模具CADCAM课后习题答案(赵梅编著)(2015宁波中级工程师考试)

第1章 模具CAD/CAM基础一、 思考题2. 简述CAD/CAE/CAM硬件系统的组成。

（P3‐P4）【答】（1）计算机主机（中央存储器、内存储器）；（2）外存储器（硬盘、光盘、软盘、磁带）；（3）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪等）；（4）输出设备（打印机、绘图仪、图形显示器）；（5）网络设备（网卡、传输介质、调制解调器）；（6）自动化生产设备（数控机床、机器人、自动测量装置等）。

3. 简述国内外常用的CAD/CAE/CAM软件的作用和应用领域。

（P6‐P7） 【答】（1）Pro/E （2）UG （3）CATIA作用：①建模技术（实体模型、特征建模、装配建模、曲面建模）；②工程图制作；③模具设计；④NC数控加工；⑤NC数控加工；⑥逆向工程；⑦有限元分析；⑧产品数据库管理。

应用领域：航天、汽车及电子等行业。

4. 简述CAD/CAE/CAM的发展历程。

（P7‐P9）【答】（1）CAD①20世纪50年代末 ‐ 70年代初，此阶段为初级阶段——线框造型技术。

②20世纪70年代初 – 80年代初，此阶段是第一次CAD技术革命——曲面（表面）造型技术。

③20世纪80年代初 – 90年代中期，此阶段是第二次CAD技术革命——实体造型阶段。

④20世纪80年代中期 – 90年代初期，此阶段是第三次CAD技术革命——参数化技术。

⑤20世纪90年代初 – 至今，此阶段是第四次CAD技术革命——变量化技术。

该阶段出现了许多成熟的CAD/CAE/CAM集成化的商业软件，如符合建模技术的UG等。

（2）CAE①20世纪60 – 70年代，探索阶段，主要针对结构问题发展，解决航空航天中的结构强度、刚度以及模拟实验和分析。

②20世纪70 – 80年代，蓬勃发展阶段，分析技术在结构和场分析领域获得了很大的成功。

③30世纪90年代 – 至今 逐渐成熟壮大，CAE与通用CAD软件集成，自动生成有限元网格并进行计算或进行结构动力学、运动学等方面的计算，极大提高设计水平和效率。

