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1、机械CAD/CAM技术第一章 概述1、计算机辅助设计CAD(Computer Aided Design):借助于计算机与软件系统工具，在产品设计规范和设计数据的支撑约束下，应用自身的知识和经验，从事包括产品方案构思、总体设计、分析计算、图形处理等设计活动，最终完成产品数据模型的建立以及输出产品工程图样和设计文档的过程2、CAD具有几何建模、计算分析、仿真模拟、工程图样处理等功能。3、计算机辅助工程分析CAE(Computer Aided Engineering):通常是指应用计算机及相关软件系统对产品的性能与安全可靠性进行分析，对其未来的工作状态和运行行为进行仿真模拟，以便及早发现设计中的缺陷
2、，证实所设计产品的功能可用性和性能可靠性。广义说，CAE是CAD技术的一个组成部分，是对产品设计模型不断优化完善的设计活动。4、CAE功能:1)产品结构分析、2)优化设计、3）仿真模拟5、计算机辅助工艺设计CAPP（Computer Aided Process Planning）:是根据产品设计结果，人机交互和自动完成产品加工方法的选择和加工工艺规程的设计。6、一般认为，CAPP系统的功能包括毛坯设计、加工方法选择、工艺路线制订、工序设计、工时定额计算等。其中工序设计又包含加工机床和工夹量具的选用、加工余量的分配、切削用量的选择以及工序图成等内容。7、计算机辅助制造CAM（Computer A
3、ided Manufacturing）:广义：一般是指利用计算机辅助完成从毛坯设计到产品制造完成全过程的直接和间接的各种生产活动。狭义：通常是指数控程序的编制。8、CAM包括工艺准备、生产作业计划制定、物流过程的运行控制、生产管理、质量控制等内容，其中工艺准备包括计算机辅助工艺规划设计、计算机辅助工装设计与制造、计算机辅助数控编程、计算机辅助工时定额和材料定额的编制等；物流过程的运行控制包括物料的加工、装配、检验、输送、存储。9、为什么要进行CAD/CAM系统集成？系统集成后会带来哪些优越性？1）这些各自独立的单元系统相互割裂，不能实现系统之间信息的自动传递和转换，大量的信息资源得不到充分地利
4、用和共享。2）集成化CAD/CAM系统是借助于数据库技术、网络技术以及产品数据交换接口技术，把分散于机型各异的各个计算机辅助单元系统高效快捷地集成起来，实现资源共享，保证整个设计系统的信息流畅通无阻。10、CAD/CAM系统作业主要步骤：1）需求分析及概念设计、2）计算机辅助设计CAD、3）计算机辅助工艺设计CAE、4）计算机辅助工艺设计CAPP、5）计算机辅助制造CAM、6）虚拟制造11、CAD/CAM系统主要功能1）几何建模、2）工程分析、3）产品工艺设计、4）数控编程、5）加工过程的仿真模拟、6）工程数据管理、7）工程图样及设计文档的输出12、与传统手工设计比较，应用CAD/CAM系统进
5、行产品设计表现出哪些特征1)产品设计开发过程数字化、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。13、CAD/CAM系统主要硬件设备1）计算机主机、2）外存储器、3）输入设备（键盘和鼠标、图形扫描仪、三坐标测量设备、其他输入设备）4）输出设备（图形显示器、打印机、绘图仪、其他输出设备）14、CAD/CAM系统的软件主要分为系统软件、支撑软件及应用软件三个不同的层次。（CAD/CAM系统的软件可分为哪三类？它们各起什么作用?）系统软件：系统软件与计算机硬件相关联。起着扩充计算机功能和合理调度与运用计算机硬件资源的作用目前常用的操作系统：Windows、UNIX、Li
