第一篇：《CADCAM技術》復習題

復習題 第一章概述

1．常用縮寫名詞的中文和英文全稱 縮寫

中文全稱

英文全稱

CAD

計算機輔助設計

Computer Aided Design

CAPP

計算機輔助工藝過程設計

Computer Aided Process Planning

CAM

計算機輔助制造

Computer Aided Manufacturing

CAE

計算機輔助工程

Computer Aided Engineering

FEM

有限元方法 Finite Element Method

PDM

產品數據管理

Product Data Management

STEP

STEP標準

Standard for Exchange of Product Model

IGES

IGES標準

Initial Graphics Exchange Specification

B-Rep

邊界表示法

Boundary Representation

CSG

構造立體幾何法

Constructive Solid Geometry

2．CAD/CAM技術的概念 1）廣義的CAD/CAM技術

是指利用計算機輔助技術進行產品設計與制造的整個過程，及與之直接和間接相關的活動，包括產品設計（幾何造型、分析計算、工程繪圖、結構分析、優化設計等），工藝準備（計算機輔助工藝設計，計算機輔助工裝設計與制造、NC自動編程、工時定額和材料定額編制等），生產作業計劃，物料作業計劃的運行控制（加工、裝配、檢測、輸送、存貯等），生產控制，質量控制，工程數據管理等。2）狹義的CAD/CAM技術

是指利用CAD/CAM系統進行產品的造型、計算分析和數控程序的編制（包括刀具路徑的規劃、刀位文件的生成、刀具軌跡的仿真及NC代碼的生成等）。3．在CAD/CAM系統中，CAPP是連接CAD、CAM的紐帶。

4．CAD/CAM技術從產生到現在，經歷了形成、發展、提高和集成等階段。CAM先于CAD出現。1952年，數控（Numerical control，NC）機床首次研究成功，通過改變數控程序即可完成不同零件的加工，奠定了CAM的硬件基礎；1955年，研制成功在通用計算機上運行的自動編程工具（APT）語言，實現了NC編程自動化。在計算機圖形終端上直接描述零件，標志著CAD的開始。上世紀90年代以后，隨著硬件性能的提高，出現了一批微機CAD/CAM系統。

5．當今社會機械制造生產的主要方式將是多品種小批量生產。

6．隨著CAD技術的普及應用越來越廣泛和越來越深入，CAD技術正向著開放、集成、智能和標準化的方向發展。第二章

CAD/CAM系統 1．CAD/CAM系統組成

所謂系統,是指為完成特定任務而由相關部件或要素組成的有機的整體。一個完整的CAD/CAM系統必須具備硬件系統, 軟件系統。

硬件系統主要由計算機及其外圍設備組成，包括主機、存儲器、輸入輸出設備、網絡通信設備以及生產加工設備等，它是可以觸摸的物理設備；

軟件系統包括系統軟件、支撐軟件和應用軟件，通常是指程序及其相關的文檔。2．CAD/CAM硬件系統：主機、存儲器、輸入輸出設備、網絡通信設備以及生 產加工設備

3．CAD/CAM軟件系統：根據系統中執行的任務及服務對象的不同，可將軟件 系統分為三個層次:——系統軟件、支撐軟件、應用軟件 第三章計算機圖形學基礎

計算機圖形學的基本概念——計算機圖形學是利用計算機系統產生、操作、處理圖形對象的學科，圖形對象可能是矢量圖形也可能是點陣圖形。視區與窗口關系：

視圖區大小不變，窗口區縮小或放大時，所顯示的圖形會相反地放大或縮小； 窗口區大小不變，視圖區縮小或放大時，所顯示的圖形會相應地縮小或放大； 窗口區與視圖區大小相同時，所顯示的圖形大小比例不變；

視圖區縱橫比不等于窗口區縱橫比時，顯示的圖形會有X、Y方向的伸縮變化。2．二維圖形的幾何變換

二維圖形的基本幾何變換包括比例變換、對稱變換、錯切變換、旋轉變換和平移變換。各個變換的變換矩陣。復合變換矩陣的推導，變換后坐標的計算。3．各種算法

線段(圓弧)的生成DDA算法區域填充算法(簡單遞歸、掃描線)線段編碼裁剪算法 z緩沖器算法射線交點法

第四章三維幾何建模技術

幾種建模方法的原理、特點及其在計算機內的表示。幾何建模就是以計算機能夠理解的方式，對幾何實體進行確切的定義，賦予一定的數學描述，再以一定的數據結構形式對所定義的幾何實體加以描述，從而在計算機內部構造一個實體的模型。三維形體的幾何信息和拓撲信息 形體的定義和正則集合運算

