CADCAM练习题A答案

CADCAM练习题A答案

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⑴第一次CAD技术革命一曲面造型系统

初期的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统，这种线框造型系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几体数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息，CAE及CAM匀无法实现。进入70年代，飞机和汽车工业中遇到了大量的自由曲面问题，法国达索飞机制造公司的三维曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命，改变了以往只能借助油泥模型来近似表达曲面的落后的工作方式。

⑵第二次CAD技术革命一实体造型技术

有了表面模型，CAM勺问题可以基本解决。但由于表面模型技术只能表达形体的表面信

息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、重心、惯性矩等，对CAE十分不利，最大的问

题在于分析的前处理特别困难。美国SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件一I-DEAS。由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD CAE CAM勺模型表达，给设计带来了惊人的方便性。它的普及应用标志着CAD发展史上的第二次技术革命。

⑶第三次CAD技术革命一参数化技术

进入80年代中期，CV公司提出了一种比无约束自由造型更新颖、更好的算法一参数化

实体造型方法，该算法主要具有以下特点：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。由于参数化技术核心算法与以往的系统有本质差别，若采用参数化技术，必须将

全部软件重新改写，投资及开发工作量必然很大。当时CAD技术主要应用在航空和汽车工业，这些工业中自由曲面的需求量非常大，参数化技术还不能提供解决自由曲面的有效工具，更

何况当时CV的软件在市场上几乎呈供不应求之势，于是CV公司内部否决了参数化技术方案。

策划参数技术的这些人在新思想无法实现时集体离开了CV公司，另成立了一个参数技术公

司（Parametric Techno logy Corp. PTC），开始研制命名为Por/ENGINEERR勺参数化软件。

可以认为，参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。

⑷第四次CAD技术革命一变量化技术

90年代，SDRC公司投资一亿多美元，采用变量化技术将软件全部重新改写，于1993

年推出全新体系结构的l-DEAS Master Series 软件。变量化技术既保持了参数化技术的原有优点，同时又克服了它的不足之处。它的成功应用为CAD技术的发展提供了更大的空间和机遇，实现了CAD技术的第四次设计革命。

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狭义CAM!常是指数控自动编程技术，及与数控机床数控系统的软件接口。依据CAD

系统产生的产品模型，选择加工工艺路线和工艺参数，生成、编辑刀具的运动轨迹，以实现

产品的虚拟加工和产生实际数控机床的零件加工数控程序单。

广义CAM则除了自动编程外，还包括CAPP（工艺过程设计）、MPS（制造过程仿真）、FA （自动化装配）、SFC（车间生产计划控制）和制造过程检测及故障诊断等从生产准备到产品制造的整个过程。3.

CAD即“计算机辅助设计”，广义的CAD包括设计和分析（CAE两个方面。设计是指构造零件的几何形状、选择零件的材料、以及为保证整个设计的统一性而对零件提出的功能要

求和技术要求等；分析是指利用数学建模技术，如有限元、优化设计技术等，从理论上对产品的性能进行模

拟、分析和测试，以保证产品设计的可靠性。一般地，CAD系统应包括资料

检索、方案构思、零件造型、工程分析、图样绘制等。

4.

CAM即卩“计算机辅助制造”，是指以计算机为主要技术手段、处理与制造有关信息，从而控制制造的全部过程。

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线框建模是利用基本线素来定义设计目标的棱线部分而构成的立体框架图。线框建模生

成的几何模型是由一系列的直线、圆弧、点及自由曲线组成，描述的是产品的轮廓外形。

在计算机内部生成三维映像，还可实现视图变换及空间尺寸的协调。

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实体建模是定义一些基本体素，通过基本体素的集合运算或变形操作生成复杂形体的一种

建模技术，其特点在于三维立体的表面与其实体同时生成。由于实体建模能够定义三维

物体的内部结构形状，因此能完整地描述物体的所有几何信息和拓扑信息，包括物体的体、面、边和顶点的信息。

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1 •通过专用的数据接口实现集成

这是一种初级的文件传输集成方式。利用这种方式实现集成时，各个子系统都是在独立

的数据模式下工作。当A系统需要B系统的数据时，需要设计一个专用的接口文件将B系统

的数据格式直接转换成A系统的数据格式，反之亦然。这种集成方式原理简单，运行效率较高。但是开发的专用数据接口没有通用性，不同的在于CAD CAM CAPP系统都需要开发不

同的数据接口，而且当其中某个数据结构发生变化时，其他相关的所有接口程序都需要修改。

2•利用标准格式接口文件实现集成

这种集成方式是建立一个与各个子系统无关的公共接口文件，其他各个子系统都必须满

足这个公共接口的要求，每个子系统中只有两个数据转换子程序，当某一系统数据结构发生变化时只需要修改此系统前、后置处理程序即可，这种集成的关键是建立公共的标准格式。

目前世界上已经研制出多种标准格式，其中典型的有IGES、STEP等。一般CAD/CAM商用软

件都提供了他们的标准格式的前、后置处理功能，所以用户不必自行开发。

3 •基于统一产品模型和数据库的集成

这是一种基于产品模型和数据库的集成是一种将CAD CAPP CAM乍为一个整体来规划

和开发，以工程数据库为基础的。从而实现系统高度集成和共享的方案。集成产品模型是实

现集成的核心，统一工程数据库是实现集成的基础。各个功能模块通过公共数据库和统一的

数据库管理系统实现数据的交换和共享，从而避免了数据文件格式的转化，消除了数据冗余，

保证了数据的一致性、安全性和可靠性。

4 •基于产品数据管理的系统集成

产品数据管理（PDM技术是以产品数据的管理为核心，通过计算机网络和数据库技术，

把企业生产过程中所有与产品相关的信息和过程进行集成管理的技术。与产品相关的信息包

括开发计划、产品模型、工程图样、技术规范、工艺文件、数据代码等，与产品相关的过程包括设计、加工制造、计划调度、装配、检测等工作流程和过程处理程序。基于产品数据管理系统集成是指集数据库管理、完落通信能力和过程控制能力与一体，将多种功能软件集成

在一起，因而它不仅能实现分布式环境中产品数据的统一管理，同时还能为人与系统的集成