(完整版)哈工大CADCAM技术试题2007B答案

简述对 CAD/CAM 概念的理解，并谈谈对 TOP-DOWN 技术的理解( 10 分)。

答案及评分要点

1) CAD/CAM 概念的理解 (3 分)

(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) 从制造过程和 CAD/CAM 系统应具备的功能两个方面理解。

2) TOP-DOWN 技术的理解 (7 分)

(1) TOP-DOWN 的概念

(2) TOP-DOWN 的作用和意义 机械 CAD/CAM 系统中支撑软件的作用及其代表性软件有哪

些( 10 分)？

答案及评分要点 (1)

基本图形资源与自动绘图 AutoCAD (2)

几何造型 Pro/E, Unigraphics, CATIA, SolidWorks (3) 工程分析与计算

ANSYS, NASTRAN, COSMOS (4) 仿真与模拟 DelCAM, TecnoMatrix

(5) 专用设备控制程序生成

MasterCAM, EdgeCAM (6) 集成与管理

ORACLE, SYBASE 简述集成的技术内容，并总结 CAD/CAM 集成的主要方法( 7 分)。

与 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。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。 (1 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。 ( 1 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。 (1 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

1. 2. 3.

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

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， 3 分)

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。 （1 分） 4.简述你对特征概念的理解（8分）。

答案要点

实体造型仅仅考虑几何信息，缺乏工艺信息和物理属性信息等，不易于系统集成。 （3分） 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。 （5分）

5.已知图1所示的五角星的10个顶点坐标为（x i ,y i ）、（ X 2,y 2 ）、（ X 3,y 3 ）•••

（ x io ,y io ）。 现要使该五角星的中心沿（X 3）2 （y 4）2 36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（ 15分）。 答案要点及评分

组合变换矩阵，有: (1) 平移P 点，使圆心过坐标原点

1

0 0 T 1

1 0 3 4 1

⑵ 旋转变换:

cos

sin 0 T 2

sin cos

0 0

0 1 ⑶ 对步骤（1）

做逆变换， 使圆心到原来的位置， 1 0 0

T 3

0 1 0

每步骤3分

有:

T T i T2 T3

⑸变换:

6.请用适当方法表示图2零件的建模过程（8分）。

答案要点及评分

feW p2

-辭I

P3

一/6

7.简要叙述你对图形交互式数控编程技术优点的理解，并总结主要步骤

（10 分）

答案要点及评分

特点：（5分）

1）不需要用复杂的数学手工计算算出各节点的坐标数据，也不需要用数控编程语言去编写描绘零件几何形状加工走刀过程及后置处理的源程序，该方法具有简便、直观、准

确、便于检查的优点。

2）图形交互式自动编程软件和相应的CAD软件是有机地联在一起的一体化软件系统――既可用来进行计算机辅助设计，又可以直接调用设计好的零件图进行交互编程，对实现CAD/CAM 一体化极为有利。

3）整个编程过程是交互进行的，简单易学，在编程过程中可以随时发现问题并进行修改。

4）编程过程中，图形数据的提取、节点数据的计算、程序的编制及输出都是由计算机自动进行的。因此，编程的速度快、效率高、准确性好。

5）在通用计算机上运行的，不需要专用的编程机，所以非常便于普及推广

I几何造型I

步骤（5分）

加工工艺决策

刀位轨迹

后置处理程序输出 ]