《CADCAM技术》复习提纲2016

复习提纲
题型
1．填空题15分
2．单项选择题8分
3．多项选择题8分
4．判断题10分
5．简答题18分
6．计算算法题41分
第一章概述
1
2、理解“以技术人员为中心的制造模式”和“以计算机为中心的制造模式”
3、掌握现代产品研发的过程和在不同的阶段采用哪种具体的CAD/CAM技术。

4、CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM的概念、基本功能和CAD/CAM的技术原理？
5、CAD/CAM的技术软件一般包含的基本功能？
应具备图形图像处理、产品与过程建模、信息存储与管理、工程计算分析与优化、工程信息传输与交换、模拟与仿真、人机交互、信息的输入和输出等基本功能。

6、CAD/CAM的主要任务有哪些？
几何建模、工程绘图、计算分析、优化设计、有限元分析、计算机辅助工艺规程设计、数控编程、动态仿真、计算机辅助测试技术、工程数据管理
7、能写出五种以上的主流计算机辅助软件，并能简述其特点。

8、CAD/CAM技术的发展趋势？
设计思想参数化、设计平台微机化、应用模式集成化、设计过程智能化、应用手段网络化、设计模型实体化与可视化、设计方法并行化、设计技术标准化
第二章 CAD/CAM系统
1、CAD/CAM系统中人、硬件、软件的作用？
2、硬件系统都包含什么？
CAD/CAM硬件系统：主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生产加工设备
3、简述CAD/CAM系统总体组成
所谓系统,是指为完成特定任务而由相关部件或要素组成的有机的整体。

一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬件系统, 软件系统。

硬件系统主要由计算机及其外围设备组成，包括主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生产加工设备等，它是可以触摸的物理设备；
软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件，通常是指程序及其相关的文档。

4、CAD/CAM软件系统的组成？各组成部分在系统中起什么作用？
CAD/CAM软件系统：根据系统中执行的任务及服务对象的不同，可将软件系统分为三个层次:——系统软件、支撑软件、应用软件
系统软件主要用于计算机的管理、维护、控制、运行以及对计算机程序的翻译和执行。

支撑软件是CAD/CAM系统的是各类应用软件的基础，由专门的软件公司开发，为用户提供工具或二次开发环境。

应用软件是在系统软件和支撑软件基础上，针对某一专门应用领域的需要而研制的软件,一般提供二次开发所需要的接口、语言和工具等技术支，使二次开发的软件能与应用软件本身紧密结合，构成用户实际需要的CAD/CAM系统。

5、系统软件的功能与组成
功能：使用、管理、控制计算机运行，是用户与计算机联接的纽带。

系统软件组成：操作系统、编程语言系统、网络通讯与管理系统。

6、列举常用的操作系统？至少四种
7、掌握CAD/CAM的三种分类。

第三章计算机图形学基础
1、图形的概念、总类与特点？
凡是能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。

矢量图：
点阵图：
2、计算机图形学的概念：计算机图形学是利用计算机系统产生、操作、处理图
形对象的学科。

3、计算机图形学在CAD/CAM方面的主要功能？
（1）由计算机内的数据生成与之对应的图形，并显示在显示器上；
（2）对图形的各种处理，如图形的几何变换、投影、消隐等。

4、二维工程图的生成方法？给出四种
5、线段的生成DDA算法（重点）
6、线段的编码裁剪法（重点）
7、区域填充算法(简单递归、扫描线)
8、视区、窗口的概念与关系
计算机图形学的基本概念——计算机图形学是利用计算机系统产生、操作、处理图形对象的学科，图形对象可能是矢量图形也可能是点阵图形。

视区与窗口关系：
●视图区大小不变，窗口区缩小或放大时，所显示的图形会相反地放大或
缩小；
●窗口区大小不变，视图区缩小或放大时，所显示的图形会相应地缩小或
放大；
●窗口区与视图区大小相同时，所显示的图形大小比例不变；
●视图区纵横比不等于窗口区纵横比时，显示的图形会有X、Y方向的伸
缩变化。

9、二维图形的几何变换（重点）
二维图形的基本几何变换包括比例变换、对称变换、错切变换、旋转变换和平移变换。

各个变换的变换矩阵。

复合变换矩阵的推导，变换后坐标的计算。

10、投影变换
11、消隐算法的基本测试方法：重叠测试、包含性测试、深度测试、可见性测试
查找、确定并消除隐藏线和隐藏面的技术称为消隐技术
消隐可消除二义性
掌握消隐的种类及原理（物体空间与图形空间的消隐算法）。

第四章三维几何建模技术
1．计算机内部是通过什么表示模型？
2．几何建模的概念与建模步骤？
3．掌握几何信息、拓扑信息
4．形体的六层拓扑结构
5．正则形体与非正则形体的区别
6．CAD数据建模技术上的四次大革命：曲面造型技术、实体造型技术、参数化技术、变量化技术
7．几何建模系统的分类
8．线框建模、曲面建模、实体建模的构造方法、特点和数据结构（重点，要求绘制数据结构列表）
9．实体模型的构造方法：
10．三维实体建模中的计算机内部表示：边界表示法、构造立体几何法、混合模式；各种方法的原理、优缺点。

