CADCAM试题

CAD／CAE/CAM基础理论与原理复习题

1、简述CAD／CAM系统的组成？

CAD/CAM系统以计算机硬件、软件为支撑环境，通过各个功能模块(分系统)实现对产品的描述、计算、分析、优化、绘图、工艺规程设计、仿真以及NC加工。广义的CAD/CAM 集成系统还应包括生产规划、管理、质量控制等方面。CAD/CAM系统的组成包括CAD、CAE、CAPP、CAM和工程数据库、产品数据交换标准、计算机网络等单元技术。

2、什么是参数化设计？有什么优点？

一般是指设计图形拓扑关系不变，尺寸形状由一组参数进行约束。参数与图形的控制尺寸有显式的对应，不同的参数值驱动产生不同大小的几何图形。可见，参数化设计是规格化、系列化产品设计的一种简单、高效、优质的设计方法。它的优点是设计人员在更新或修改产品模型时，无须考虑几何元素之间能否保持原有的约束条件从而可以根据产品需要动态的、创造性的进行产品设计。

3、简述PDM系统及其在企业设计部门中的作用？

PDM是管理产品生命周期中产品定义信息的电子仓库。它是CAD/CAM等应用工具的集成框架；它为产品开发提供一个并行的协作环境。PDM是以软件、计算机网路、数据库、分布式计算等技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术，提供产品全生命周期内的信息管理，为企业建立一个并行的协同工作环境。

PDM系统的主要功能包括数据仓库与图档管理、产品配置管理、工作流程管理、分类与检索、工具与集成件以及项目管理等方面。

4、产品的全生命周期的含义是什么？

PLM是企业的一种商业战略，它应用一整套的业务解决方案，实现扩展企业环境（包括客户、设计和供应链）下的，覆盖从产品概念阶段到报废的整个生命周期的，产品定义信息的协同开发、管理、分发和使用，实现人、过程、业务系统和信息的集成。

5、MES含义是什么？MES在企业生产中的作用如何？

MES（制造企业生产过程执行管理系统）：MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理

平台。

6、简述数控机床的组成？

主要包括输人装置、数控装置、执行装置、检测装置及辅助控制装置几个部分。

7、阐述数控编程的基本步骤？

编程人员根据零件图纸和数控语言手册编写一段简短的零件源程序作为计算机的输入，计算机经过翻译处理，进行该刀具运动轨迹计算，得出刀位数据，再经过后置处理，最终生成符合具体数控机床要求的零件加工程序。该程序经相应的传输介质传送至数控机床并进行数控加工。后置处理结果还可在计算机屏幕上进行仿真加工，以检查处理结果的正确性。8、简述优化设计一般工作流程？

建立优化设计数学模型（设计变量、约束条件、目标函数）；

采用适当的最优化方法，求解数学模型。

9、3D打印是如何影响CAD／CAM系统的工作流程的？

3D打印是一种输出技术，CAD/CAM设计的3D模型是以数据的形式记录在电脑里的，可以用3D打印打印出来变成实体的模型。3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。形成的是一个实体的模型。如果没有3D打印机，CAD/CAM设计的3D模型要加

工出来需要先开模，制作一个生产这个模型的模具，然后利用这个模具大规模批量生产。模具的价格昂贵。3D打印机不需要先制作模具可以直接打印模型，小批量生产，或者做样品产能效率显著提高，降低成本，但大量生产产品就很不划算，因为打印材料很贵，而且打印效率低下。

10、虚拟现实是如何影响CAD／CAM系统的工作流程的？

在CAD/CAM中应用虚拟与现实技术，可以缩短设计制造周期，提高设计质量，降低设计成本。一般工程机械设备都要经过设计、加工、检测、装配、试运行等阶段，目前计算机技术已经被广泛应用于各个阶段中。在CAD/CAM技术的应用方面，虚拟现实技术具有广阔的发展前景。在CAD/CAM中计算机仿真已经应用于如下几个方面: (l)机构运动轨迹方式的仿真;(2)构件受力的有限元分析;(3)机器装配整体性能模拟;(4)工程构件破坏性实验分析。

11、比较参数化设计与变量化设计优缺点？

无论参数化设计还是变量化设计，其本质是相同的，即在约束的基础上驱动产生新的设计结果，所不同的是约束自由度的范围。在参数化设计方法中要严格的逐个连续求解参数；而在变量设计方法中则是方程式的联立求解。

12、请给出有限元分析法的特点及其一般工作流程？

有限元法是一种数值离散化方法，根据变分原理进行数值求解.因此适合于求解结构形状及边界条件比较复杂、材料特性不均匀等力学问题，能够解决几乎所有工程领域中各种边值问题.

结构和受力分析一离散化处理一单元分析一整体分析-引入边界条件求解

13、试论述PDM 与产品设计和开发过程的关系？

PDM是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术，在逻辑上将各个CAX信息化孤岛集成起来，利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程，通过逐步建立虚拟的产品数据模型，PDM系统可以有效、实时、完整地控制从产品规划到产品报废处理的整个产品生命周期中的各种复杂的数字化信息。14、在产品设计与开发中，并行工程与传统的串行开发模式相比，具有什么优点？

并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下，将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重叠，充分利用了原有技术，并吸收了当前迅速发展的计算机技术、信息技术的优秀成果，使其成为先进制造技术中的基础；在并行工程中为了达到产品的一次设计成功，减少反复，它在许多部分应用了仿真技术；主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中，可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展方向是虚拟制造。

15、什么是反求设计？论述其应用场合？

反求工程是指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，按照现有模型，利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原型CAD模型的过程。它是以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为基础。运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有模型进行解剖、深化和再创造，是已有设计的设计。

(1)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，在对零件原型进行测量的基础上，使其原型再现。(2)对现有的产品中某个零件艺术品进行修复时，需要反求工程获得现有产品零件的CAD模型，对CAD模型进行各种性能及尺寸分析，从而确定该零件结构信息和工艺信息。(3)当设计必须通过实验测试才能定型工件时，通常也采用反求工程的方法。(4)对于外型难以直接用计算机进行三维造型的设计(如复杂的艺术造型)，这时就需要通过反求工程将实物转化为三维CAD模型。(5)当设计制作人体拟合产品时，如