CADCAM 复习资料

一章：1、CAD（计算机辅助设计，Computer Aide Design）是指工程技术人员在计算机及其各种软件工具的帮助下，应用自身的知识和经验，对产品进行包括方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等一切设计活动的总称。

2、CAD系统具有几何建模、过程分析、模拟仿真、工程绘图等主要功能。

3、CAPP（计算机辅助工艺设计，Computer Aided Process Planning）是根据产品设计结果进行产品的加工方法和制造过程的设计。

4、CAPP系统的功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工额定时计算等。

5、CAM（计算机辅助制造，Computer Aide Manufacturing）是指计算机在制造领域有关应用的统称，有广义CAM和狭义CAM之分。

广义CAM一般是指利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接关系的各种活动，包括工艺准备、生产作业计划制定、物流过程的运输控制、生产控制、质量控制等方面的内容。

狭义CAM通常指数控程序的编制，包括刀具路线的规划、刀为文件的生成、刀具轨迹仿真以及后置处理和数控代码生成等作业过程。

6、CAD/ CAM主要具有如下的功能：（1）产品几何建模、（2）产品模型的工程分析处理、（3）工程图绘制、（4）辅助制定工艺规程（CAPP）、（5 ）NC自动编程、（6）加工过程仿真模拟、（7）工程数据管理。

7、从CAD/ CAM系统作业过程可以看出，现代产品设计与制造过程具有如下的特征：（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。

8、CAD/ CAM系统是由硬件、软件和设计者组成的人机一体化系统。

9、CAD/ CAM系统的硬件主要由计算机主机、输入设备、输出设备、存储器、生产装备以及计算机网络等几部分组成。

硬件系统应满足如下上网要求：(1)强大的图形处理功能、(2)大外存储容量、(3)有好方便的人机交互功能、(4)良好的通信联网功能。

10、常用的输入设备有键盘、鼠标、图形扫描仪等。

常用的输出设备有图形显示器、打印机和绘图仪等。

11、在CAD/ CAM系统中，根据执行任务和处理对象的不同可将软件分为系统软件、支撑软件、应用软件。

12、CAE部分包括(1)有限元分析模块（2）运动机构仿真分析模块（3）优化设计模块。

13、目前，CAD/ CAM技术正继续向集成化、网络化、智能化和虚拟化方向发展。

（1）集成化：CAD/ CAM技术集成化的形式之一，是将单一的CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM 模块集成为一个系统，利用CAD所建立的数据模型进行运动学和动力学分析，确定产品合理的结构形状，自动生成产品的数据模型存放在系统数据库中，再由系统对存储的产品数据模型进行工艺设计及数控加工编程，并直接控制数控机床进行加工制造，从而使产品设计、制造和分析测试作业一体化。

另一形式是将企业设计领域的CAD/ CAM信息与企业经营管理领域的MIS信息进行综合集成，保证产品数据的有效性、完整性和共享性，以取得企业的综合经济效益。

（2）网络化：通过计算机网络可将分散在不同地点的CAD/ CAM系统工作站和服务器按一定网络拓扑结构连接起来，可实现不同信息的快捷、可靠的交换，共享网络的软硬件资源，可大大降低了产品开发设计成本，加速了产品设计进程。

（3）智能化：智能化CAD/ CAM系统就是将人工智能技术与CAD/ CAM技术融为一体而建立的系统，而人类思维方式的表达和模型的建立还有待予以研究和完善。

（4）虚拟化：虚拟现实技术是利用计算机创建的一种可以自然交互虚拟环境的技术，使操作者具有沉浸感、自主性和交互性的三“I”特征。

二章：栈是限定在表尾进行插入或删除操作运算的线性表。

队列是限定在表的一端插入，另一端删除的特殊线性表。

树是一种非线性数据结构。

常用的数据库结构模型：1、层次模型体现了结点间的“一对多”的关系；2、网状模型体现了事物间的“多对多”的关系；3、关系模型。

PDM（产品数据管理）是一种管理所有与产品相关的信息和过程的技术。

PDM的功能：1、电子资料室管理与检索2、产品配置管理3、工作流程管理4、项目管理功能七章：计算机集成制造（CIM）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）、虚拟制造（VM）CAPP的主要表现：1、将工艺设计人员从繁琐、重复性的劳动中解放出来，2、大大缩短工艺设计周期，提高了企业对瞬息变化的市场作出快速反应的能力，3、有助于对工艺设计人员的宝贵经验进行继承和总结，4、有利于工艺设计的最优化和标准化5、为实现企业信息集成创造条件，便于并行工作、敏捷制造等先进生产制造模式的实施。

