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1、广西大学 -x.lCAD与CAM 课后习题第一章1. 单项CAD、CAPP、CAM技术各具有哪些功能？为什么要进行 CAD/CAM 技术的集成？技术各具有哪些功能？技术的集成？系统会带来哪些优越性？集成的 CAD/CAM 系统会带来哪些优越性？答：CAD 系统具有几何建模、工程分析、模拟仿真、工程绘图等主要功能；CAPP 系统的 功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工时定额计算等；广义CAM， 是指利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的各种活动；狭义CAM， 是指数控程序的编制；这些各自独立的系统相互割裂，不能实现系统之间信息的自动传递和转换，大量的信息资源
2、 得不到充分地利用和共享。只有当 CAD系统一次性输入的信息能为后续的生产制造环节（如 CAD/CAPP/CAM等）直接应用才能取得最大的经济效益。集成化的 CAD/CAM 系统借助于工程数据库技术、网络通信技术以及标准格式的产品数据 交换接口技术，把分散于机型各异的各个CAD、CAPP 和 CAM 各功能模块高效快捷地集成 起来，实现软、硬件资源的共享，保证整个系统内的信息流畅通无阻。2、分析应用 CAD/CAM 系统进行产品开发设计的作业过程及其特征。系统进行产品开发设计的作业过程及其特征.答：作业过程-（1）创意与构思；(2)计算机辅助设计与分析；（3）快速原型制造；（4）计算机辅助工艺
3、规划；（5）计算机辅助编程；（6）虚拟制造。 特征-（1）产品开发设计数字化；（2）设计环境的网络化；（3）设计过程的并行 化；（4）新型开发工具和手段的应用。3、概述 CAD/CAM 技术的发展过程及其应用领域。 技术的发展过程及其应用领域。答：（1）单元技术的发展阶段-企业尚处于单元技术的应用阶段（2）CAD/CAM 的集成阶段-企业内应用已从二维计算机绘图朝着三维CAD 模/CAD/CAE/CAM 集成化应用方向发展（3）面向产品并行设计制造环境的 CAD/CAM 发展阶段-CAD/CAM 技术从传统的面 向零件的 CAD/CAM 集成阶段朝着面向产品并行设计、协同工作环境的方向发展。4
4、、试分析 CAD/CAM 技术的发展趋势。技术的发展趋势。 答：CAD/CAM 技术经历五十多年的发展历程，现已成为一种应用广泛的高新技术，并产生 了巨大的生产力，有力地推动着制造业的技术进步和产业发展。目前，CAD/CAM 技术正继 续向集成化、网络化、智能化和虚拟化方向发展。5、什么是 PDM？它有哪些功能作用？说明 PDM 的实施对 CAD/CAM 集成的意义和作用？它有哪些功能作用？PDM的中文名称为产品数据管理（Product Data Management）。PDM是一种管理所有与产 品相关的信息和过程的技术。PDM功能：电子资料室管理与检索，产品配置管理，工作流程管理，项目管理功
5、能。意义和作用：PDM 是介于数据库和应用软件的一个软件开发平台，在这个平台上可以集成 或封装 CAD、CAM、CAE 等多种开发环境和工具。因而CAD、CAPP、CAM系统之间的信息传递都变成了分别与PDM 之间的信息传递，CAD、CAPP、CAM 可以从PDM系统中提取各自所需要的信息，各自应用处理的结果也可以放回PDM中去，从而可实现CAD/CAPP/CAM之间的信息集成。6、专家系统的基本组成有哪几部分?各部分的功能作用如何？简要描述专家系统的工作原理。（CAPP）专家系统结构：人机接口模块（用户界面）、解释模块、知识获取模块、（工艺决策）知识库、（工艺）推理机、（工艺）数据库。（1）
