CADCAM基础知识doc.docx

1、CADCAM基础知识doc60.209.210.*CAD、CAM基础知识1楼第一章概述*CAD. CAM的基本含义CAD Computer Aided Design是指以计算机为辅助手段来完成敕个产品的设计过程，广义的CA D包括设计和分析两个方面。CAM Computer Aided Manufacturing 义的CAM是指通过计算机与生产设备宜接的或I可接的 联系，进行规划、设计、管理和控制产品的生产制造过程。主要包括使用计算机來完成数控编程、 加工过程仿真、数控加工、质量检验、产品装配、调试这些工作*联机系统的联网方式，了解硬件组成及分类，指计算机及乞种配件设备，如乞种档次的计算机、打

2、印机、绘图机、数控机床等单机系统;联机系统（总线型，星型，环型，网型，混合型）水*软件的组成和层次关系系统软件，支撑软件，应用软件4. *参数化设计概念：参数化设计是指参数化模型的尺寸用对应的关系描述，而不是确定的数值。特点：基于特征，全尺寸约束，尺寸驱动，全数据相关5. *参数化设计两种方法的基本原理；变量儿何法将儿何形状定义为一系列的特征点，将儿何元索间的约束关系转换成以特征点坐 标为变量的约束方程纟FL当约束变化吋，解出方程组，得到一系列新的特征点，从而生成新的儿 何模型。尺寸驱动法-在图形绘制过程中，通过尺寸标注的形式來描述实体的儿何信息（如长度、角度、 半径、方位等），当修改这些标注

3、值时，实体的形状白动发生变化。6. *变量化设计基本原理999特点：允许欠约束状态的存在，工程关系的引入，VGX技术（形状和尺寸约束分开），动态导航 技术和参数化设计的区别：参数化一尺寸约束和形状约束一体，通过尺寸约束来控制形状。变量化既有尺寸约束，乂有形状约束n允许非全约束的情况存在。对约束的处理方式不同（变量化允许欠约束）应用领域不同（设计的严谨和开放）特征管理方式不同（特征的连续性和独立性）7*CAD/CAM系统集成的方法：专用数据接口，标准数据接口，基于统一产品模型和数据库，基于产品数据管理，基于特征方法,面向并行工程的系统集成第二章CAD/CAM基础知识*儿何建模的定义和儿何信息与拓

4、扑信息的基本概念1） 儿何疑模：形体的描述和表达是建立在儿何信息和拓扑信息基础的疑模。其主要处理零件的 儿何信息和拓扑信息。2） 儿何信息：指物体在欧氏空问中的形状、位宜和大小，最基本的儿何元索是点、直线、面。3） 拓扑信息：指拓扑元索（顶点、边棱线和表而）的数量及其相互间的连接关系。水简单曲面的儿种生成方法线性拉伸而，直纹而，旋转而，扫描而，边界曲而复杂曲而各自的优缺点：Bezier |ll|ffi 一组空间输入点的近似|11|面。不通过给定的点，不具备局部控制功能。B样条曲面是一组空间输入点的近似曲面，具有局部控制功能。和曲而建模的特点1） 能够完整定义三维物体表而，在屏幕上生成逼真的彩色

5、图像，可消除隐藏线而。2） |11|面建模采用的蒙面方式构造零件，容易在零件建模中漏掉某些面的处理，“丢面*实体建模基本原理：实体建模认为，实体除了具备面的信息之外,还具有空间信息。因而实体模型需耍对 这些空间信息进行描述。水实体建模屮边界表示法原理：边界合成法认为所有的实体都是由边界合成，每一个边界都存在着一定的方向，以此來判 断实体空间应该在面的哪一侧。特点：在曲面建模屮，也可以用封闭边界来表示实体，但此时描述的实体是一个空売。 2009-12-22 03:33 冋复和曲面建模的区别：边界合成法的血有方向性。6. 和构造立体儿何法（CSG）的基本原理原理：物体都是一些基本体索按照一定的顺序