CAD數據建模技術上的四次大革命：曲面造型技術、實體造型技術、參數化技術、變量化技術

線框建模、曲面建模、實體建模的原理、特點和數據結構 常用曲面構造方法：線性拉伸面、直紋面、旋轉面、掃描面

三維實體建模中的計算機內部表示：邊界表示法、構造立體幾何法、混合模式 特征建模及其實現方法 第五章計算機輔助工程 計算機輔助工程的概念。

計算機輔助工程分析的主要內容：工程數值分析、結構優化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學／運動學仿真。有限元分析的概念：先把一個原來是連續的物體剖分成有限個單元，且它們相互連接在有限個節點上，承受等效的節點載荷，并根據平衡條件來進行分析，然后根據變形協調條件把這些單元重新組合起來，成為一個組合體，再綜合求解。由于單元的個數有限，節點的數目也有限，所以這種方法稱為有限元法。有限元分析的基本步驟： 1）前處理——連續體離散化 2）計算單元剛度矩陣 3）組集結構的總剛度矩陣 4）形成節點載荷向量 5）處理幾何邊界條件

6）解線性代數方程組，求出位移 7）求單元和節點的應力 4．優化設計概念

優化設計是在計算機廣泛應用的基礎上發展起來的一項設計技術，以求在給定技術條件下獲得最優設計方案，保證產品具有優良性能。

5．優化設計三要素：設計變量、目標函數、約束條件

6．優化設計的數學模型的建立（建立工程問題的優化設計數學模型）7．仿真

模仿真實的系統，意指通過對模擬系統的實驗去研究一個存在或設計中的系統。仿真（Simulation）的關鍵是建立從實際系統抽象出來的仿真模型。8．仿真類型：物理仿真、數學仿真 9．計算機仿真的一般過程 建立數學模型 建立仿真模型 編制仿真程序 進行仿真實驗 結果統計分析 仿真工作總結

第六章計算機輔助工藝設計

計算機輔助工藝規程設計，即 Computer Aided Process Planning，簡稱CAPP，是通過計算機技術輔助工藝設計人員，以系統、科學的方法確定零件從毛坯到成品的整個技術過程，即工藝規程。CAPP的分類：派生式CAPP和創成式CAPP CAPP的組成：零件信息的輸入、系統的管理、零件工藝設計、工藝文件輸出、系統界面 零件信息的描述方法：數字編碼描述法、語言文字描述法和幾何特征圖形描述法等。

CAPP系統零件信息的輸入：一種是采用人機交互方式輸入零件的各種信息，一種是通過與CAD系統的集成，從CAD系統中直接提取零件的幾何信息和技術信息。派生式CAPP系統工作原理和特點 創成式CAPP系統工作原理和特點 第七章計算機輔助數控加工編程

1、數控編程的內容與步驟。

2、數控程序編制的方法。

3、CAM系統一般具有的基本功能。

4、分析比較常用的四種數控程序檢驗方法（試切、刀具軌跡仿真、三維動態切削仿真、虛擬加工仿真），說明其原理和特點。

5、刀具軌跡仿真的三種驗證方法：刀具軌跡顯示驗證、截面法驗證和數值驗證。第八章逆向工程技術

1．逆向工程技術的基本概念：逆向工程(Reverse Engineering)是在沒有設計圖紙或者設計圖紙不完整以及沒有CAD模型的情況下，按照現有零件的模型（稱為零件原形），利用各種數字化技術及CAD技術重新構造原形CAD模型的過程。逆向工程的核心包括了以下四個步驟：（1）零件原型的數字化

（2）從測量數據中提取零件原型的幾何特征（3）零件原型CAD模型的構建（4）CAD模型的檢驗與修正

零件的數字化和CARM（Computer Aided Reverse Modeling，計算機輔助反向建模）是逆向工程的兩項關鍵技術

逆向工程多用三維測量，具體有：接觸式測量與非接觸式測量。接觸式測量主要是利用三坐標測量機；非接觸式測量主要包括光學測量、超聲波測量、電磁測量等方法。

快速原型技術：快速成形技術是采用軟件離散-材料堆積的原理，綜合利用CAD技術、數控技術、激光加工技術和材料技術，實現零件模型到三維實體原型制造的一體化加工技術，其基本構思是：任何三維零件都可以看作是許多等厚度的二維平面輪廓沿某一坐標方向疊加而成，因此，可將CAD系統內的三維模型切分成一系列平面幾何信息，即對其進行分層切片，得到各層截面的輪廓，按照這些輪廓，數控裝置精確控制激光束或其它工具運動，在當前工作層（三維）上采用輪廓掃描，加工出適當的截面形狀，然后再鋪上一層新的成形材料，進行下一次的加工，形成的各截面輪廓逐步疊加成三維產品。快速原型的主要工藝方法：光固化成形（SLA）、薄料疊層（LOM）、選擇性激光燒結成形（SLS）、熔絲沉積成形（FDM）

快速成型所需的接口文件是STL格式文件。第九章

CAD/CAM系統集成 CAD／CAM系統集成，是指設計與制造過程中CAD、CAPP和NCP三個主要環節的軟件集成，有時也叫CAD／CAPP／CAM集成。

CAD／CAM集成是指信息和物理設備兩方面的集成。

CAD/CAM集成的關鍵技術：參數化技術、特征技術、產品數據管理技術 產品數據交換技術：IGES、STEP CAD／CAM系統的集成方案主要有以下幾種：通過專用數據接口實現集成、利用數據交換標準格式接口文件實現集成、基于統一產品模型和數據庫的集成、基于特征面向并行工程的設計與制造集成方法