（3）CAM①1952年美国麻省理工学院首次示值成功了数控铣床，通过数控程序对零件进行加工，随后MIT研发了自动编程语言（APT），标志着CAM技术的开端。

②1962年，研制成功世界第一台机器人，实现物料搬运自动化；1965年产生了计算机数控机床CNC系统；1966年出现DNC系统和集中控制的自动化制造系统。

③20世纪80年代，CAD与CAM想结合，行程了CAD/CAM集成技术，导致了新的理论、新算法的大量涌现。

80年代后期，CIMS、CE、AM、VM等先进的制造模式将CAM技术推向了更高的层次。

5. 列举出5 – 8中模具加工的机床。

（P11‐P13）【答】（1）车床 （2）铣床 （3）磨床 （4）电火花机床 （5）线切割机床 （6）注塑机6. 简述模具CAD/CAE/CAM技术的发展趋势。

（P14‐P15）【答】（1）集成化（2）网络化（3）智能化（4）标准化以下为自己编写的简答题7. 计算机硬件配置按其规模和功能划分，有哪几种基本系统。

（P3） 【答】（1）主机系统（2）小型成套系统（3）分布式工作站系统 （4）微型机（PC）系统8. CAD/CAE/CAM技术在模具设计中的发展方向。

（P16‐17）【答】（1）逐步提高CAD/CAE系统的智能化程度。

（2）研究模具的运动仿真技术。

（3）协同创新设计将成为模具设计的主要方向。

（4）模具CAD/CAE集成化系统深入发展。

（5）模具CAD/CAE技术应用的ASP（应用服务提供商）模式将 成为发展方向。

9. CAE技术在模具结构分析中的作用。

（P10‐P11） 【答】（1）强度和刚度分析。

（2）抗冲击试验模拟。

（3）跌落试验模拟。

（4）散热试验模拟。

（5）疲劳和蠕变分析。

10. 我国模具工业的发展趋势。

（P15）【答】（1）模具日趋大型化。

（2）精度愈来愈高。

（3）多功能模具进一步发展。

（4）热流道模具在塑料模中的比重逐步提高。

（5）标准机的应用日益广泛。

（6）快速经济模具的前景十分广泛。

（7）压铸模比例不断提高。

（8）技术含量不断提高。

11. 我国今后需大力发展得模具产品有哪些。

（P15‐P16）【答】（1）汽车覆盖件模具。

（2）精密冲压模具。

（3）大型塑料模具。

（4）精密塑料模具。

（5）大型薄壁精密模具和镁合金压铸模具。

（6）子午线橡胶轮胎模具（活络模）。

（7）新型快速经济模具。

（8）多功能复合模具。

（9）模具标准机（模架、导向件、推管推杆、弹性元件、热流 道元件）。

12. 今后发展模具工业需要提高哪些关键技术。

（P16）【答】（1）已信息技术（计算机、网络通讯、软件技术）带动和提升模具制造技术。

（2）模具设计技术（CAD/CAE/CAM一体化技术）。

（3）模具加工技术（CAM）、高速铣削技术（HSM）。

（4）快速原型制造技术、激光加工技术、直接金属成型技术。

（5）信息化技术、逆向工程、并行工程、敏捷制造等技术，先 进的精密测量技术。

（6）高性能、高品质的新型模具材料及制造工艺。

（7）模具热流道技术、新型模具标准件。

（8）先进的模具修复和抛光技术。

（9）模具制造的现代化管理技术。

第2章 CAD/CAM技术基础1. 三维几何建模系统可以分为几种不同层次的建模类型？其特点分别是什么？（P18‐P20）【答】可以分为：线框建模、曲面建模、实体建模。

（1）线框建模的特点：通过点、直线、圆弧等基本图形元素组成的框架，来描述具有例题形状的几何图形。

结构简单，易于理解，数据存储量少，操作灵活，反应速度快，是进一步进行曲面建模和实体建模的基础。

（2）曲面建模的特点：在线框建模的数据基础上，增加可形成立体面的相关数据。

曲面模型可以为其他应用场合继续提供数据。

曲面建模技术为逆向工程的CAD建模提供了基础。

（3）实体建模的特点：实体模型具有体积，可以用一个确切的数字表示密度。

因而可以具有质量和惯量。

实体模型最有用的是它具有真实性，能够明确地表示真实物体。

2. 试就计算机内部表示三维实体模型的方法常见的几种模式做简单介绍。

（P20‐24）【答】（1）边界表示法（B‐Reps）基本设想是把物体定义为封闭的边界表面围城的有限空间，于是一个形体就可通过它的边界，即面的子集来表示。

每个面又通过边，边通过点来表示。

边际表示法详细记录了构成几何形体的所有几何、拓扑信息，其模型中的数据结构呈现网状关系。

边界表示法的优点在于含有较多的面、边、点及其相互关系的信息。

这些心底对于工程图绘制及图形显示都十分重要，并且易于同二维绘图软件衔接及曲面建模软件联合使用。

此外，这种方法便于通过人机交互方式对模型进行局部修改。

（2）构造立体几何法（Constructive Solid Geometry, CSG）CSG是指，在计算机内部不通过边界平面和边界线来表示，二十通过一些基本体素及它们的几何逻辑运算（如交集、并集、差集）表示，即通过三种形式的布尔运算生成新的几何形体。