6、拼合而成的。通过记录基本体索及它们的集合运算 表示物体的生成过程。与边界表示法之间的区别：复杂外形的实体，用CSG法的体索拼合则难以做到。从CSG模型通过计算可直接转换成边界表示模型99*空间单元表示法工作原理：通过一系列空间单元构成的图形来表示物体的-种表示方法，这些单元是有一定人小 的空间立方体。在计算机内部通过定义各个单元的位置是否填充来建立敕个实体的数据结构n判定方法：首先定义三维实体的外接立方体，并将其分割成八个子立方体，依次判断每个子 立方体，若为空，则表示无实体;若为满表示有实体充满;若判断结果为部分有实体填充，将该子 立方体继续分解，直到所有的子立方休或为空，或为满，直到达到给

7、定的精度。水特征概念：特征是产品信息的集合，它不仅具有按一定拓扑关系组成的特定形状，且反映特定的工程 语义分类：精度特征技术要求特征形状特征材料特征管理特征T艺特征制造特征装配特征*形状特征的分类：主特征，辅特征和特征类之间的关系1） 继承联系，构成了特征ZI可的层次联系，2） 领接联系，反映形状特征之间的相互位置关系3） 从属联系，描述形状特征之间的依从或附属关系4） 引用关系，描述形状特征之间作为关联属性而相互引用的联系*数控：用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法数控加工：用数控装置代替人T操作机床进行白动化加T的一种方法*数据加T.的插补方式：直线插补圆弧插补其它的插补

8、*数控系统的控制类型：点对点控制轮廓控制自适应控制水数控加工的特点：1）加工精度高2）生产效率高3）白动化程度高4）工作成本低5）生产准备 时间短6）加工范围广7）有利于实现CAD、CAPP和CAM系统的集成*数控加工工艺所包含的主要内容分析零件图样，制定工艺流程和加工路线，设计数控加工工序，完成数控加工工艺卡的编制，编 制和调整数控加工的T序程序，分配数控机床屮的容差，处理数控机床上部分工艺指令*刀具补偿的两种方法：长度补偿半径补偿和工程数据屮数表的三种处理方式及其特点数据资料程序化：1）使用方便、快捷2） 数据依赖于程序而存在，要修改程序3） 同样的数据资料存在于不同的应用程序屮，无法共享

9、。数据资料的文件化：当数据有变化吋，只需更改数据文件专用性，依赖性（应用程序），无结构性数据库处理：数据，程序完全独立，数据完全共亨，数据的安全性、一致性、完整性、保密性得 到保证。访问速度较慢*数表差值原理：在插值点附近选取儿个合适的节点，过这些点构造一个简单的函数g（X）代替原來的函 数/（%）,这样作为插值点的函数值就用g（X）的值代替差值方法：线性插值法和抛物线插值法*数据库系统的组成数据库、数据库管理系统、数据库应用程序，支持数据库管理系统的操作系统水数据库模型的分类：层次模型网状模型关系模型水数据库的体系结构：外模式概念模式内模式*DBMS的功能：数据库定义和存収功能 数据库控制功

10、能数据维护功能通信功能*IGES的五种基本元索：曲线和曲面儿何元索构造实体儿何CSG元索边界元索B-Rep实体元 素标注元素结构元素 2009-12-22 03:33 冋复60.209.210. *IGES的文件结构：特征段，起始段，全局段，实体索引段，参数数据段，结束段*STEP的三层体系结构：应用层逻辑层物理层*DXF的文件结构：标题段表段块段实体段结束段*STL网格的特点：在不断变化的空间表而描述上只能采用三形或四边形描述，只能采用将任意 空间表面离散成网格，以三角形网格形式输出、存储冷冲模CAD/CAM水基准模的基本概念：模具刃口尺寸计算中，落料凹模和冲孔凸模是基准模，与基准模相配的模