Mastercam軟件應用部分

1、二維線框的構建

點線圓弧聚合線矩形橢圓多邊形文字倒圓角倒角尺寸標注

2、圖形的編輯 Modify（修整），Xform（轉換）和Delete（刪除）

3、二維刀具路徑

外形銑削鉆削挖槽（內腔）銑削

4、三維曲面加工

平行加工放射加工等高外形加工投影加工挖槽加工

5、MasterCAM進行銑削加工的主要步驟有：（1）選擇機床類型；（2）串連選取加工輪廓；（3）設置毛坯尺寸；（4）選擇刀具；

（5）設置外形銑削加工參數；

第二篇：CADCAM技術復習題0910

基本概念

CAD/CAM系統的基本功能、任務、組成信息集成方案

CAD/CAM技術發展趨勢

CAD/CAM系統設計的原則

CAD/CAM系統中的軟件主要分幾類？各起什么作用？

參數化設計的實現方法

舉例說明參數化設計的意義和過程 計算機圖形變換技術：基本變換矩陣、三視圖各視圖的變換矩陣、組合變換矩陣

計算機建模技術：實體建模的基本原理、給出實體建模過程寫出其布爾運

算式

實體模型的邊界表示法（給出模型用邊界法表示其數據結構）

用四叉樹表示模型結構

計算機輔助工程分析的應用

有限元法的基本思想、優化設計的模型和要素

有限元軟件與CAD軟件如何集成和聯接

計算機輔助數控加工的原理

圖形交互式自動編程的特點

圖形交互式自動編程的基本步驟

舉例說明你所知道的CAD/CAM集成軟件如何實現集成工作的仿真技術在CAD/CAM系統中的應用

計算機輔助工藝過程設計系統的工作原理

CAD/CAPP/CAM的集成方法

第三篇：CADCAM技術

1.CAD/CAM技術

是以計算機、外圍設備及其系統軟件為基礎，綜合計算機科學與工程、計算機幾何、機械設計、機械加工工藝、人機工程、控制理論電子科技學科等知識，以工程應用為對象，實現包括二維繪圖設計、三維幾何造型設計、工程計算分析與優化設計、數控加工編程、仿真模擬、信息存儲與管理等相關功能。

2.廣義、狹義CAD/CAM技術 【廣義CAD/CAM技術】是指利用計算機輔助技術進行產品設計與制造的整個過程及與之直接或者間接的活動【狹義CAD/CAM技術】是指利用CAD/CAM系統進行產品的造型、計算分析和數控程序的編制。.CAD/CAM系統

主要有有關的硬件系統和相應的軟件系統構成，硬件系統主要有計算機及其外圍設備組成，包括主機，存儲器，輸入輸出設備，網絡通信設備以及生產加工設備登；軟件系統包括系統軟件，支撐和應用軟件。4.CAD/CAM系統分類

①根據使用的支撐軟件的規模大小【CAD系統,CAM系統，CAD/CAM集成系統】②根據CAD/CAM系統使用的計算機硬件及其信息處理方式【主機系統，工程工作站系統，微機系統】③根據CAD/CAM系統是否使用計算機網絡【單機系統，網絡化系統】 5．【輸入設備】鍵盤，鼠標，光筆，數字化儀，圖形輸入板，觸摸屏，掃描輸入設備【輸出設備】顯示器，打印機，繪圖機，生產系統設備【網絡設備】服務器，工作站，網卡，通信電纜，集線器，中繼器，網橋，路由器，網關【應用軟件】在系統軟件的基礎上，針對某一專用領域的需要而研制的軟件 6．計算機圖形學

計算機圖形學是利用計算機系統產生，操作，處理圖形對象的學科，圖形對象可能是矢量圖形也可能是點陣圖形 圖形生成技術與算法

【線段】DDA法、Brcsenham法，逐點比較法【圓弧】DDA法、逐點比較法、正負法【區域填充】簡單遞歸填充算法、掃描區域填充法【自由曲線和曲面插值】曲線或曲面的擬合、曲線或曲面的插值 7．幾何建模

幾何建模就是以計算機能夠理解的方式，對幾何實體進行確切的定義，賦予一定的數學描述，再以一定的數據結構形式對所定義的幾何實體加以描述，從而在計算機內部構造一個實體的模型。

