数字化设计与制造试题及答案

数字化设计与制造试题及答案

一、填空题

1.在全球化竞争时代，制造企业面临严峻挑战体现在时间产品质量成本服务水平和环保

2.从市场需求到最终产品主要经历两个过程：设计过程和制造过程。

3.设计过程包括分析和综合两个阶段。

4.数字化设计技术群包括：计算机图形学计算机辅助设计计算机辅助分析和逆向工程。

5.有限元方法是运用最广泛的数字化仿真技术。

6.数控加工是数字化制造中技术最成熟最、运用最广泛的技术。

7.实现数据交换的两种方式：点对点交换和星形交换。

8.计算机图形学主要是对矢量图形的处理。

9.笛卡尔坐标系分为：右手坐标系和左手坐标系。

10.常用坐标系的转换关系：建模坐标系-世界坐标系--观察坐标系--规格化坐标系--设备坐标系。

11.参数化造型的软件系统分为：尺寸驱动系统和变量设计系统。

12.仿真的对象是：系统。

13.CAPP的类型：派生型、创成型、智能型、综合型、交互型。

14.高速切削刀具的材料有;金刚石、立方氮化硼、陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具。

15.逆向工程的四种类型：实物逆向、软件逆向、影像逆向和局部逆向。

16.逆向工程基本步骤：分析、再设计、制造。

17.实物逆向工程的关键技术主要有：逆向对象的坐标数据测量、测量数据的处理及模型重构技术。

18.对三坐标测量机数据修正方法：等距偏移法、编程补偿法。

19.典型的快速原型制造工艺及设备：立体光固化（SL）、熔融沉积成形(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、叠层实体制造(LOM)、三维印刷(3DP)。

20.尺寸驱动系统只考虑尺寸及拓扑约束，不考虑工程约束，变量设计系统不仅考虑尺寸及拓扑约束还考虑工程约束。

21.FMS是指柔性制造系统

二、简答题

1.CAD、CAE、CAM之间的关系？

答：以计算机辅助设计和计算机辅助分析为基础的数字化设计和以计算机辅助制造为基础的数字化制造，是产品数字化开发的核心技术。

数字化设计与制造的特点有哪些？

答：a.计算机和网络技术是数字化设计与制造的基础；

b.计算机只是数字化设计与制造的重要辅助工具；

c. 数字化设计与制造能有效地提高了产品质量、缩短产品开发周期、降低产品成本；

d.数字化设计与制造技术只涵盖产品生命周期的某些环节。

2.窗口与视口的变换关系是怎样的？

答：视口不变，窗口缩小或放大，视口显示的图形会相应的放大或缩小；窗口不

变，视口缩小或放大，视口中显示的图形会相应地缩小或放大；视口的横纵比不等于窗口的横纵比，视地口中显示的图形将有伸缩变化；视口和窗口大小相等、坐标原点也相同时，视口中显示的图形不变。

3.二维图形的几何变换关系是怎样的？

答：其中{a、b、d、e}为图形的缩放、旋转、对称和错切等变换的相关矩阵，{c、f}为图形的平移变换，{g、h}为图形的投影变换，{i}为图形的伸缩变换。

4.特征造型与传统造型的区别是什么？

答：传统造型着眼于完善产品的几何描述能力。特征造型则着眼于如何更好的表达产品完整的技术及生产管理信息，以便建立产品的集成信息模型服务。设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品的功能要素。

5.数字化仿真的基本步骤有哪些？

答：问题描述与需求分析、设定研究目标和计划、建立系统的数学模型。

6.快速原型制造技术的步骤和特点？

答：它的基本步骤是：通过产品的正向设计和逆向测绘，在计算机中建立产品的三维数字化模型。根据具体要求，将模型离散为一系列有序单元，根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，生成数控代码。选择合适的材料及成形工艺，利用快速成型机，将材料按照指定的路径逐层堆积并连接起来，得到产品的三维物理实体。

特点是：是以数字化设计及制造技术为基础可以实现产品的快速制造高新技术集成的产物可以实现自由成形材料来源丰富应用领域广泛。

三、名词解释

1.计算机图形学（CG）：是研究如何利用计算机生成、储存、处理、显示和管理图形的一门科学。

2、特征：广义的特征是指在产品开发过程中各种信息的载体，狭义的特征是指有一定拓扑关系的一组实体体素构成的特定形体、

3、参数化造型：使用约束来定义和修改几何模型。约束包括（尺寸约束、拓扑约束和工程约束）。

4、仿真：是通过对系统模型的实验，研究已经存在或设计中的系统性能的方法及其技术，它是一种基于模型的活动。

5、优化设计：指有多中优化方案，有一个优化目标，通过数学模型设计，数学模型3要素包括设计变量、目标函数、约束条件。

6、计算机辅助工艺规划（CAPP）：是指利用计算机来制定零件加工工艺的方法和过程，通过向计算机输入被加工零件的几何信息、工艺信息、加工条件以

及加工要求等，由计算机自动输出经过优化的工艺路线和工序内容等。

7、成组技术(GT):是近十几年发展起来的一门综合性生产技术。它以零件之间

的相似性为基础，研究如何将生产活动中相似的问题归类成组，根据结构和工艺的相似性将产品众多的零件分类形成为数不多的零件族，再将同一零件族中分散的小生产量汇集成较大的成组生产量，寻求相对统一的优化解决方案，从而以接近于大批量生产的方式来生产多品种、中小批量的产品，提高生产的效率和经济效益。

8、快速原型制造：是指由产品数字化模型直接驱动成形设备，以快速制造任意复杂形状三维物理实体的相关技术的总称。

9、柔性制造系统：是由两台以上的数控机床组成并配有自动化物料处理系统的制造系统，它适用于中小批量。较多品种零件的加工，具有高柔性和高智能性。

10、计算机集成制造系统：是一种组织、管理与运行企业生产的哲理，它借

助计算机软件及硬件，综合运用现在管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全过程中有关的人、组织、技术、经营管理三要素与信息流、物流有机地集成并优化运行，实现企业整体优化，以达到产品高质、低耗、上市快、服务好，帮助企业赢得市场。

11、计算机集成制造系统分为：企业管理软件系统、产品数字化设计系统、

制造过程自动化系统、质量保证系统、物流系统等五个功能子系统及计算机网络系统、数据库系统等两个支撑子系统。

12.并行工程：并行工程是对产品即其相关过程进行集成地并行设计的系统化工

作模式。