11、 具是配合模。*冲裁件零件尺寸类型：轴类尺寸，孔类，长度类，模具间隙神工艺性判断的关键流程:选择判断对象元素,判断被选对象元素的性质（线线型、圆圆型）；量化被判断对象的结构尺寸, 并与极限值进行比较，水排样的内容：确定搭边数据和排样方案水排样的方式：单排排样，多排，调头，混合抓一步平移法：在扩放半个搭边距离芾的冲裁件轮烧屮划出一系列平行线，平行线方 向与送料方向一致，计算每一根平行线的长度，其屮最长平行线的长度就是送进步距。冲裁工艺方案设计的主要内容：选择模具类型，确定冲裁工步和顺序水工步设计的主要内容：确定总的工步数，安排乂工步动作顺序，设计每个工步的定位装置*冲裁模结构设计所包括的内容，了

12、解模具图的绘制模具结构形式选择凸模和凹模等T作零件设计（已讲）冲裁结构件的设计（推件和定位装置）水APT语言所包括的儿种语言类型：儿何定义语句、刀具运动语句、工艺数据语句水基于语言数控编程的基本步骤，*4? ? ? ? ? ?衬基于图形数控编程的基本步骤0基本步骤1. 零件图样及加工工艺分析1） 核准零件儿何尺寸、公差及精度要求2） 确定零件装夹位置和被加工面3） 选择刀具4） 确定坐标系、编程零点、对刀点和基准面5） 确定加工路线6） 选择合理的工艺参数*VB和AutoLisp对AutoCAD进行二次开发的不同？ ？ ？ ？ ？ ？和运用AutoLisp进行参数化绘图的整个过程：确圧基本参数

13、，计算点的坐标，调用AutoCAD命 令绘图*运用MasterCAM进行凹凸模数控加工的方法？ ？ ？ ？ ？ ？第三章塑料模CAD/CAM1. *注射模CAD/CAM和有限元分析的主要内容注射制品的儿何造型模腔工作面的自动生成模具结构方案设计标准模架的选择二维工程图的生成模具模拟装配数控仿真和数控程序生成模具成型过程的有限元分析有限元结构力学分析流动分析冷却分析2. 了解注射模模块的基本功能，*注射模的八人功能组成，了解注射模设计的般步骤 注射模可由八大部分功能结构组成。(1) 成型零部件 这些零部件主要决定制品的儿何形状和尺寸。(2) 合模导向机构。(3) 浇注系统。(4) 顶出脱模机构。

14、侧向分型与侧向抽芯机构n(6)排气结构。温度调节系统。(8)支承零部件。3. *成组技术的基本原理，了解成组技术的发展状况、应用和特点机械加丁屮的成组技术是指对相似的零件进行识别和分组，相似的零件归入一个零件组或零件 族，并在设计和制适屮充分利用它们的相似点，以提高生产效率，并获得更好的经济效益。2009-12-22 03:33冋复60.209.210. *4. *基于成组技术的零件编码分类方法的基本原理1. 视检法(人工识别分组法)2. 编码分类法2.1特征码位法9位编码完全一致2.2码域法 可在一定范围内浮动2.3特征位码域法 某儿个位上一致，某儿个位上可在一定范围内浮动3. 生产流程法1

15、)顺序分支法5. * *顺序分支法的原理顺序分支法乃是将待分类的全部零件按其工艺过程逐个的判别，使之归属于相应的各级分支组， 进入各级分支纽的诸零件在丁序(主要的)类型、数目和顺序上完全一致；然斤 遵循一淀的并枝 原则把各级分枝组合并为零件总数适当的加T族。6. *注槊模CAD系统的工作流程，了解注舉模CAD的基本特点 建立儿何模型。工艺性考核。确定浇口形式。模具型腔数目和模具尺寸设计。标准模架选择。将制品儿何模型转换为型腔、型芯的儿何模型。浇注系统结构设计。冷却系统的设计。加入模具零件。装配图和零件图。7. *浇注系统的组成：主流道、分流道、浇口及冷料穴8. *基于注射模的三维数控加工与二维