8.三位形體的幾何信息、三維形體的拓撲信息

【三位形體的幾何信息】一般是指一個物體在三維歐式空間中的形狀位置和大小【三維形體的拓撲信息】指一個物體的拓補元素的個數，類型以及他們之間的關系，根據這些信息可以確定物體表面鄰接關系。9.三維幾何建模系統 線框建模，曲面建模 實體建模 【線框建模原理】是由一系列的點、直線、圓弧及某些二次曲線組成，藐描述產品的輪廓外形。特點：所構成的實體模型只有離散的邊，而沒有邊與邊的關系，既沒有構成面的信息，由于信息表達不完整，在許多情況下，會對物體形狀的判斷產生多義性。【曲面建模原理】通過對實體的各個表面或曲面進行描述而構造實體模型的一種建模方法。特點:增加了面的信息，提高了三維實體信息的完整性、嚴密性，能夠完整的定義三維立體的表面 方法：貝賽爾曲線、B樣條曲線、NURBS曲線【實體建模原理】通過定義基本體素，利用體素的集合運算或基本變形操作構造所需要的實體。特點：覆蓋三維立體表面與實體同時生成 10.常用曲面的構造方法與構造特點

①線性拉伸面：將一條剖面線沿某一方向滑動掃成曲面②直紋面：給定兩條相似曲線，具有相同次數和相同的節點矢量，將兩條曲線上對應點用直線相連③旋轉面：將平面內定義的曲線繞某一軸旋轉360度得旋轉面④掃描面：一條剖面線沿另一條線滑動兩者產生掃描平面

11.實體建模中實體建模方法：【體素法、掃描法】體素法通過基本體素集合運算構造幾何實體建模方法。包括【基本體素定義、體素之間的集合運算】掃描法【平面輪廓掃描、整體掃描】計算機內部表示：邊界表示法，構造立體幾何法，混合表示法，空間單元表示法 12.比較邊界表示法與構造立體幾何法在描述同一物體時的區別和方法：

①邊界表示法：強調實體外表的細節，詳細記錄了構成物體的所有幾何元素的幾何信息和相互之間連接關系的拓撲信息，將面、邊界、頂點的信息分層記錄，建立層與層之間的聯系。在數據管理上易于實現，也便于系統直接存取參數。②構造立體幾何法：形體結構清楚，表達方式直觀，便于用戶接受，且數據記錄簡練。缺點是數據記錄過于簡單，在對實

體進行顯示和分析操作時，需要實時進行大量的求交計算，降低了系統的工作效率，不變表達具有自由曲面邊界實體。13.計算機輔助工程CAE

是以現代計算力學為基礎、計算機仿真為手段的的工程分析技術，試試先產品優化設計的重要技術。主要包括有限元法FEM，邊界元法BEM，運動機構分析、氣動或流場分析、電路分析或磁場分析等。關鍵是在三維實體建模的基礎上，從產品的方案設計階段開始，按照實際使用的條件進行仿真和結構分析，按照性能要求進行設計和綜合評價，以便從多個設計方案中選出最佳方案 14.有限元分析的基本原理 把要分析的連續假想體分割成有限個單元所組成的組合體，簡稱離散化。這些單元僅在頂點處相互連接，稱這些連接點為節點，而且他們相互連接在有限個節點上，承受等效的節點載荷、并根據平衡條件進行分析，然后根據變形協調條件把這些單元重新組合起來，成為一個組合體，再綜合求解。結構及組成【前置處理程序、主分析程序、后置處理、用戶界面、數據管理系統、共享的基礎算法】

15.前置、后置處理程序 【前置處理程序】基本任務是根據輸入對象的幾何信息進行有限元幾何造型，按照用戶擬定的計算機模型自動生成網絡，以及進行不同密度的網格見的轉換和修補等，它具有實體建模與參數化建模、構建的布爾運算、單元自動劃分、節點自動編號與節電參數自動生成、在合計材料參數直接輸入與公式參數化導入、節點載荷自動生成、有限元模型自動生

成等功能【后置處理程序】功能主要包括繪制應力、應變、位移、速度和加速度等空間變化的曲線圖。同時還要求能在主分析程序的結果進行加工，如坐標變換、差值、曲線光順、修定輸出結果，以及有限元分析結果的數據平滑各種物理量的加工顯示，針對工程或產品設計要求的數據檢驗與工程規范校核，設計優化與模型修改。16.優化設計

優化設計提供了一種邏輯方法，它能在所有可行的設計方案中進行最優的選擇，在規定條件下得到最優設計結果。極大提高了科研、生產的設計質量，縮短了設計周期，節約了人力物力，具有顯著的經濟效益。【目標函數、設計變量、約束條件】

17.CAPP系統分類 【派生式CAPP】利用結構的相似性，通過對系統中已有零件工藝規程的檢索得到相似零件的工藝規程，并對此進行編輯修改【創成式CAPP】是利用人工智能的方法，在知識庫的基礎上，通過相應的決策邏輯推理，創造性解決工藝設置問題。18.CAPP系統基本組成和功能 ①零件信息的輸入【將零件的圖形輸入到CAPP系統中】②系統的管理【用戶權限與賬號的管理、系統參數的設置、系統數據的備份、對各種制造資源數據和工藝知識進行維護和管理】③零件工藝設計【生成零件的工藝文件】④工藝文件輸出【采用紙質文檔形式，按標準的格式進行預覽并打印輸出；采用電子文檔形式，直接作為機床的加工參數，輸出到CAM系統中】⑤系統界面【一般有系統的各種下拉菜單或其他形式的菜單，各種功能的實現均在菜單和對話框中進行】 19.CAPP系統在制造信息化起的作用

