《机械CADCAM技术》期末考试复习.docx
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《机械CADCAM技术》期末考试复习
机械CAD/CAM技术
一、CAD：
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。
CAM：
Computer Aided Manufacturing（计算机辅助制造）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。
二、CAD/CAM系统硬件及软件：
1、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。
2、CAD/CAM系统的软件有系统软件，支撑软件，应用软件。
（1）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Windows2000/xp/NTUNIX（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。
（2）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。
（3）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。
三、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。
四、数据库在CAD/CAM系统中具有重要地位，是有效地存储、管理、使用数据的一种软件，支持各子系统中数据的传递与共享。
五、三维建模的方法及其构造方式：
（1）线框建模：
运用基本线素（直线、圆弧、椭圆弧及自由曲线等）来构造三维立体模型。
（2）表面建模：
通过基本面素（包括平面及各种曲面）拼接构造三维立体模型。
（3）实体建模：
用基本体素的组合，并通过集合运算和基本变形操作来构造三维立体模型。
六、UG
1、UG是EDS公司开发的三维设计软件；
2、UG 是集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化软件，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械电子等工程领域；
3、UG文件的扩展名是*.PRT；
4、UG操作时要随时留意“提示栏”的相关信息，以确保下一步操作的顺利和正确；
5、基准轴的作用是作为建立回转特征的旋转轴线，作为建立拉伸特征的拉伸方向等。
6、按照我国的制图标准，应选择第一象限角投影方式
和毫米公制。
7、在实体建模过程中，将已经存在的两个或多个实体进行合并、求差或求交的一种操作称为布尔运算。
8、建模模块主要用于产品部件的三维实体建模，是UG的核心模块。
不但能生成和编辑各种实体特征，还具有丰富的曲面建模工具。
具有操作简单、编辑修改灵活、参数化设计等特点。
9、草图是UG系统建立参数化模型的一个重要工具，通常三维建模应该从草图开始。
先通过草图曲线功能初步绘出轮廓形状，然后进行草图约束（包括尺寸约束和几何约束），得到准确形状。
再对二维轮廓进行拉伸、旋转、扫掠等操作便可形成三维实体。
10、体素特征可作为模型的第一个特征出现。
使用基本体素特征工具可以直接生成实体，基本体素特征包括长方体、圆柱体、圆锥体和球体。
11、设计特征是以现有模型为基础而创建的实体特征。
利用设计特征工具可以方便地创建出更为细致的实体特征，例如在实体上创建孔、凸台、腔体和沟槽等。
12、细节特征是在特征建模的基础上增加一些细节的表现，是在毛坏的基础上进行详细设计的操作手段，包括倒圆角、倒斜角、拔模、抽壳、修剪、拆分等操作。
13、在UG软件的建模过程中，很多外形复杂的产品都需要采用曲面造型来完成复杂形状的构建。
