题（1’×20=20’）
（1）CAD/CAM一体化系统的局域网通常采用____、__、环形、网状形四种拓扑结构。
（2）CAD/CAM软件系统可以分为系统软件、___、____。
（3）设计资料的数据处理方法有_、__和___。
（4）在计算机绘图时，视口不变，窗口缩小时，显示的图形会相应____；窗口不变，视口放大时，显示的图形会相应___。
（5）高速加工技术对CAM的三个方面特殊要求是、、。
（6）数控机床中加工路线的控制方式可分为、和三类。
（7）逐点比较法插补包括和方法。
（8）产品信息模型是由和信息模型组合而成的复合模型。
（9）不依赖于参数的选取，而是反映曲线的具体的几何特性。
2.选择题（1’×10=10’）
（1）在派生式CAPP系统中利用分类编码进行零件分类成组的主要依据是（）。
A．零件的材料B．典型工艺C．特征矩阵D．零件的种类
（2）机械CAD/CAM系统中，CAPP是指（）。
A.计算机辅助工程B.计算机辅助制造
C.计算机辅助设计D.计算机辅助工艺过程设计
（3）计算机集成制造系统简称为（）。
A.CAEB.FMSC.CIMSD.CMS
（4）由许多具有一定形状的基本体素通过集合运算来表示实体的造型方法称为（）。
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
（5）数控机床加工中正常切削时刀具行进的线速度称为（）。
A.退刀速度B.进刀速度C.进给速度D.主轴转速
（6）在多品种、小批量的零件生产中，宜采用（）。
A.数控机床B.专用机床C.特殊机床D.通用机床
（7）在Step标准中（）是表达一个形体的各表面的分离或结合性质的特征。
A.体特征B.过渡特征C.分布特征D.其他特征
（8）曲线曲面造型中，（）连续时表示曲线在连接点切矢方向相同，但大小可能不等。
（9）环是面的封闭边界，又有内环和外环之分，其中内环的边按（）走向
A逆时针B顺时针C任意走向D无方向性
（10）CAD软件设计过程中，在进行模块划分时为保证模块间的独立性，应遵循（）原则。
A.模块内联系小，模块间联系小B.模块内联系小，模块间联系大
C.模块内联系大，模块间联系小D.模块内联系大，模块间联系大
3.名词解释（3’×5=15’）
（1）狭义CAM
（2）几何模型
（3）工件坐标系
（4）专家系统
（5）CAM的后置处理
4.简答题（5’×4=20’）
（1）简述工程数据库的主要特点。
（2）简要概述实体应具备的5个主要特性，并予以解释。
（3）简述CADCAM系统自动编程的基本步骤
（4）试以回转体为例，说明特征建模的基本过程。
5.综合题（15’×1+2’×10=35’）
（1）下图是某一二叉树的树结构图，写出对该二叉树的前序、中序及后序遍历过程（10’）
（2）如图所示一三维实体用M表示。
1．根据零件形状画出一组体素，给出一种CSG树表示法的示意图；2．要求提供细化到边及顶点的实体信息，在计算机内部采用那种表示方法？
该方法有什么特点？
（15’）
（3）如图所示，求出该三角形绕A逆时针旋转30度的变换矩阵。
（10’）
（11）环是面的封闭边界，又有内环和外环之分，其中内环的边按（）走向
A逆时针B顺时针C任意走向D无方向性
（12）CAD软件设计过程中，在进行模块划分时为保证模块间的独立性，应遵循（）原则。
A.模块内联系小，模块间联系小B.模块内联系小，模块间联系大
C.模块内联系大，模块间联系小D.模块内联系大，模块间联系大
6.名词解释（3’×5=15’）
（1）狭义CAM
（2）几何模型
（3）工件坐标系
（4）专家系统
（5）CAM的后置处理
7.简答题（5’×4=20’）
（1）简述工程数据库的主要特点。
（2）简要概述实体应具备的5个主要特性，并予以解释。
（3）简述CADCAM系统自动编程的基本步骤
（4）试以回转体为例，说明特征建模的基本过程。
8.综合题（15’×1+2’×10=35’）
（1）下左图是某一二叉树的树结构图，写出对该二叉树的前序、中序及后序遍历过程（10’）