①建立產品和制造零件的工藝過程文件②替代工藝設計人員的手工操作③規范產品制造工藝④使各種優化決策方法的實現成為可能

20.CAPP系統零件信息的描述 ①數字編碼描述法②語言文字描述法③特征信息描述法 21.派生式CAPP系統

主要特征是檢索預置零件的工藝規程，實現零件工藝設計的借鑒與編輯。分為【基于GT技術的CAPP系統、基于特征的CAPP系統】

22.逆向工程、順向工程 【逆向工程】又稱反求技術和逆向設計，是將已有的產品模型轉化為工程設計模型和概念模型，并在此基礎上解剖、深化和再創造的一些列分析方法和應用技術的組合，可有效的改善技術水平，提高生產率，增強產品競爭力，是消化吸收先進技術進而創造和開發各種新產品的重要手段。【順向工程】是從預期功能和規格目標開始，構思產品結構，然后進行各個部件的設計、制造以及檢驗，再經過組裝、整機檢驗、性能測試等程序完成整個開發過程。

23.逆向工程的四個核心步驟 ①零件原型的數字化②從測量數據中提取零件原型的幾何特征③零件原型CAD模型的構建④CAD模型的檢驗與修正【關鍵步驟：零件的數字化、計算機輔助反向建模】 24.快速原型制造

又稱為快速出樣件技術或者快速成型法，與傳統材料的加工方法不同，它是采用材料累加的方法逐層制作。

第四篇：CADCAM技術試驗報告

CAD/CAM技術綜合實驗報告

專業：

班級：

姓名：

學好：

日期：

CAD/CAM技術試驗綜合報告

一、試驗目的二、試驗設備及所用軟件

三、試驗原理（說明CAD/CAPP/CAM各自的作用及怎樣利用其相關的理

論進行集成制造的）

四、試驗內容

（一）CAD造型

1．CAD軟件（CAXA）學習及草圖繪制（自選圖形進行練習，簡要說明繪制草圖的過程）

2實體及曲面的三維造型（用曲面裁剪法完成鼠標的三維造型，并簡要說明其過程）

3自由曲面的繪制（用曲面法繪制五角星的三維圖形或可口可樂瓶底的曲面造型，并簡要說明造型過程）

（二）CAM與數控加工

1.CAXA制造工程師加工模塊中毛坯的定義方法有哪些

2.數控加工切削方式

3自由曲面的數控編程及加工

（利用加工中心模擬軟件對利用CAD設計的五角星造型進行數控指令生成和可視化加工模擬。簡要說明其操作步驟）。

五、說明CAD/CAM技術在數控加工中的具體應用過程

六、實驗收獲

第五篇：機械CADCAM技術考試知識點

第一章

1、CAD計算機輔助設計指工程技術人員在計算機及其各種軟件工具幫助下應用自身知識和經驗對產品進行包括方案構思總體設計工程分析圖形編輯技術文檔等一切設計活動的總稱

CAD功能：幾何建模、工程分析、模擬仿真、工程繪圖。

2、CAPP計算機輔助工藝設計是根據產品設計結果進行產品的加工方法和制造過程的設計

功能：毛坯設計、加工方法選擇、工序設計、工藝路線制定、工時定額計算等

3、CAM廣義指利用計算機完成從毛坯到產品制造過程中的直接和間接的各種生產活動，包括工藝準備、生產作業計劃、物流控制、質量保證等。狹義指數控加工編程包括刀具路線規劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真及后置處理和數控代碼生成等作業過程。

4、CAD/CAM系統功能產品幾何建模、產品模型的工程分析處理、工程圖繪制、輔助制定工藝規程、NC自動編程、加工過程仿真模擬、工程數據管理

5、CAD/CAM作業（現代產品設計與制造特征）：產品開發設計數字化、設計環境網絡化、設計過程并行化、新型開發工具和手段的應用。

6、CAD/CAD系統是由硬件、軟件和設計者組成的人機一體化系統

7、CAD/CAM系統的硬件主要由計算機主機，輸入設備、輸出設備、存儲器、生產裝備及計算機網絡等幾部分。其硬件系統具有的要求：強大的處理功能、大外存儲容量、友好方便的人機交互功能、良好的通信聯網功能

