CADCAM技术基础试题

CAD/CAM 技术基础 试题

1. 简述你对CAD/CAM 概念的理解。（10分）

2. 机械CAD/CAM 系统中支撑软件的作用是什么？它由哪些部分组成？（10分）

3. 简述CAD/CAM 集成的主要方法。（10分）

4. 已知图1所示的五角星的10个顶点坐标为（11,x y ）、（22,x y ）、（33,x y ）…（1010,x y ）。现要使该五角星的中心沿22(3)(4)36x y -+-=的圆运动，且运动中，五角星的一条对称轴线AB 始终通过该圆的圆心，试推导实现该运动过程的坐标变换矩阵。（20分）

5. 简要说明实体建模的基本原理，欲构造如图2所示的实体体素，试画出其数据的逻辑结构图，做出其几何信息表和拓扑信息表。（20分）

6. 简要叙述你使用MasterCAM 软件的感受，以加工图3所示零件的形腔为例，说明MasterCAM 编写数控程序的操作步骤。（15分）

7. 试用APT 语言编写完成图4所示零件轮廓加工的源程序。（15分）

图1

图2

1.(10分)

答案要点

（1）计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术是一门多学科综合性技术；

（2）CAD；(2分)

（3）CAM；(2分)

（4）CAPP；(2分)

（5） 从制造过程和CAD/CAM 系统应具备的功能两个方面理解。(4分)

2. (10分)

答案要点

(1)支撑软件的概念；(4分) (2)作用及代表性软件。 (6分)

3. (10分)

答案要点

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。（2分）

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。以标准数据格式作为系统集成的接

口，各应用系统只要能够按照标准格式输入/输出，就可集成到一起。 （2分）

(2) 基于STEP 的CAD/CAM 集成。STEP 标准提供了一种不依赖于具体系

统中型机制，它规定了产品设计、开发、制造，甚至于产品全部生命周期中所包含的诸如产品形状、材料、加工方法、组装分解顺序、检验测试等必要的信息定义和数据交换的外部描述，其目标是希望完整表达产品生命周期各阶段的数据，它具有支持广泛的应用领域，独立于任何具

体的CAX 系统，完整表示产品数 据等优点。 （2分）

(3) 基于数据库的CAD/CAM 集成。由于工程数据库在存储管理大量复杂数

据方面具有独到之处，使得以工程数据库为核心的CAD/CAM 集成系统的到了广泛应用。工程数据库一般包括：全局数据和局部数据的管理、相关标准及标准件库、参数化图库、刀具库、切削用量数据库、工艺知识库、数据代码库等。（2分） (4) 基于PDM 的CAD/CAM 集成。应用产品数据管理的主要目的是为了解

决大量

工程图纸及技术资料的电子文档管理、材料明细表、工程文档的继承、工程变更请求、指令的跟踪管理等方面的问题，PDM 已成为CAD/CAM 集成方面的一项不可缺少的关键技术。应用PDM 即可实现CAD/CAM 的内部集成，如CAD 、CAM 、CAPP 系统之间的集成，又可实现

CAD/CAM 系统与外部系统之间的集成，如与MRP 系统之间的集成。 （2分）

4. (20分)

答案要点 0034x y ==

1001000

101T x y ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥--⎣⎦ 2cos sin 0sin cos 00

1T θ

θθθ⎡⎤

⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦

30

1000

101T x y ⎡⎤

⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

*123V V T T T =

5. (20分)

答案要点

1) 实体造型的基本原理 （5分）；

A) 采用面的法向矢量确定实体的内外侧。为了计算机能够识别表面的矢量方向，将组成表面的封闭边定义为有向边，并确定每条边的方向； B) 利用几何拓扑关系中的棱边与面的相邻关系,确定边的左表面和右表面；

C) 通过记录构成物体的点、线、面、体的几何信息和拓扑信息来描述物体。

2) 有顶点、向边、面定义图(3分)； 3) 逻辑结构图(3分) 4) 顶点表(3分)； 5) 棱边表(3分)； 6) 面表(3分)；

6. （15分）

答案要点

（1）图形交互式自动编程软件，可在已有的实体模型上，交互地进行刀具轨迹的规划，可选择刀具和设置切削参数，并对所生成的刀具轨迹进行仿真验证，操作简单，易学易懂，计算速度快，但建模功能较差，不是熟悉的Windows 界面。 (6分)

(1) 生成几何模型； (9分)

(2) 通过着色检验几何模型是否存在缺陷； (3) 启动外形铣削模块； (4) 选择加工所用的刀具；

(5) 选择加工表面，定义切削参数；

(6) 选择数控程序按钮，进入刀具和加工参数界面，选择参数后，自动进行计算，生成刀具轨迹； (7) 刀具轨迹仿真；

(8)生成数控程序。

7.（15分）

答案要点

（1）定义工件轮廓的各线段；

（2）定义刀具轨迹。

8.简要分析目前CAD/CAM技术应用中存在的问题（至少列举3个存在的问题），

目前CAD/CAM发展中针对这些问题开展的研究工作有哪些？（7分）

9.举例说明近年来用于CAD/CAM三种新的输入设备，并说明其适用范围。（8分）

10.简要你使用EdgeCAM软件的感受，举例说明其基本操作步骤 (10分)

11.简要分析CAD/CAM支撑软件的基本组成和功能（10分）。

12.在CAD/CAM常用的数据结构中，通常采用定长和不定长两种存储结构存出树

状逻辑结构的数据，试举例说明其原理和有缺点（要求画出所举例子的逻辑结构和存贮结构图）（10分）

13.简述CAD/CAM集成的主要方法（10分）

14.以图1所示得立方体为例，说明实体造型的基本原理，画出数据的逻辑结构

图，列出其几何信息表、拓扑关系表。（15分）

15.简述CSG实体建模的基本原理，并用图2所示的零件为例加以具体说明，画

出CSG树，写出运算表达式。（15分）

16.已知如题图3所示的单位立方体，现有一空间平面为：

By

Ax，

+Cz

=

+

试推导该立方体对称变换矩阵。（15分）。

17.简要分析目前CAD/CAM技术应用中存在的问题（至少列举3个存在的问题），

目前CAD/CAM发展中针对这些问题开展的研究工作有哪些？（7分）