16、加工的不同？ ？三维儿何模型可以在显示屏上旋转与放大，可以在任意部位剖切，还可以采用逼真的彩色渲染图, 在许多情况下可以省去模型或样板的制作T序。可以采用工艺性分析软件对该模型进行注射成型 工艺性考核。流动分析软件能够对设计师拟定的浇I I方案进行多方而的导向和考核，能帮助设计 师在确定浇口方案时得到理想的須料熔体流动型式，控制熔合纹的形成位直，减小制品某些敏感 区域的模蜩应力.此外，流动分析软件还能用来选择较好的注射成型参数，例如蜩料熔体的熔化 温度和模具型腔温度等。显著地缩短了模具设计与制造时间，减少了对模具工作者经验和技艺的 依赖，提高了模具和塑料制品的质量。9. 和有限元法的基本原理对

17、于连续体的受力问题，可以假想地将整个求解区域离散化，分解成为一定形状有限数量的小区 域（即单元），彼此之间只在一定数量的指定点（即节点）处相互连接，组成一个单元的集合体 以替代原來的连续体，如图71弯曲凹模的受力分析所示；只要先求得各节点的位移，即能根据 相应的数值方法近似求得区域内的其他各场量的分布；这就是有限元法水有限元求解的基本过程有限元软件并不直接体现以上的过程，一般只是根据相应的功能分为前处理、分析计算和后处理 三大部分。前处理模块的丄要功能是构建分析对象的儿何模型、定义屈性以及进行结构的离散划分单元； 分析计算模块则对单元进行分析与集成，并最终求解得到各未知场量；后处理则将计算结果

18、以各种形式输出，以便于了解结构的状态，对结构进行数值分析。衬槊料流动过程模拟的基本原理，了解相关的CAE软件魄料成型过程屮，由于舉料熔体的粘度高、雷诺数低，故熔体流动可简化为不可压缩的层流，符 合牛顿流动定律。由于槊料制件一般都是薄壁零件，厚度方向尺寸远小于另两个方向的尺寸；故 注射成型吋熔体在三维模具型腔屮的流动状态可看作是类似于无限人平板间局部完全发展的平 面流动，即简单剪切流动。了解APT语言的语法，*APT语言所包括的儿种语言类型，能正确的理解APT语言（PARTNO AN EXAMPLE /*初始语句，$ PART GEOMETRY DEFINITIONS /*注释Cl=CIRCLE

19、/10, 60, 12.5 严圆定义语句C2=CIRCLE/40,20, 14.5C4=CIRCLE/0, 0, 25/*圆定义语句，与圆C2和C4外切，半径12.5C3=CIRCLE/TANTO, OUT, C4, OUT, C2, YSMALL, RADIUS, 12.5严直线定义语句，与圆C4相切，并与X轴成90L1=LINE/XSMALL, TANTO, C4, ATANGL, 90L2=LINE/-25, 72.5, 10, 72.5 /*直线定义语句严直线定义语句，右面与圆C2和C1相切L3=LINE/RIGHT, TANTO, C2, RIGHT, TANTO, Cl$ DEFI

20、NE CUTTER AND TOLERANCES /*注释语句，定义刀具和公差CUTTER/15 /*指定刀具形状和尺寸，铳刀INTOL/0.005 /* 内容差为 0.005OUTTOL/O.OO 1 /*外容差为 0.001严注释语句，定义基准和工艺数据$ DEFINE DATUM AND MACHININGFROM/O, 0, 30 /*指定起刀点严刀具运动指令,走增量(-50, 0, 0)GODLTA/-50, 0, 0严平面定义语句，用(0, 0, 1,2)定义XY平面PSIS/(PLANE/0, 0, 1, -2)GO/PAST, L2TLLFT, GORGT/L2GOFWD/C1

21、GOFWD/C2,TANTO,C3GOFWD/C3,TANTO, C4GOFWD/L3GOFWD/C4GOFWD/L1,PAST,L2GODLTA/O, 0, 32/*打印刀位数据/水无后置处理/*结束语句GOTO/O, 0, 30CLPRNTNOPOSTFTNT)2009-12-22 03:3321138.5.*数控这条留汗是通过于机发农的，我也要用于机发表留直! 冋复123.235.2. *我们24号考试23号就出來了哈哈 爽啊 2009-12-24 00:13 冋复123.2352* 9 楼第一章概述1. CAD、CAM的基本含义CAD是指以计算机为辅助手段来完成整个产殆的设计过程，广义