8、輸入設備鍵盤、鼠標、圖形掃描儀、三坐標測量儀、激光掃描儀、數碼相機、數據手套以及各種位移傳感器。輸出設備圖形顯示器、打印機、繪圖儀、立體顯示器、三維打印機

9、CAD/CAM系統的軟件分為系統軟件、支撐軟件、專業性應用軟件。CAE部分模塊有限元分析模塊、運動機構仿真分析模塊、優化設計模塊。

10、（論述題）CAD/CAM技術的發展趨勢 a集成化單一功能各模塊CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM的集成CAD/CAM與ERP集成，即技術與管理信息的集成b網絡化通過網絡將不同地點的CAD/CAM系統連接起來，可實現設計信息交換，共享網絡資源，降低設計成本，加速了產品設計進程。c智能化智能化是CAD/CAM技術發展的必然選擇，通過引入專家系統和人工智能技術，使其能夠模擬人類專家的思維方式，在產品設計過程給出智能化提示，如何解決現有設計問題，給予有效的幫助。d虛擬化虛擬現實技術是利用計算機創建一種虛擬環境，使操作者具有沉浸感、自主性和交互性特征。在人機融合為一體虛擬環境中，可大大提高設計效率，縮短開發周期。目前，基于VR技術的CAD/CAM系統實用化還有待進一步研究和完善。

第二章

1、棧是限定在表尾進行插入或刪除操作，且為“后進先出”的線性表。隊列是限定在表一端插入(隊尾)，在另一端刪除(隊頭)的“先進先出”線性表。

2、數據庫常用數據模型a層次模型：樹結構，可表示“一對多”關系；b網狀模型：各節點可有多個父節點，表示“多對多”關系；c關系模型：二維表結構，每張二維數表可看作為是一種關系，關系與關系之間可通過關鍵碼實現聯系。

3、PDM(產品數據管理)是管理所有與產品相關的信息和過程的技術。功能：電子資料室管理和檢索、產品配置管理、工作流程管理、項目管理功能。

第三章設計制造數據的處理包括數表和線圖的處理。數表分類：常數數表、列表函數。數表公式化處理方法：a函數插值：線性插值、拋物線插值、b函數擬合（曲線擬合）曲線不要求通過已知結點，僅反映數據變化趨勢。最小二乘法函數擬合：曲線到各結點誤差平方和最小。步驟：1）在坐標紙上繪出各結點，根據其趨勢繪制曲線圖形；2）確定近似函數，可為多項式、對數函數或指數函數等；3）用最小二乘法求出待定系數。第四章1窗口定義為一個矩形框，它的位置和大小在用戶坐標系中一般用矩形的左下角和右上角表示，矩形觀察框，用以顯示感興趣的圖形內容。窗口一般用矩形對角坐標表示。涉及圖形剪裁技術。窗口也可定義為圓形、多邊形等異型窗口。窗口可以嵌套。

2視區是在圖形設備上定義的矩形區域。用于輸出所要顯示的圖形和文字。視區同樣用矩形對角坐標表示。視區應小于等于屏幕區域，可在同一屏幕上定義多個視區。3窗口與視區坐標點的變換a視區不變,窗口縮小顯示圖形放大b窗口不變，視區縮小顯示圖形縮小c窗口與視區相同，所顯示圖形大小比例不變d若視區與窗口縱橫比不同時，則圖形會產生伸縮變形。

4裁剪是裁去窗口之外圖形的一種圖形處理技術

第五章1CADCAM建模技術發展：線框模型→表面模型→曲面模型→實體造型→特征建模 線框模型、曲面模型、實體模型統稱為幾何模型

2幾何信息是指構成三維形體各個幾何元素在歐式空間中的位置和大小，可以用數學表達式定量描述，通過不等式可對其邊界范圍加以限制。

3拓撲信息反應形體中各幾何元素的數量及其相互間的連接關系

4歐拉公式用來檢驗形體的合法性和一致性。(點V)(邊E)（面F）(獨立的多面體數量B)（穿透形體的孔數G）(所有面上的內環數L)正則體V–E+F=2 封閉多面體分割成B個獨立多面體：V–E+F–B=1有孔洞形體V–E+F–L=2（B–G）5線框建模技術線框模型優點：數據結構簡單、信息量少、占用內存空間小、操作速度快，可生成三視圖、透視圖和軸側圖。不足：缺少面、體等拓撲信息，信息描述不夠完整易產生多義性，不能消隱、不能剖視、不能進行物性計算和求交計算等。

6表面建模是通過對形體各個表面或曲面進行描述的一種三維建模方法。優點：相對于線框模型來說，增加了面邊的拓撲關系，可進行消隱處理、剖面圖生成、渲染、求交、刀軌生成、有限元網格劃分等作業不足：缺少體信息，無法區分哪一側為實體不便進行物性計算和分析。7實體模型表示法：掃描表示法、邊界表示法、構造實體幾何表示法、空間單元表示法。8特征建模即通過特征及其幾何關系來定義、描述實體模型的方法和過程

基于特征的零件信息模型其

包含零件層特征層幾何層三個

層次，特征層是核心，形狀特征

又是特征層的重要模塊，其精度

材料/技術特征從屬于形狀特征

幾何層提供了零件的詳細幾何

/拓撲信息的描述，是整個模型

的基礎

9形狀特征包含了所描述形體的幾何信息和拓撲信息，是構造零件的基本要素，也是零件非幾何特征（精度特征、材料特征）的載體。

10特征間的關系：鄰接關系、從屬關系、分布關系。

11實體建模和特征建模本質上是面向零件的建模技術，而在產品設計中需要將各種零件裝配成部件，再把部件和零件組裝成產品，需要能夠處理零件間相互連接和裝配關系的面向產品的建模技術，即裝配建模技術。裝配建模支持產品從概念設計到零件設計，能完整、正確地傳遞不同裝配體的設計參數、裝配層次和裝配信息。