6、nux.支撑软件：是指在CAD/CAM系统软件基础上针对用户共性需要而开发的通用性软件，是CAD/CAM系统的重要组成部分。1)图形接口软件（GKS、PHIGS、GL）、2)工程绘图软件（AtuoCAD）、3)几何建模软件（SolidWorks、UG）4)工程分析软件（ANSYS）、5）工艺规程设计软件（即CAPP软件）、6）数控编程软件、7）产品数据管理软件（即PDM）应用软件：是指在系统软件和支撑软件基础上，针对专门应用领域的需要而研制的CAD/CAM软件（机械零件设计CAD、模具CAD）.15、试分析目前市场上流行的CAD/CAM支撑软件有哪些类型，并阐述其主要功能。1)UG系统：UG系
7、统是由原美国EDS公司开发，现由德国西门子公司收购，是集CAD、CAE、CAM功能于一体的综合型CAD/CAM软件系统。2）SolidWorks特征建模系统SolidWorks系统是美国SoidWorks公司的产品，是世界上第一个基于Windows环境开发的三维CAD系统，其最大特色是界面友好、操作简单、方便灵活、易于上手，被称为是全球装机量最大、最好用的CAD软件。3）MasterCAM数控编程系统MasterCAM是由美国CNC Software公司基于PC微机平台开发的中低端数控编程系统。该软件有较强的数控加工能力，可实现曲面型面零件粗、精加工编程，可根据刀具运动轨迹模拟零件加工过程，可
8、检查刀具及夹具与被加工零件可能存在的干涉碰撞现象。4）ANSYS有限元分析系统ANSYS系统是由美国ANSYS公司开发的，是融合结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件系统。5）CAXA系列软件系统CAXA是北京数码大方科技有限公司开发的CAD/CAM软件系统，是目前国内CAD/CAM市场占有率最大的国产正版软件，提供有CAXA电子图板、三维CAD和CAXA-Me2008制造工程师等系列软件。16、CAD/CAM技术发展历程1）CAD/CAM技术的萌芽期、2）CAD/CAM技术的成长期、3) CAD/CAM技术的发展期、4）CAD/CAM技术的成熟普及期、5）CAD/CA
9、M技术的集成期、6）面向产品并行设计环境的CAD/CAM技术发展期。17、CAD/CAM技术当前研究特点1）计算机辅助产品的概念设计、2）计算机支持的协同设计、3）智能CAD/CAM技术、4）基于工程图样的三维形体模型的重建、5）基于图像的建模技术、6）CAD/CAM技术与虚拟现实技术的集成18、CIMS计算机集成制造系统（Computer Intergrated Manufacturing System）:将企业经营管理信息、工程设计信息、加工制造信息、产品质量信息等融为一体的计算机集成制造系统19、为保证CAD/CAM系统的作业，其硬件系统应满足如下的要求：答：(1)图形处理功能强 (2)
10、外存储容量大 (3) 人机交互功环境好 (4)网络通信速度快20、计算机辅助设计CAD与传统的机械设计方法有何差异传统的设计过程主要靠人来进行概念设计、工程计算分析和绘制图形等，采用CAD后，充分利用了计算机速度快、精度高、存储量大等特点，用计算机来完成几何造型、工程计算分析、和绘制图形等工作，而人利用自己的智慧，充分发挥创造能力，进行产品的创新。及人与计算机发挥各自的特长，能力互补、巧妙结合，达到最佳合作效果。第二章 CAD/CAM的支撑技术1、数据结构：简单地说，即为数据间存在的某种关系。2、数据的逻辑机构：即为数据关系的一种描述，可用一个二元组来表示，即B=(D，R)3、数据的存储结构：
11、是数据的逻辑结构在计算机存储器中的实现4、数据的操作运算：插入、删除、更新、检索、排序5、阐述栈与队列数据结构的概念与特点 栈：是一种限定在表尾进行插入或删除运算的“后进后出”线性表。其表尾端称为栈顶（TOP），表头 端称为栈底（Botton）. 队列：是限定在表的一端插入（入队），在另一端删除（出队）的删除（出队）的“先进先出”的特殊线性表。6、树是一种非线性数据结构，除根结点之外，树中每一个结点有且仅有一个直接前驱，可以有一个以上的直接后继，树结构是按各结点之间的相互关系进行组织，它清晰地反映了数据元素之间的层次关系，因而树结构也被称为层次结构。7、二叉树是一种非常重要的树结构，许多实际问
