机械CAD或CAM试卷及答案

一、概念解释(每题3分，共12分)。

1. 数控编程

根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件。

2. 特征

是设计者对设计对象的功能、形状、结构、制造、装配、检验、管理与使用等信息及其关系的具有确切工程含义的高层次抽象描述。

3. 建模技术

是将现实世界中的物体及其属性转化为计算机内部数字化表达的原理和方法。

4. 窗口

在用户空间中定义的确定显示内容的一个矩形区域。

二、简答题（每题5分，共25分）

1. 请列出你所知道的CAD/CAM支撑软件系统。

SolidWorks, Pro/E, UG, CATIA, MasterCAM等。

2. 列出几种消隐算法的基本测试方法

重叠测试

包容性测试

深度测试

可见性测试

3. 获取质量数据的主要方法有哪些

手工检测

半自动检测（数字化量仪与机器人测量）

自动检测（红外头测量系统）

三坐标测量机

4. 请总结制造技术的发展趋势

全球化、敏捷化、虚拟化、智能化、网络化、标准化、绿色化

5. 列出几种线图的程序化方法

（1）找到曲线的原始理论公式编程（在理论公式存在的条件下）；

（2）对线图进行离散化处理，变为表格形式，按表格程序化方法处理；

（3）拟合经验公式，按经验公式编程。

三、简述对CAD/CAM系统集成的概念的理解，并总结主要集成方法（10分）。

CAD/CAM系统集成是指将基于信息技术的CAD/CAM各组成部分以及制造系统与CAD/CAM有关的其它子系统有机地组织和管理起来，形成一个协同工作的整体，集成包括功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与控制。

CAD/CAM系统的集成方法主要包括如下几种：

(1) 基于专用接口的CAD/CAM集成

(2) 基于STEP的CAD/CAM集成

(3)基于数据库的CAD/CAM集成

(4)基于PDM的CAD/CAM集成

四、为什么曲线和曲面一般采用参数方程进行表示，B样条曲线有何优点（10分）。

曲线和曲面一般采用参数方程进行表示的优点：

(1)具有规范化参数区域[0，1]，容易确定曲线的边界；

(2)参数方程的形式不依赖于坐标系的选取，具有不变性；

(3)对参数表示的曲线、曲面进行几何变换比较方便；

(4)在非参数表示中，以斜率表示变化率，可能会出现；而在参数表示中，变化率以

切矢量表示，不会出现。

(5)表示能力强（任意形状复杂的曲线、曲面），易于离散生成，容易控制形状和人机

交互。

B样条曲线的优点

(1)局部性曲线P(t)在参数区间[ti,ti+1)(k-1<=i<=n)上的部分只与控制点

Pi-k+1,…,Pi有关。

(2)凸包性区间[ti,ti+1) 在Pi-k+1,…,Pi的凸包之内。

(3)直线再生性

(4)分段参数多项式曲线P(t)在参数区间[ti,ti+1)(k- 1<=i<=n)上是次数不高于k-1

的多项式曲线

(5)仿射不变性

P

五、请总结图形交互式数控编程主要步骤，并予以必要说明（10分）。

基本工作过程：

(1) 几何造型

(2) 加工工艺决策

(3) 到位轨迹的计算及生成

(4) 后置处理

(5) 程序输出

六、以合适的方法表示如右图所示传动系统，A 为输入轴（10分）。

A B C D

E F

H

G

七、请简要阐述DFx 技术，并列出几种DFx 技术（10分）。

要点：

DFx 是一种基于知识的产品设计方法

DFx: Design for X

侠义：x 表示A 、M 、Q 、……

广义：x 是eXcellence 中的一个字母‘X ’，表示面向全面优化的设计

如DFX 、DFM 、DFE 、DFLC

八、如右图所示，欲求图形P(x, y, z)关于OABC 平面的对称点，试采用几何变换法实现求解过程，推导其变换矩阵（列出过程即可）。（13分）

答案要点及评分

步骤1，3，4各3分，步骤2 为4分

(1) 旋转OABC 平面 使之与OZX 面重合

1cos sin 00sin cos 0000100

001T αααα⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

(2) 对称变换 21000010000100001T ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

(3) 对步骤(1)做逆变换, 使OABC 平面回到原来的位置

3cos sin 00sin cos 0000100001T αααα-⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

(4) 组合变换矩阵, 有:

123T T T T =⋅⋅