（重点，要求绘制数据结构图表）11．特征的定义、建模方法和特征建模的特点
12．形状特征的分类
第五章计算机辅助工程
1．工程分析的方法一般有：解析法和数值法
2．计算机辅助工程分析的主要内容：工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学／运动学仿真。

3．有限元分析的概念：先把一个原来是连续的物体剖分成有限个单元，且它们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件来进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。

由于单元的个数有限，节点的数目也有限，所以这种方法称为有限元法。

4．有限元前置处理包括的内容：选择单元类型，划分单元，确定各节点和单元的编号及坐标，确定载荷类型、边界条件、材料性质等。

5．单元类型有哪些？
6．优化设计三要素：设计变量、目标函数、约束条件
7．仿真
模仿真实的系统，意指通过对模拟系统的实验去研究一个存在或设计中的系统。

仿真（Simulation）的关键是建立从实际系统抽象出来的仿真模型。

9、优化数学模型的建立（重点）
第六章计算机辅助工艺设计
1．计算机辅助工艺规程设计，即Computer Aided Process Planning，简称CAPP，是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。

2．工艺设计的特点：工艺设计是一个经验性很强且影响因素很多的决策过程。

随企业资源及工艺习惯的不同有很大差别，在相同的资源及约束条件下，不同的工艺设计人员可能制订出不同的工艺规程。

3．CAPP解决哪几个层次的问题？
4．CAPP系统的分类：
5．零件信息的描述方法：数字编码描述法、几何特征图形描述法的原理。

6．几何特征图形描述法的特征分类
7．CAPP系统零件信息的输入方法
8．派生式CAPP系统工作原理和特点（基于GT技术、基于特征技术）
第七章计算机辅助数控编程
1．数控编程的内容与步骤，（走刀路径、对刀点的选择原则）
2．数控机床坐标系的定义
3．自由曲线的刀位算法
4．平面形腔零件加工时的刀位算法
5．曲面的刀位算法
6．数控程序的检验与仿真方法
分析比较常用的四种数控程序检验方法（试切、刀具轨迹仿真、三维动态切削仿真、虚拟加工仿真），说明其原理和特点。

7. 刀具轨迹仿真的三种验证方法：刀具轨迹显示验证、截面法验证和数值验证。

第八章逆向工程技术
1．逆向工程技术的基本概念：逆向工程(Reverse Engineering)是在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型（称为零件原形），利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形CAD模型的过程。

2．逆向工程的核心包括了以下四个步骤：
（1）零件原型的数字化
（2）从测量数据中提取零件原型的几何特征
（3）零件原型CAD模型的构建
（4）CAD模型的检验与修正
3．零件的数字化和计算机辅助逆向建模是逆向工程的两项关键技术
4．逆向工程多用三维测量，具体有：接触式测量与非接触式测量。

接触式测量主要是利用三坐标测量机；非接触式测量主要包括光学测量、超声波测量、电磁测量等方法。

5．掌握接触式、非接触式测量的优点与缺点。

6．快速原型技术：快速成形技术是采用软件离散-材料堆积的原理，综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术，实现零件模型到三维实体原型制造的一体化加工技术，其基本构思是：任何三维零件都可以看作是许多等厚度的二维平面轮廓沿某一坐标方向叠加而成，因此，可将CAD系统内的三维模型切分成一系列平面几何信息，即对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，按照这些轮廓，数控装置精确控制激光束或其它工具运动，在当前工作层（三维）上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状，然后再铺上一层新的成形材料，进行下一次的加工，形成的各截面轮廓逐步叠加成三维产品。

7．快速原型的主要工艺方法：光固化成形（SLA）、薄料叠层（LOM）、选择性
激光烧结成形（SLS）、熔丝沉积成形（FDM）
第九章CAD/CAM系统集成
1．集成系统应具备基本特征：
2．CAD／CAM集成是指信息和物理设备两方面的集成
3．CAD/CAM的集成方式：集成的系统、系统的集成
4．CAD/CAM系统的集成方法：
通过专用数据接口实现集成、利用数据交换标准格式接口文件实现集成、基于统一产品模型和数据库的集成、基于特征面向并行工程的设计与制造集成方法
5．CAD/CAM集成的关键技术：参数化技术、特征技术、产品数据管理技术、产品数据交换技术、集成框架
6．产品数据交换技术：DXF、IGES、STEP、STL
7．PDM的概念与功能
PDM系统的基本功能包括：
电子仓库与文档管理、产品结构与配置管理、工作流与过程管理、集成开发接口、零件分类管理、工程变更管理、项目管理、集成工具、电子协作等。