12、题抽象出来的数据结构往往是二叉树结构形式，许多算法用二叉树实现非常简单方便。8、在一棵深度为k的二叉树中，其结点总数最多为2的k平方-1个。一棵拥有2的k平方-1个结点的二叉树称为满二叉树。9、如果有一个深度为k、结点树为n的二叉树，当且仅当其每一个结点都与深度为k满二叉树中的编号从1至n的结点一一对应时，则此二叉树称为完全二叉树。10、如何将一般树，将其转换为二叉树的步骤：1）先将各层兄弟结点用水平线连接起来、2）除了最左边的子结点之外，去掉其父结点与其余子结点的连线、3）以根为中心，将整棵树顺时针旋转45，最终便得到所需的二叉树形式。11、一般树与二叉树的区别：1）一般树至少有一个结点，而
13、二叉树可以为空2）一般树的树不区分左右，而二叉树有左右之分，且不能颠倒。3）一般树的每一个结点可以有任意个子树，而二叉树每一个结点的子树不能超过2个12、二叉树的遍历算法1）先序遍历DLR、2）中序遍历LDR、3）后序遍历13、文件管理系统是一般计算机操作系统直接提供，具有简单方便、使用灵活、效率高等优点，但也存在如下制约性的缺陷：1）数据冗余度大、2）缺乏数据独立性、3）没有集中的数据管理系统，难以保证数据的完整性和安全性。14、与数据的文件系统相比，数据库管理系统具有如下的特点：1）数据的结构性、2）数据的独立性、3）数据的共享性、4）数据的安全性。15、数据库结构模型：层次模型、网状模型
14、、关系模型、面向对象模型、关系对象模型。16、层次模型的数据库是一种有序的树状结构，各结点分层布置，体现了结点间的“一对多”的关系。17、网状模型的数据库是一种网状连通图的结构形式，体现了事物间的“多对多”的关系18、关系模型是以集合论中关系概念为基础发展起来的一种数据库模型19、为什么关系型数据库成为当前流行的数据库？关系型数据库具有数据结构简单，符合工程习惯，数据独立性高以及有严密的数学基础等优点，是当前数据库系统的主流结构，市场上所提供的商用数据库系统如Sybase、Oracle、Foxpro、Informix等多属于关系型数据库。20、简要分析工程数据与一般商用数据库的特点与区别常见的
15、商用数据库一般用于日常事务管理领域，所管理的数据类型比较单一，主要为结构型静态数据。工程数据库是存储和管理工程设计所需数据的数据库，工程数据有如下显著的特点：1） 具有复杂工程数据的存储和管理能力2） 具有动态建模的能力3） 支持多库操作和多版本管理4） 支持工程数据的长记录存取和文件兼容处理。5） 支持智能型规则的描述和查询处理6） 具有良好的数据库系统环境和支持工具工程数据与一般商用数据库主要区别在于对复杂数据类型和结构的支持，在于对工程数据进行动态的定义和管理，具有对数据模型进行动态修改的能力。21、PDM产品数据管理(Producution Data Management)是一种管理所有与产品相关的信息和过程的技术。22、PDM的功能：1）电子资料室管理与检索、2）产品配置管理、3）工作流程管理、4）项目管理23、工程数表的计算机处理技术根据数表类型的不同，可采用不同的数据处理技术。对于常数数表而言，可借助于计算机算法语言中的数组定义、数组赋值的方法对一维数表、二维数表或多维数表进行程序化处理。如果这类数表的数据量较大，且需要数据的共享，可将这些数表建立数据文件或存入数据库之中，这不仅能够实现数据与程序的分离和数据的共享，还可增强数据管理的安全性和可维护性。对于列表函数，除了可按照一般常数表进行处理之外，还可对这类数表进行公式化处理，即将数表中数据拟合成为某
