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1、广西大学 -x.l机械工程学院 -x.l1CADCAD 与与 CAMCAM 课后习题课后习题第一章第一章1. 单项单项 CAD、CAPP、CAM 技术各具有哪些功能？为什么要进行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？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；
2、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 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
3、通无阻。 2、分析应用、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）计算机辅助工艺规划；（5）计算机辅助编程；（6）虚拟制造。 特征特征- -（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、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。 技术的发展过程及其应用技
4、术的发展过程及其应用 领域。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、试分析、试分析 CAD/CAM 技术的发展趋势。技术的发展趋势。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
5、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、什么是 PDM？它有哪些功能作用？说明？它有哪些功能作用？说明 PDM 的实施对的实施对 CAD/CAM 集成的集成的 意义和作用？它有哪些功能作用？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 是一种管理广西大学 -x.l机械工程学院 -x.l2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，项目管理功能。意义和作用：PDM
6、 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、专家系统的基本组成有哪几部分?各部分的功能作用如何？简要描述专家系统各部分的功能作用如何？简要描述专家系统 的工作原理。的工作原理。 （CAPP）专家系统结构：）专家系统结构：人
7、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）知识库知识库 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 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 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 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
8、）知识获知识获 取模块取模块 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出新知识 的能力。 （6）人机接口模块人机接口模块 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：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
9、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、何谓 CAPP?CAPP 的主要作用是什么、主要作用是什么的主要作用是什么、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： （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
10、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。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 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，广西大学 -x.l机械工程学院 -x.l3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
11、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、阐述快速原型制造技术原理，分析常见的 SLA、LOM、SLS、FDM 快速原快速原 型工艺，阐述快速原型制造技术原理
12、，形原理及其特点型工艺，阐述快速原型制造技术原理，形原理及其特点。 原理原理：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，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
13、，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：特点：成形精度高，材料利用率 高，表面质量好，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
14、粘胶的箔材或纸材通过相互粘结而成形。 特点特点：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。 特点特点：FDM 工艺无需激光系统，设备简单，运 行费用低，尺寸精度高，表面质量高。
15、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、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，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？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。 广西大学 -x.l机械工程学院 -x.l42.以生产为中心生产为中心的虚拟制造：1）将仿真用于制造过程，以便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