6、知识库 知识库主要用来存放领域专家的专门知识，为推理机求解问题提供服务。（2） 推理机 推理机是一种具有推理能力的计算机软件程序， 用来控制和协调整个系统运行 的软件机构。 （3）解释模块 解释模块是负责对专家系统推理结果作出必要解释的一组软件 程序，使用户了解专家系统的推理过程，接受所推理的结果。 （4）数据库 数据库又称动态 数据库或综合数据库，用于存储用户输入的原始数据（事实）和推理过程中的动态数据，是 专家系统当前处理所需的数据。 （5）知识获取模块 知识获取模块为知识库的建立、维护和 扩充提供了一种工具手段，它应具有对领域专家知识进行处理、组织和验证的功能，以及根 据系统运行结果归纳
7、出新知识的能力。 （6）人机接口模块 该模块是将专家和用户输入的信 息转换为系统可以接受的形式，同时把系统的推理结论为用户易于理解的形式。 工作原理： 根据用户提供的已知事实和知识库中的知识进行推理， 不断地由已知的前提推导 出未知结论，即中间结果；并将中间结果放到数据库中，作为已知的新事实进行推理，从而 把求解的问题由未知状态转换为已知状态； 在专家系统的运行过程中， 会不断地通过人机接 口与用户进行交互，向用户进行提问，并向用户作出推理结论的解释。 7、何谓 CAPP?CAPP 的主要作用是什么、主要作用是什么? CAPP 即计算机辅助工艺设计，利用计算机技术辅助产品制造工艺设计。作用：
8、（1）将工艺设计人员从繁琐、重复性的劳动中解救出来，以较多的时间和精力从事更 具创造性的工作。 （2）大大缩短工业设计设计周期，提高了企业对瞬息变化的市场快速反应的能力，提高企 业产品在市场上的竞争能力。 （3）有助于对工艺设计人员的宝贵经验进行继承和总结。 （4）有利于工艺设计的最优化和标准化。 （5）为实现企业信息集成创造条件，便于实现并行工程、敏捷制造等先进生产制造模式。 8、CAPP 系统主要由哪部分组成？分析各组成部分的功能，系统主要由哪部分组成？分析各组成部分的功能。1. 零件信息的获取： 零件信息是 CAPP 系统进行工艺过程设计的依据和对象， 零件信息的 描述和输入是 CAPP
9、 系统的重要组成部分。 2. 工艺决策：工艺决策是以零件信息为依据，按预先规定的决策逻辑，调用相关的知识和 数据，进行必要的比较，推理和决策，生成所需要的零件加工工艺规程 3. 工艺数据库和知识库： 工艺数据库和知识库是 CAPP 系统的支撑工具， 包含了工艺设计 所要求的工艺数据和规则。 4. 人机交换界面：人机交换界面是用户的操作平台，包括系统菜单，工艺设计界面，工艺 数据/知识输入界面，工艺文件的显示。编辑和管理界面等 5. 工艺文件管理和输出： 一个 CAPP 系统可能拥有成百上千个工艺文件， 如何管理和维护 这些文件，按什么格式输出这些文件，是 CAPP 系统所需要完成的重要内容。工
10、艺文件的输 出包括文件的格式化显示和打印输出等内容9、阐述快速原型制造技术原理，分析常见的 SLA、LOM、SLS、FDM 快速原型工艺，阐述快速原型制造技术原理，形原理及其特点。 原理：设计人员可应用各种三维 CAD 系统，对产品结构进行实体造型，建立产品三维 CAD 数字模型；将已建立的产品CAD模型转换成一种可被快速成形系统所能接受的数据文件 （目 前绝大多数快速成形系统均采用STL文件格式，因STL文件具有结构简单、易于处理的特点）；根据 STL 文件对产品进行分层切片，将三维实体沿给定的方向切成一个个二维薄片，薄片的厚度可根据快速成形系统精度在 0.05-0.5mm 范围内选择；然后
11、，快速成形系统根据 切片的轮廓和厚度要求，用片材、丝材、液体或粉末材料制成所要求的薄片，通过一个个二维薄片的堆积，最终完成产品原型的制造过程。 SAL：在液槽内盛有液态光敏树脂，可在紫外光照射下产生固化。工作平台位于液面之下。 成形作业时， 聚焦后的激光束或紫外光束，在液面上以给定的切片轮廓在计算机控制下进行逐点扫描，被扫描区域的光敏液产生光聚合反应，形成一个薄的固化层。当一个层面扫描完成后，工作平台下降一个薄片层，在前一固化层表面再敷上一层液态树脂，以便进行下一层 扫描固化， 新固化的一层光敏液牢固地粘接在前一层上，如此重复直至整个三维产品制作完毕。特点：成形精度高，材料利用率高，表面质量好