掌握UG自由曲面的创建对造型工程师来说极其重要，这也是体现CAD建模能力的重要标志。
14、UG草绘过程中，如果不小心旋转了草图视角，可以通过对话框中的转到草图的视图方向使草图恢复到正视状态。
15、在草图中的可以直接画直线和圆弧的命令是轮廓线。
16、在对圆的直径进行标注时应该首先选择尺寸标注工具，再做选择圆，再单击鼠标左键操作。
17、对草绘对象标注尺寸时有时会发生约束冲突，这时可以尝试将其中一个尺寸转换成参照尺寸来解决问题。
18、绘图练习：
（1）
（2）
（3）
19、UGNX8.0数控加工
（1）平面铣：
（MILL_PLANAR）主要用于在平面层上去除材料。
①指定部件：
部件几何体是指在仿真操作中用于表示已经完成的工件。
②指定毛坯：
毛坯几何体是指在仿真操作中用于被切削的原材料。
③指定切削区域：
切削区域是指在铣削操作中要切削的面。
④切削模式：
用于指定要加工的区域的刀轨模式。
跟随部件：
在整个指定的部件切削区域中，生成相邻两个刀路之间距离相等的切削轨迹。
跟随周边：
在整个指定的切削区域中，刀具沿切削区域运动，形成一系列同心的切削轨迹。
轮廓加工：
沿着切削区域的轮廓，对切削区域中的壁面进行切削，形成一条或指定数量的切削轨迹。
单向：
在切削区域形成一系列线性的、相互平行且单一方向的切削轨迹。
往复：
在切削区域形成一系列线性的、相互平行但相邻两个刀路之间的切削方向是相反的切削轨迹。
⑤步距形式选择：
步距是指相邻两个刀路之间的距离。
恒定：
相邻两个刀路之间的距离为固定值。
刀具平直百分比：
刀具平面直径的百分比值。
设置步距值为刀具直径的百分比值。
⑥切削参数：
指在切削操作中，部件材料切削的相关参数。
余量包括余量和公差。
⑦非切削移动：
在整个切削操作中指定和控制刀具的非切削运动，即在切削运动之前、之间和之后的刀具运动。
进刀：
指定刀具在切入工件时的运动方式。
退刀：
指定刀具在离开工件时的运动方式。
⑧进给率和速度：
用于刀具的快进、快退、进刀、退刀和切削等运动的移动速度。
（2）面铣削：
（FACE_MILLING）主要作用于切除平面层中的材料，该种加工方式常常用于多个平面底面的粗加工和精加工，也用于侧壁的精加工。
（3）平面轮廓铣（PLANAR_PROFILE）：
ug平面铣（PLANAR_MILL）与平面轮廓铣（PLANAR_PROFILE）都是依据线的轮廓进行加工，ug平面铣（PLANAR_MILL）有切削模式，可以走出开粗挖框，光外形，光底面等等刀路，平面轮廓铣（PLANAR_PROFILE）中是没有切削模式的，其实就是相当于PLANAR_MILL中切削模式设为轮廓加工的一种特殊模式，只能走出外形的刀路。
（4）点位加工的刀具种类及操作子类型
一）点位加工的刀具种类及使用场合
刀具类型：
Drill（孔加工刀具）（共9种）
⑴SPOTFACING_TOOL（键槽铣刀）
点-面刀具（键槽铣刀）：
用于在斜面或曲面上孔口的加工
⑵SPOTDRILLING_TOOL（中心钻）
中心钻：
对于孔位置精度要求高的孔加工，用于钻预钻孔。
⑶DRILLING_TOOL（麻花钻）
麻花钻：
孔精度要求不高的孔加工，或粗加工孔。
⑷BORING_BAR（镗刀）
镗刀：
对于直径较大的孔，通常用镗刀对孔进行精加工。
⑸REAMER（铰刀）
铰刀：
对于直径较小的孔，通常用铰刀对孔进行精加工。
⑹COUNTERBORING_TOOL（沉头孔刀具）
沉头孔刀具：
用于加工沉头孔（圆柱内六角螺钉安装孔）
⑺COUNTERSINKING_TOOL（锪孔钻） 锪孔钻：
用于孔口锪孔（平肩埋头孔）
⑻TAP（攻丝用丝锥）
丝锥：
用于攻丝（加工内螺纹）
⑼THREAD_MILL（螺纹铣刀） 螺纹铣刀：
用于高速铣螺纹。
二）点位操作子类型
⑴SPOT_FACING：
（铣孔口平面）。
锪平面，使用键槽铣刀。
⑵SPOT_DRILLING：
中心钻，使用中心钻头钻导向位置。
⑶DRILLING：