22、的CAD包括设计和分析两个 方面广义的CAM是指通过计算机与生产设备直接的或间接的联系，进行规划、设计、管理和 控制产品的生产制造过程。主要包括使用计算机來完成数控编程、加工过程仿真、数控加工、质 量检验、产品装配、调试这些工作2. 联机系统的联网方式，了解换件组成及分类，指计算机及乞种配件设备，如乞种档次的计算机、打印机、绘图机、数控机床等 单机系统;联机系统（总线型，星型，环型，网型，混合型）2. 软件的组成和层次关系系统软件，支撑软件，应用软件3. 参数化设计的基本概念和特点；参数化设计是指参数化模型的尺寸用对应的关系描述，而不是确定的数值。特点：基于特征，全 尺寸约束，尺寸驱动，全数据

23、相关4. 参数化设计两种方法的基本原理；变量儿何法就是将儿何形状定义为一系列的特征点，将儿何元素间的约束关系转换成以特征点坐 标为变量的约束方程纟fL当约束变化吋，解出方程组，得到一系列新的特征点，从而生成新的儿 何模型。缺点：缺乏检查有效约朿的手段；局部修改性能差；结果儿何形状不唯-。 尺寸驱动法：在图形绘制过程屮，通过尺寸标注的形式來描述实体的儿何信息（如长度、角度、 半径、方位等），当修改这些标注值时，实休的形状白动发生变化。4. 变量化设计的基本原理、特点和参数化设计的区别？变量化技术是在参数化的基础上乂做了进一步改进后提出的设计思想。变量化造型的技术特点是 保留了参数化技术基于特征、

24、全数据相关筹优点，但在约束定义方面做了根本性改变。变量化造型技术的主要特点：允许欠约束状态的存在，工程关系的引入VGX技术（形状和 尺寸约束分开）动态导航技术五主模型技术区别：参数化一尺寸约束和形状约束一体，通过尺寸约束来控制形状n 变量化既有尺寸约束，乂有形状约束。允许非全约束的情况存在。5. CAD/CAM系统集成的方法专用数据接口集成 标准数据接口集成6. 主流 CAD/CAM 软件：UG, SOLTDEDGE, AutoCAD, MDT, SolidWorks, Cimatron, Pr o/E2009-12-24 10:54冋复123.235.2. * 10 楼第二章 CAD/CAM

25、基础知识1. 儿何建模的定义和儿何信息与拓扑信息的基本概念儿何建模就是形体的描述和表达是建立在儿何信息和拓扑信息基础的建模。其主要处理零件的儿 何信息和拓扑信息。儿何信息：指物体在欧氏空间屮的形状、位宜和大小，最基本的儿何元索是 点、直线、面。拓扑信息：指拓扑元索（顶点、边棱线和表面）的数量及其相互问的连接关系。2. 简单曲面的儿种生成方法线性拉伸面（平移表面），直纹面，旋转面，扫描面，边界曲面，3. 曲而建模的特点：它克服了线框模型的许多缺点，能够完整地定义三维物体的表而，可以 在屏幕上生成逼真的彩色图像，可以消除隐藏线和隐藏而n 2）曲而建模实际上采用的蒙而的方 式构造零件的形体，因此很容

26、易在零件建模中漏掉某个其至某些面的处理，这就是常说的丢面。3）依靠蒙而的方法把零件的各个而粘贴上去，往往会在面与而的连接处岀现重叠或者间隙，不 能保证建模精度。4）由于曲面模型屮没有各个表面的相互关系，不能描述物体的内部结构，很 难说明这个物体是一个实心的还是一个薄壳，不能计算其质量特性。4. 实体建模的基本原理：实体建模认为，实体除了具备而的信息之外，还具有空间信息。因 而实体模型需要对这些空间信息进行描述。5. 实体建模中边界表示法的原理、特点及其和曲面建模的区别原理：边界表示法是用物体封闭的边界表面描述物体的方法，这一封闭的边界表面是由一组面的 并集组成的。特点：（1）边界表示法强调的是