12三種基本的裝配關系：定位關系：零部件之間的空間位置和配合關系，如對齊、重合、配合等;連接關系：零部件幾何元素之間的連接方式，如螺釘連接、鍵連接等;運動關系：零部件之間的相對運動和傳動關系，如齒輪傳動、帶傳動等。13裝配設計方法：自底向上的設計和自頂向下的設計 自底向上的設計優點：思路簡單，操作方便，易于理解，各零部件獨立設計，裝配簡單；缺點：初始設計時未能考慮零部件間相互影響，易產生相互干涉現象，造成設計反復，影響設計效率自頂向下的設計優特點：設計過程是一個逐步求精的過程，更符合人們思維方式，減少設計重復工作，提高了設計效率，縮短研發周期，減少設計成本。

第六章1計算機輔助工程分析(CAE)是迅速發展中的計算力學、計算數學、相關的工程科學和現代計算機技術相結合而形成的一種綜合性、知識密集型的科學。2在CAD/CAM中，典型的計算機輔助工程分析工作包括:(1)對受載荷作用的產品零部件進行強度分析;計算已知零部件尺寸在受載下的應力和變形，或根據已知許用應力和剛度要求計算所需的零件尺寸;如果所受的載荷為變動載荷，還要計算系統的動態響應。(2)對作復雜運動的機械和機械人機構等進行運動分析，計算其運動軌跡、速度和加速度。(3)對系統的溫度場、電磁場、流體場進行分析求解。(4)按照給定的條件和準則，尋求產品的最優設計參數，尋求最優的加工規則等。(5)對已形成的產品設計方案和加工方案進行仿真分析，即按照方案的數學描述，通過分析計算，模擬實際系統的運行，預測和觀察產品的工作性能和加工生產過程。3優化設計的數學模型包含三個要素，即設計變量、目標函數和約束條件.4仿真的一般過程1.建立數學模型2.建立仿真模型3.編制仿真程序4.進行仿真實驗5.結果統計分析 6.仿真工作總結 5.有限元軟件組成由三部分組成a有限元前置處理包括從構造幾何模型、劃分有限元網格，到生成、校核、輸入計算模型的幾何、拓撲、載荷、材料和邊界條件數據b有限元解算進行單元分析和整體分析、求解位移、應力值等c有限元后置處理對計算結果進行分析、整理，并以圖形方式輸出，以便設計人員對設計結果作出直觀判斷，對設計方案或模型進行實時修改。有限元方法的最大特點是能夠適應各種復雜的邊界形狀和邊界條件，這是因為它可以采用多種單元類型和節點幾何狀態描述形式來模擬結構。

6、（論述題）仿真在CAD/CAM系統中的應用(1)產品形態仿真例如產品的結構狀態、外觀、色彩等形象化屬性。(2)零部件裝配關系仿真以及工作環境空間的配置仿真可通過仿真檢驗產品裝配結構是否合理、是否發生干涉;人工操作是否方便，是否符合人機學原理(3)運動學仿真模擬機構的運動過程，包括自由度約束狀況、運動軌跡、速度和加速度變化等(4)動力學仿真分析計算機械系統在質量特性和力學特性作用下系統的運動和力的動態特性。(5)零件工藝過程幾何仿真根據工藝路線的安排，(6)加工過程仿真(7）生產過程仿真例如FMS仿真，模擬工件在系統中的流動過程，展示從上料、裝夾、加工、換位、再加工、??直到最后下料、成品放入立體倉庫的全部過程。