钻孔。
使用麻花钻钻孔。
⑷PECK_DRILLING：
（啄孔）深孔钻削。
刀具回退到最小安全平面。
⑸BREAKCHIP_DRILLING：
断削钻。
刀具回退较小的距离。
⑹BORING ：
镗孔。
使用镗刀镗孔。
⑺REAMING：
铰孔。
使用铰刀铰孔。
⑻COUNTERBORING：
钻沉头孔。
圆柱（内六角）沉头螺孔。
⑼COUNTERSINKING：
锪孔。
平肩沉头孔
⑽TAPPING ：
攻丝。
使用丝攻加工螺纹孔。
⑾THREAD_MILLING ：
铣螺纹孔。
期末考试复习练习答案
一、选择题：
1、广义的CAD包括设计和（）两个方面。
D
A、制造 B、造型 C、仿真 D、分析
2、零件信息包括零件的（）和工艺信息两部分内容。
D
A、拓扑信息 B、形状信息 C、尺寸信息 D、几何信息
3、测试是测量、检测、（）等的总称。
C
A、检验 B、实测 C、试验 D、数据处理
4、CAD/CAM系统中，输入输出的非数值信息可能是（）、文本、字符等。
C
A、阿拉伯数字 B、个人的姓名
C、图形数据 D、数据库中的英文数据
5、通常所属说的数控编程是以代码形式表示的，它所形成的程序是（）。
A
A、零件源程序 B、系统源程序 C、零件目的程序代码 D、系统目的程序代码
6、下述CAD／CAM过程的概念中，属于CAM范畴的为（）。
C
A、优化设计 B、CAE C、数控加工 D、几何造型
二、判断题：
1、狭义的CAD包括有限元分析。
×
2、通常把参数法描述的图形叫参数图形，也叫矢量图形。
√
3、CAD/CAM系统内部的计算机网络一般采用局域网。
√
4、CAD/CAM是计算机辅助设计和计算机自动编程的英文缩写。
×
5、机床标准坐标采用左手笛卡尔直角坐标系。
×
6、在机械设计过程中，经常需要处理计算公式、数表、线图等。
√
三、填空题：
1、在CAD/CAM系统集成化发展过程中，技术是更高层次的集成系统，在CAD/CAM系统智能化发展过程中，是将人工智能技术首先引入产品设计领域的。
（CIMS、专家系统）
2、数控机床的坐标系统分为两种：
和。
（增量坐标系统和绝对坐标系统）
3、20世纪90年代开始CAD/CAM技术主要朝着、、和的方向发展。
（集成化、智能化、标准化和网络化）
4、图形变换指对图形的____________经过几何变换后产生新的图形。
（几何信息）
四、问答题：
1、高速加工需要具备哪些工艺条件？
答：
高速铣削工艺涉及机床功能件、控制系统、刀具、切削用量、冷却润滑、CAM软件功能等。
对机床软硬件要求：
电主轴、快速进给驱动系统、高性能的CNC控制系统、高速编程功能（CAM）。
对刀具要求：
刀具的材料主要是硬质合金、涂层刀具、金属陶瓷、金刚石刀具。
结构上有整体式和机夹式两类。
刀柄通常需要HSK高速铣刀刀柄。
2、简述CAD/CAM软件系统的基本组成。
答：
根据CAD/CAM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，即系统软件、支撑软件和应用软件。
系统软件主要用于计算机的管理、维护、控制及运行，以及对计算机程序的翻译和执行。
支撑软件是CAD/CAM软件系统的重要组成，也是各类应用软件的基础。
应用软件是在系统软件和支撑软件基础上，针对某一专门应用领域的需要而研制的软件。
3、分析应用CAD/CAM系统进行产品开发设计的作业过程及其特征。
答：
作业过程----
（1）创意与构思；
（2）计算机辅助设计与分析；（3）快速原型制造；（4）计算机辅助工艺规划；（5）计算机辅助编程；（6）虚拟制造。
特征----------
（1）产品开发设计数字化；
（2）设计环境的网络化；（3）设计过程的并行化；（4）新型开发工具和手段的应用。
五、实操题:
（建模与编程）
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