27、形体的外表细节，详细记录了形体的所有儿何和拓扑信息。（2） 数据结构在管理上易于实现，也便于系统直接存取组成实体的齐种儿何元索的具体参数，当需要 进行有关儿何体的结构运算时，可以直接使用儿何体的面、边、体、点定义的数据，进行交、并、 差运算，戻至可以直接通过人机交互的方式对实体进行修改。（3）面的边线存储是按照逆时针 存储，因此边在计算机内部存储都是两次，这样边的数据存储有兀余。此外，它没有记录实体是 由哪些基本体索构成的，无法记录基本体索。区别：边界表示法的表面必须封闭、有向，乞张表面间有严格的拓扑关系，形成一个整体。而表 面模型的而可以不封闭，面的上下表面都可以有效，不能判定而的哪一侧是体

28、内与体外；此外， 表面模型没有提供各张表面之间相直连接的信息。6. 构造立体儿何法（CSG）的基本原理及其与边界表示法之间的区别基本原理：物体都是一些基本体素按照一定的顺序拼合而成的。通过记录基本体索及它们的集合 运算表示物体的生成过程。特点（1）数据结构非常简单，每个基本体素不必再分，而是将体素 直接存储在数据结构屮。（2）对于物体结构的修改非常方便，只需要修改拼合的过程或编辑基 本体索。（3）能够记录物体结构生成的过程。也便于修改.（4）记录的信息不是很详细，无法 存储物体最终的详细信息，如边界、顶点的信息等。边界表示法特点：（1）边界表示法强调的 是形体的外表细节，详细记录了形体的所有儿

29、何和拓扑信息。（2）数据结构在管理上易于实现, 也便于系统直接存取组成实体的务种儿何元索的具体参数，当需要进行有关儿何体的结构运算 吋，可以直接使用儿何体的面、边、体、点定义的数据，进行交、并、差运算，其至可以直接通 过人机交互的方式对实体进行修改。（3）它没有记录实体是由哪些基本体索构成的，无法记录 基本体索7. 空间单元表示法的工作原理和判定方法原理：通过一系列空间单元构成的图形來表示物体的一种表示方法。这些单元是有一定大小的空 间立方体。在计算机内部通过定义各个单元的位宜是否填充來建立整个实体的数据结构。判定方 法：首先定义三维实体的外接立方体，并将其分割成八个子立方体，依次判断每个子立

30、方体，若 为空，则表示无实休;若为满表示有实体充满;若判断结果为部分有实体填充，将该子立方体继续 分解，直到所有的子立方体或为空，或为满，直到达到给定的精度。 2009-12-24 11:28 冋复123.235.2. 11楼*8. 特征的概念与分类：特征是产品信息的集合，它不仅具有按一定拓扑关系纽成的特定形状，且反映特定的工程语义，适宜在设计、分析和制造中使用。特征的分类：精 度特征，技术要求特征，形状特征，材料特征，管理特征，工艺特征，制造特征，装配特 征9. 形状特征的分类：根据形状特征在构造零件屮所起的作用不同，可分为主形 状特征（主特征）和辅助形状特征（辅特征）.1.主特征：主特征用

31、来构造零件的基本儿何形体, 可分为简单主特征和宏特征两类。简单主特征主要指圆柱体、圆锥体、成形体、长方体、 圆球球缺筹简单的基本儿何实体。宏特征指具有相对固定的结构形状和加工方法的形状特 征，其儿何形状比较复杂，而乂不利于进一步细分为其他形状特征的组合。2.辅特征是依附 于主特征之上的儿何特征，是对主特征的局部修饰，反映了零件儿何形状的细微结构。辅 特征附于主特征，也可依附于另一辅特征。组合特征是指一些简单辅特征组合而成的特征。 复制特征指由一些同类型附特征按一定的规律在空间的不同位宜上复制而成的形状特征。10. 特征类之间的关系：继承联系INS,领接联系CONT,从属联系1ST,弓I用关系REF,11. 数据加工的插补方式和数控系统的控制类型70 插补方式：线形插补，圆弧