12、，能制造出形状复杂、比较精细的零件产品。 LOM:是利用背面带有粘胶的箔材或纸材通过相互粘结而成形。 特点：LOM 工艺方法成形速度快，成形材料便宜，无相变，无热应力，形状和尺寸精度稳 定，但成形后废料剥离费时，适合于航空、汽车等行业体积较大的制件。 SLS：是利用激光束能量，通过对粉末材料进行熔解、烧结、固化成形的一种工艺方法。 特点：取材广泛，不需要另外的支撑材料，所用的材料包括石蜡粉、尼龙粉和其他熔点较低 的粉末材料。 FDM：是通过喷头挤出一束非常细的热熔塑料丝，从底层开始，按照切片软件给出的二维 切片，一层层逐层堆积，最后得到所需要的原型件。 特点：FDM 工艺无需激光系统，设备简单
13、，运行费用低，尺寸精度高，表面质量高。由于 热熔塑料冷却速度很快，粘结强度高，故特别适合薄壁零件成形；但需要支撑，这是其不足 之处。 10、分析以设计为中心、以生产为中心以及以控制为中心的三种不同类型虚拟制造的特点， 分析以设计为中心、以生产为中心以及以控制为中心的三种不同类型虚拟制造的特点，主要解决什么问题？主要解决什么问题？ 1.以设计为中心的虚拟制造：1）在设计阶段为设计人员提供制造信息；2）使用基于制造的 仿真以优化产品和工艺的设计；3）提供“在计算机制造” ，产生多个“软”样机。 主要解决“设计出来的产品将会是什么样”的问题。 2.以生产为中心的虚拟制造：1）将仿真用于制造过程，以便
14、快速低费用地评价不同的工艺 方案；2）用于资源需求规划和生产计划的产生及评价。 主要解决“这样组织生产是否合理”的问题。 3.以控制为中心的虚拟制造：1）将仿真用于控制模型和实际处理过程；2）“无缝”仿真， 使实际生产过程不断优化。 主要解决“生产过程如何控制”“这样控制是否合理、是否最优”的问题。 第二章数据结构概念：相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，即数据之间的关系。（数据的逻辑结构、数据的储存结构、数据的操作运算）数据的逻辑结构：是对数据关系的一种描述，可以用一个二元组B=（D,R）来表示，其中D为非空的有限数据元素（结点、记录、表目等）的集合，R为数据元素间关系的集合（线
15、性、树型、网状结构等）；数据的储存结构：是数据逻辑结构在计算机储存器中的实现（顺序与链式）数据的操作运算：插入、删除、更新、检索、排序。栈：限定在表尾（栈顶）进行插入或删除操作运算的线性表，特点“先进后出”。队列：限定在表的一端插入（队尾），另一端删除（对头）的特殊线性表，点“先进先出”。文件管理：是按统一的规则与方法进行数据组织和存取的技术，他把数据组织成数据文件形式，用专用的文件管理系统实现对数据的统一管理。特点：数据冗余度大；缺乏数据的独立性；无集中数据管理系统，难以保证数据的完整性与安全性。数据库系统：硬件与系统软件，核心是数据库管理系统DBMS。数据库管理系统：对数据库及系统资源进行
16、统一管理和控制的软件系统。特点：数据存储的独立性；应用程序的编制与开发；可以不考虑数据的存储管理和访问效率等问题；少数据冗余，实现数据共享；通过DBMS可实现对数据的统一管理与控制，保证了数据的正确性与保密性。数据库发展历程：层次模型(一种有序的树状结构，各结点分层布置，体现节点间“一对多”的关系)、网状模型（一种网状连通图的结构形式，节点间不受过多约束，体现了事物间的“多对多”的关系）、关系模型（是以集合论中的关系概念为基础发展起来的一种数据库模型，在关系模型中每一张二维数表可以看做是一种关系，表中每一行为一个记录，每一列为性质相同的属性关系与关系之间的联系可以通过关键码实现）、面向对象模型、关系对象模型。当前主流模型关系模型具有数据结构简单，符合工程习惯，数据独立性高及数据基础严密等优点，工程数据库：是储存和管理工程