第七章

1、計算機集成制造（CIM）并行工程（CE）敏捷制造（AM）虛擬制造（VM）

2、CAPP系統的結構組成：零件信息的獲取、工藝決策、工藝數據庫與知識庫、人機交互界面、工藝文件管理與輸出。

3、成組技術是利用相似性原理將工程技術和管理技術集于一體的一種生產組織管理技術。

4、Opitz編碼系統9位前5位主碼后4位輔碼主碼主要用于描述零件的基本結構形狀其中第一位為零件的大類碼，用來區分是回轉體零件還是非回轉體零件;第2—5位針對各大類零件形狀進行進一步描述和細分，分別為外部形狀及其要素，內部要素及其要素，平面加工和輔助加工要素等，后4位輔碼分別表示零件的主要尺寸，材料及熱處理，毛坯形狀和精度要求 5CAPP系統分為派生式、創成式、綜合式。A派生式CAPP系統是利用零件相似性檢索現有工藝的一種軟件系統，派生式CAPP特點1)以成組技術為基礎，理論上比較成熟2)繼承企業較成熟的傳統工藝，有較好的實用性3)適用于結構比較簡單的零件，尤其回轉類零件4)系統柔性度較差，對于相似性較差的復雜零件，難以編碼描述。B創成式CAPP系統是一種能綜合零件加工信息，自動為一個新零件創造工藝規程的軟件系統，創成式CAPP特點1)通過邏輯推理，自動決策生成零件工藝規程無需人為干預2)具有較高的柔性，適應范圍廣3)便于與CAD和CAM系統的集成4)系統實現較為困難，目前只能處理特定環境下的特定零件。工藝決策知識的表示決策樹與決策表..C綜合式CAPP系統采取派生式與創成式相結合的方法生成工藝規程，即工藝設計采用派生法，工序設計則采用創成決策方法產生。即采用派生法生成零件加工工藝流程，采用創成法自動進行各加工工序的決策。綜合式CAPP特點：綜合派生式與創成式CAPP兩者優點，具有系統簡潔、快捷、靈活、實用性強的特點。第八章1 機床坐標系（MCS）是機床固有的工件坐標系（WCS）是相對于加工工件而言，是編程人員根據所加工工件的形狀特征和工藝要求，為了編程的方便在工件上所確定的坐標系。2數控機床坐標定義前提: 假設工件不動，刀具相對工件運動Z軸：與主軸平行，工件尺寸增大方向為正方向；多主軸時，使用最多的為Z軸；無主軸時，垂直于工件裝夾面坐標軸為Z軸。X軸：與工件裝夾面平行，水平且與Z軸垂直車床－沿工件徑向，離開工件軸線方向為正向銑床－立式：由主軸向立柱看，右手方向為正向臥式：由主軸向工件看，右手方向為X軸正向刀觸點：在加工過程中刀具與工件的實際接觸點(A)。刀位點：數控編程中用以表示刀具位置的坐標點(O)。G準備功能字；F進給速度功能字；S主軸轉速功能字；T刀具功能字；M輔助功能字。

刀具運動控制面零件面、導動面、檢查面。零件面是刀具加工完成的表面。導動面是引導刀具進行切削運動的作用面。檢查面是用來確定刀具每次進給的終止位置。

編制和生成數控機床所用的數控加工程序的過程，稱為數控編程

5手工編程數控程序步驟：工藝分析、數值計算、編制零件加工程序、數控程序輸入、試切和修改。

6、CAD/CAM系統編程的特點：（1）在圖形環境下將被加工零件的幾何造型、刀位計算、后置處理和加工仿真等數控編程的作業過程結合在一起，有效的解決了編程的數據來源、圖形顯示、校驗計算和交互修改等問題，彌補了數控語言自動編程存在的不足。（2）整個編程過程是面向零件幾何圖形交互進行的，不需要編制零件加工源程序，用戶界面友好，使用簡便、直觀、準確，便于檢查。（3）有利于實現系統的集成，不僅能夠實現產品設計（CAD）與數控加工編程（NCP）的集成，還便于與工藝規程設計（CAPP）、刀夾量具設計等其他生產環節的集成。

7型腔加工方法：行切法和環切法...........A行切法：刀具按平行于某坐標軸方向或一組平行線方向走刀。刀位計算簡單，遇到島嶼抬刀越過島嶼，或沿島嶼邊界繞過去。特點往返走刀：空行程少，加工效率高，交替出現順逆銑，影響加工質量。單向走刀：可保持刀具相同切削狀態，但空行程較多，加工效率低。B環切法:是環繞型腔邊界進行切削加工方法。外環順時針走向，內環逆時針走向

第九章1CAD/CAM系統分類應用系統層、基本功能層、產品數據管理層集成方式專用數據交換接口方式、中性文件數據交換接口方式、基于工程數據庫集成方式、基于PDM系統的集成方式集成關鍵技術產品建模技術、產品數據交換接口技術、產品數據管理技術

2、產品數據交互標準：（1）初始化圖形交換標準IGES ；(2)產品定義數據接口PDDI；（3）產品數據交換規范PDES；（4）數據交換規范SET；（5）產品模型數據交換標準STEP。3快速原型制造（RPM）是集CAD技術、數控技術、材料科學、機械工程、電子技術和激光技術等技術于一體的綜合制造技術，它采用分層離散—逐層堆積原理實現材料的快速成型過程

4反求工程（RE(逆向工程)）是根據已有的產品實物模型，經由產品信息的采集，生成計算機數字模型，再進行產品制造，是一個由設計下游向設計上游進行產品信息反饋的過程。5虛擬制造（VM）是利用計算機仿真和虛擬現實技術，采用群組協同作業模式，在高性能計算機及互聯網絡的支持下，實現產品實際制造的本質過程。特點：以數字模型為核心、以模型信息的集成為根本、以高逼真度仿真為特色、交互環境的自然化、分布式協同工作環境、柔性的組織模式。

6網絡化制造最終將達到的戰略目標為：a分擔基礎設施建設費用和相應的商務風險b分享核心競爭優勢c縮短產品投放市場所需時間d協同產品開發和合作e增加市場占有份額及快速進入市場等。