CAPP系统主要由零件信息的获取、工艺决策、工艺数据库和知识库、人机界面、工艺文件管理与输出等五大模块组成。

成组技术是利用相似性原理将工程技术和管理技术集于一体的一种生产组织管理技术。

Opitz编码系统：前5位为主码，后4位为辅码。

主码主要用于描述零件的基本结构形状，后4位辅码分别表示零件的主要尺寸、材料及热处理、毛坯形状和精度要求。

CAPP系统按其组成原理可分为派生式、创成式和综合式三大类型。

派生式CAPP系统是利用零件的相似性来检索已有工艺规程的一种软件系统。

派生式CAPP系统的特点：1、该类CAPP系统是以成组技术为基础，理论上比较成熟。

2、派生式CAPP系统问世较早，应用范围比较广泛，有较好的实用性。

3、主要适用于结构比较简单的零件，尤其对回转类零件的应用较为普遍。

4、与常规手工工艺设计方法类似，继承和应用了企业较成熟的传统工艺，但系统的柔性度较差。

5、对于相似性较差的复杂零件，由于难以用编程描述方法形成零件族，不适宜采用派生式CAPP系统。

创成式CAPP系统是一种能综合零件加工信息，自动为一个新零件创造工艺规程的软件系统。

创成式CAPP系统的特点：1、通过逻辑推理，自动决策生成零件工艺规程，无需人为的技术干预。

2、具有较高的柔性，适应范围较广。

3、便于计算机辅助设计和计算机辅助制造系统的集成。

4、由于系统自动化要求高，应用范围广，系统实现较为困难，目前只能简单处理特定环境下的某些特定零件。

创成式CAPP系统一般利用决策树或决策表形式来表示工艺决策知识。

综合式CAPP系统也称半创成式CAPP系统，它综合了派生式CAPP与创成式CAPP的方法和原理，采取派生与自动决策相结合的方法生成工艺规程，即采用派生法生成零件加工工艺流程，采用创成法自动进行各加工工序的决策。

特点：综合式CAPP系统兼顾了派生式CAPP与创成式CAPP两者的优点，客服各自的不足。

既具有系统的简洁性，又具有系统的快捷和灵活性，有很强的实际应用性。

三章：1、设计/制造数据的处理包括：数表和线图的处理。

在处理方法上有：数表的程序化、数表的文件化、数表的公式化、数据库存储等各种处理技术。

2、各类设计手册及制造工艺手册中通常包括两类数表：一是常数数表（如各种材料的力学性能、标准零件的尺寸参数等），二是列表函数（如三角函数表、离散的实验数表等）。

3、数表的公式化处理方法：函数插值法和函数拟合法4、函数拟合法中最常用的是：最小二乘法第四章：1、窗口：矩形观察框，用以显示感兴趣的图形内容。

2、视区：在图形设备上定义的矩形区域，用于输出所要显示的图形和文字，3、若将窗口内容在相应的视区上显示，必须进行坐标变换，其变换可以归结为坐标点的变换。

4、窗口与视区的坐标变换关系可见：1）当视区大小不变时，窗口缩小，则显示的图形放大，窗口放大，则显示的图形缩小。

2）当窗口大小不变时，视区缩小，则显示的图形缩小，视区放大，则显示的图形随之放大。

3）当窗口与视区大小相同时，所显示的图形大小比例不变。

4）当视区纵横比不等于窗口的纵横比时，则显示的图形会产生伸缩变化。

5、剪裁：是裁去窗口之外图形的一种图形处理技术6、二维图形的基本几何变换：比例变换对称变换旋转变换错切变换平移变换第五章：1、三维形体的顶点和棱边的线框结构构造三维形体称（线框模型）——面——（表面模型-曲面模型）2、几何信息：是指构造成三维形体的几何元素在欧氏空间中的位置和大小3、拓扑信息：反映形体中各元素的数量及其相互间的连接关系4、欧拉公式：V(点) - E（边）+F（面）=25、线框模型的特点：优点：数据结构简单，信息量小，占用的内存空间小，操作速度快。

缺点：形体的信息描述不过完整，容易产生多义性，不易正确表达曲面形体的轮廓线6、表面建模：是通过对形体各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法。

7、实体模型的表示方法：扫描表示法（拉伸扫描、旋转扫描）边界表示法构造体素几何表示法单元表示法三维实体不同表示法间的关系8、形状特征包含了所描述形体的（几何信息）和（拓扑信息）是构造零件形状的基本要素，也是零件非几何特征（如精度特征、材料特征等）的载体。

9、形状特征分体特征、过渡特征、分布特征三种类型10、从几何形状角度，形状特征分：通道、凹陷、凸起11、特征间的关系分：邻接关系、从属关系、分布关系12、装配层次关系用来描述产品、部件、零件之间的从属关系13、产品零部件之间装配关系：定位关系、连接关系、运动关系14、装配设计的方法：自底向上、自顶向下自底向上：先分别对各个零件进行详细的结构设计，然后再定义零件之间的装配关系，最终形成产品的装配设计模型。

优点：思路简单，操作方便，容易被大多数设计人员所理解和接受并且零部件是独立设计的，它们之间相互装配关系简单可以让设计人员更专注于单个零部件的设计。

缺点：在装配过程中极易产生零件之间不相配合，相互干涉现象应用：在开展系列产品设计或进行产品的改进设计时自顶向下：从产品功能要求出发，在确定产品的初步方案和结构草图的基础上，确定各组成零件之间的装配关系和相互约束关系，完成装配层次的概念设计和装配草图的绘制，并根据装配关系把产品分解成若干个零件，然后在总装配关系的约束下完成零部件的概念设计和详细设计。

优点：更符合人们的思维方式。

能更好地发挥设计人员的创造力，减少设计阶段不必要的重复工作，提高设计效率，减少产品的研发周期和成本。

应用：在创新设计或新产品开发设计中。

八章：1机床坐标系：是机床上固有的坐标系，一般是由机床制造商在机床出厂前设定。

2工件坐标系：是相对于加工工件而言的，是编程人员根据所加工工件的形状特征和加工要求，为了编程的方便在工件上所确定的坐标系。

3数控相关的代码指令的含义1）G-------准备功能字2）X-------坐标功能字3）F--------进给速度功能字4）S--------主轴转速功能字5）M--------辅助功能字4刀具运动控制面：1）零件面：即加工刀具完成的表面，加工过程中始终与刀具保持接触，可控制刀具切削的深度，在数控加工过程中为固定不动的表面。