（2）上右图所示一三维实体用M表示。
1．根据零件形状画出一组体素，给出一种CSG树表示法的示意图；2．要求提供细化到边及顶点的实体信息，在计算机内部采用那种表示方法？
该方法有什么特点？
（15’）
（3）如图所示，求出该三角形绕A逆时针旋转30度的变换矩阵。
（10’）
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称：
机械CAD/CAM技术（A卷）
1、（20X1’＝20’）
（1）总线形，星形
（2）支撑软件，应用软件
（3）数表的程序化、数表的公式化、线图的程序化
（4）放大，缩小（5）安全性的要求，工艺性要求，高效率要求
（6）点位控制、点位／直线控制，轮廓控制
（7）直线插补，圆弧插补（8）产品结构信息，产品工艺信息（9）几何连续性
2、（10X1’＝10’）
BDCCCABCBC
3、（3’×5=15’）
（1）狭义CAM：
指的是从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，它包括CAPP、NC编程、工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订等。
现在CAM的狭义概念甚至更进一步缩小为NC编程的同义词。
（2）几何模型：
把三维实体的几何形状及其属性用合适的数据结构进行描述和存储，供计算机进行信息转换与处理的数据模型，包括三维形体的几何信息、拓扑信息以及其它的属性数据。
（3）工件坐标系：
是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图样上的某一固定点为原点（也称为工件原点）所建立的的坐标系，编程尺寸按工件坐标系中的尺寸确定。
（4）专家系统：
是一种智能的计算机程序，它能够运用知识进行推理，解决只有专家才能解决的复杂问题。
即是一种模拟专家决策能力的计算机系统，是以逻辑推理为手段，以知识为中心解决问题的。
（5）CAM的后置处理：
CAM系统对被加工的零件表面进行刀位计算后生成一个可读的刀位源程序，这种文件由于数控机床自身的软硬件特性以及所需的指令格式等不同，需要对刀位文件进行必要的转换修改，以满足不同机床控制系统的特定要求的这种过程称为后置处理。
4、（5’×4=20’）
（1）简述工程数据库的主要特点
具有复杂工程数据的存储和管理的能力具有动态建模的能力支持多库操作和多版本管理支持工程数据的长记录存储和文件兼容处理支持智能型的规则描述和查询处理具有良好的数据库系统环境和支持工具
（2）简要概述实体应具备的5个主要特性，并予以解释。
刚性：
必须具有不变的形状；维数的一致性：
必须有连通的内部，不能有孤立或悬挂的边界；有限性：
要有有限空间；边界的确定性：
给定的实体能分辩出实体的内外部；封闭性：
经过一系列的刚体运动及任意序列的集合运算，仍能保持有效的实体
（3）CADCAM系统自动编程的基本步骤
几何造型：
利用CAD模块通过人机交互的方式构建零件的几何模型；加工工艺分析：
分析零件的加工部位，确定装夹方式，选定刀具类型及其几何参数，切削加工工艺参数等；刀具轨迹生成；刀位验证及刀具轨迹的编辑：
对所生成的刀位文件进行加工过程仿真，检查验证路线合理性，完善优化编辑处理，获得最正确的走刀轨迹；后置处理：
将刀位文件转换为具体数控设备所需的数控加工程序；数控程序输出。
（4）试以回转体为例，说明特征建模的基本思想。
产品零件经过特征空间中主特征和辅特征的布尔运算，在基准特征的约束下，形成特征建模实体。
如轴类回转体的主特征是一个圆柱体、根据实际需求，通过和槽特征、倒角特征等辅助特征经过运算形成轴零件特征模型。
5、综合题（15’×1+2’×10=35’）
（1）前序：
（根，左，右）A,B,D,E,C,F,H,I,G；
中序：
（左，根，右）D,B,E,A,H,F,I,C,G；
后序：
（左，右，根）D,E,B,H,I,F,G,C,A
（2）
（3）
升级会员 