（3）混合模式它是在一个系统采用了不同形式的表达方法，如CSG与B‐Reps 的混合使用。

（4）空间单元表示法空间单元表示法是通过一系列空间单元构成的图形来表示物体的一种方法。

这些单元都是具有一定大小的立方体。

在计算机内部主要通过定义各单元的位置时被占有还是没有被占有来表达物体。

空间单元模型的计算机内部表示常用四叉树和八叉树结构。

（5）半空间法该方法是在CSG模式基础上引进的。

空间被分成两半，一半是有意义的，即具有物质的。

利用半空间的概念很容易将CSG模型中的物体继续分割。

3. CSG法与B‐Reps法各有何优缺点。

（P22）【答】5. 计算机辅助数控编程技术的发展大概经历了几个阶段？【答】（1）数控语言自动编程（APT）20世纪50年代，MIT设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制的语言，成为APT。

采用APT语言编制的数控程序具有程序简练、走到控制灵活等缺点。

APT的不足：难以描述复杂的几何形状，确定法几何直观性；难以实现高度的自动化、集成化。

（2）图形自动编程系统针对APT的缺点，70年代微处理机问世后，图形自动编程系统进入使用阶段，将编程语言中的大量信息变成了现实屏幕上的直观图形，成为人机对话式的程序编制工作。

（3）CAD/CAM集成数控编程系统随着CAD/CAM一体化的发展，逐渐形成了计算机集成制造系统（CIMS）及并行工程（CE）的概念，为了适应着两者的发展需要，数控编程系统朝着集成化和智能化方向发展。

6. 数控铣削常用的刀具有哪些？加工参数包括哪些内容？（P35‐P36） 【答】常用刀具有：平刀、圆鼻刀（飞刀）、球刀。

加工参数有：切削速度、进给量、背吃刀量、切削速度。

7. 零件图样分析包括哪些内容？（P36‐37）【答】（1）检查构成加工轮廓的几何条件有无缺陷。

（2）分析尺寸公差、表面粗糙度要求。

（3）形状和位置公差要求。

8. 数控编程的典型流程是什么？（P36‐37）【答】（1）分析零件图样和工艺要求。

（2）自动编程。

（3）编写加工程序单。

（4）程序检验。

（5）传输NC程序到机床加工。

*********************************************************** 以下为自己编写的简答题 9. 对特征建模技术进行简单介绍。

（P25） 【答】特征建模技术包含了更多的工程信息和数据，这种实体被称为 特征。

特征，除了包含零件的几何拓扑信息外，还包含了设计制造过程 所需要的一切非几何信息，如材料信息、尺寸，形状公差信息、热处 理及表面粗糙度信息和刀具信息等。

特征就是一个包含工程含义或意义的几何原型外形。

特征在此已 不是普通的体素，而是一种封装了各种属性和功能的元素。

10. 广义 CAM 与侠义 CAM。

（P27） 【答】广义的 CAM 是指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部 制造过程，包括工艺过程设计、工装设计、NC 自动编程、生产作业 计划、生成控制、质量控制等；侠义的 CAM 仅指计算机辅助制造部分，即数控加工（NC）。

它的 输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运 动轨迹（刀位文件）和数控程序。

第 3 章 冲压磨具1. 简述冲压工序的分类。

（P42‐P44） 【答】冲压工艺分为分离工序和成形工序。

（1）分离工序包括：落料、冲孔、切断（剪切）、修边（切边）、 剖切、切口。

（2）成形工序包括：弯曲（压弯）、辊弯、卷弯、辊形（纵向辊 弯）、拉弯、扭曲、拉深、翻边、缩口、胀形、整形、旋压。

2. 试说明冲裁变形过程的 3 个阶段。

（P47） 【答】3. 冲裁件断面存在哪 4 个特之区？各有什么特点？（P49） 【答】4. 生产实际中如何选择合理的冲裁间隙？（P49‐P52） 【答】生产实际中，一般是以观察冲裁件断面状况来判定冲裁间隙是 否合理，即塌角带和断裂带小、光亮带能占整个断面的 1/3 左右，不 出现二次光亮带、毛刺高度合理，得到这种断面状况的冲裁间隙就是 在合理的范围内。