CADCAM考试题

一．何谓CAD、CAPP、CAM、CIMS，并简述它们之间的关系。

1、CAD：即计算机辅助设计主要指利用计算机完成整个产品设计的过程。一般CAD包括设计和分析两个方面。

2、CAPP：即计算机辅助工艺过程设计，它是指工艺人员利用计算机完成零件加工的工艺规程设计。

3、CAM：即计算机辅助制造，它指制造人员利用计算机和数控设备（如数控机床、加工中心等）制造零件。

4、CAD/CAM：即计算机辅助设计和计算机辅助制造的简称，是以计算机作为主要手段来生成和运用各种数字信息与图形信息，以进行产品的设计和制造。

5、CAD、CAPP、CAM间相互关系一般来讲CAD/CAM是CAD/ CAPP/ CAM 的。简称也即在CAD/CAM系统中包含有CAPP。CAD系统产生零件信息（包括几何信息和工艺制造信息例如公差要求、表面粗糙度等）。CAPP系统接受来自CAD的信息，并运用工艺设计知识设计合理的加工工艺，选择优化的加工参数和加工设备。在CAD/CAPP/CAM系统中CAM接受来自CAD的零件信息以及来自CAPP 的加工工艺规程信息及工艺参数，经过CAM系统的处理生成NC代码,

传入数控设备控制设备自动完成加工

二、CAD/CAM技术的发展趋势：集成化、智能化、标准化、网络化、三维化

三．常见的CAD/CAM集成的方法有那些？

a）通过专用数据接口实现集成

优缺点：原理简单，运行效率高，但无通用性，不同的系统间要开发不同的接口

b）利用数据交换标准(如IGES、STEP等)接口文件实现集成

优缺点：通用性好，但一般此接口都由软件商直接提供，用户不必自行开发，而且开发通用接口对一般用户来说困难较大。

c）基于统一产品模型和数据库的集成

优缺点：最完善、最好的集成，但属于开发整个集成系统的方案，最难。

四．例举五种CAD/CAM应具备的功能

1）造型功能

2）2D与3D图形的相互转换功能

3）参数化设计功能

4）应具有有限元分析及优化的功能

5）要有很强的图形处理和显示能力。

6）具备先进的二次开发工具

五．例举几项CAD/CAM中采用的新技术

1）基于特征的参数化设计

2）草图器功能

3）装配功能

4）NURBS曲面构造技术

六．CAD和CAM分别起源于什么？

CAM的起源：1952年美国麻省理工学院研制成功第一台数控机床（三坐标数控铣床），并着手研制数控自动编程系统。CAD技术起源：1963年美国MIT教授成功研制的世界上第一台实时交互的计算机图形系统SKETCHPAD

七、GKS、IGES、STEP标准分别是用于什么场合的标准？制订这些标准有什么意义？

答:图形核心系统GKS：是一个与应用程序接口有关的标准通用图形软件包

初始化图形交换标准IGES：为解决不同的CAD或CAM系统之间的正确传递数据的问题二支队的标准

产品模型数据交换标准STEP：实现在产品的生命周期内对产品数据进行完整一致的描述与数据交换，以便无需人工解释就能使各应用系统就直接接受并共享这些信息。

第二章

一、简述CAD/CAM系统的基本构成。

1、计算机

2、外围设备

3、生产设备

4、软件部分 5.技术人员

二、CAD/CAM系统的分类并简述各自的优缺点。

1.机系统：型机为主机，集中配备某些公用的外设，同时可以接出许多用户工作站。

优点：主机功能强，能进行大信息量的作业。

缺点：由于采用多用户分时处理系统, 当终端用户过多时，会使系统过载, 响应速度变慢；而且一旦主机发生故障, 整个系统都不能工作；另外, 其价格昂贵。不是非常必要, 一般不采用。

2、小型机系统：系统与主机系统非常类似，只是用小型机或超小型机代替主机。用户工作站数量较少，一般在4 ~ 6个。优点：系统的成本较低，软件不需变更，可在其系列产品中通用。

缺点：与主机系统类似,当小型机发生故障时,系统瘫痪。另外, 系统比较封闭, 不同系统间数据很难交换, 扩展能力差。

3、工程工作站系统：工程工作站是高性能的计算机系统。与小型机系统不同，它摒弃

了主机和小型机系统的多用户分时系统的结构，一人使用一台工作站,并且由于采用了网络技术，每人还可使用所有的计算机。由于系统的单用户性质保证了优良的时间响应，提高了效率。工作站一般都采用UNIX 操作系统及以太网，并且配有三维图形加速器，可支持实时的动态显示。

4、微机系统(Microcomputer-based System)其结构与工程工作站系统类似。

优点：价格便宜, 且由于微机的快速发展, 已能够满足大多数CAD系统的应用要求, 加之网络的广泛应用, 大大提高了微机的性能价格比, 目前已成为多数用户的首选硬件系统。

缺点：由于微机在速度及内外存上还有一定的限制,使得大型工程分析、复杂的三维造型等CAD作业在微机上还有一定的困难。

三、CAD/CAM中常用的网络结构有那些？

1、星型

2、环型

3、总线型 4。网状型

四．主机的组成及主要性能指标

1、组成主要由中央处理器（CPU），内存储器，以及输入输出接口组成

2、表示主机性能的重要指标：（速度和字长）

五、简述CAD/CAM系统的软件类型和各部分所处层次。

答：根据执行任务和处理对象的不同可分为：系统软件. 支撑软件及专业性应用软件三个不同的层次。各种支撑软件及应用软件都是在系统软件的基础上开发的，支撑软件是各种应用软件的工具和基础，专业性应用软件则是根据用户的具体要求在支撑软件的基础上经过二次开发的专用软件。

六、简述CAD/CAM系统软件的组成。

1）操作系统2）计算机语言3）网络通讯及管理软件4）数据库及数据库管理软件

七、选择CAD/CAM系统软件时需考虑哪些因素？

1、进行需求分析

2、深入了解软件的功能

3、了解软件厂商的背景

第三章

一．在CAD作业中如何处理工程手册中的设计？

答：程序化和数据库存储程序化的具体方法又分两种：利用数组和拟合公式

二．说明插值法.线性插值.抛物线插值得基本原理？

函数插值的基本思想：在插值的点附近选取若干个合适的连续结点，过这些结点构造一个简单函数g(x),以代替原来未知函数f(x)，插值点的g(x)值就作为原函数的近似。

线性插值：又称二点插值，根据插值点x值选取两个相邻的自变量x1和x2.并满足

条件。过（x1，y1）（x2，y2）两结点连线的直线代替原来的函数f(x)，则插值点函数为：

抛物线插值：又称三点插值，选取三个相邻自变量x1，x2，x3使之满足条件

过这三点作抛物线g(x)以代替f(x)可直接写出抛物线插值公式：

三．说明最小二乘法的基本思想

基本思想：由线图或实验所得N个点的值(x0，y0),(x1，y1)…(xN-1，yN-1), 设拟合公式为y = f (x) 则每一结点处的偏差为:ei=f(xi)- yi i=0,1,2…,N-1,则偏差的平方和为：

其中f(x)可以是任何函数关系,自己可以定,但不可以随便定,一般事先可将坐标点画在坐标纸上观察其趋势,再选定f(x)的类型。f(x) 是有一定类型的函数,如直线方程y=a0+a1x , 如何确定系数a0 、a1？可根据（由未知系数决定的曲线与）各点的偏差平方和最小的要求来确定。因此，被称为最小二乘法拟合。

*最小二乘法的对数方程拟合M组数据为(xi，yi)，设对数方程为：y=a+blnx令X=lnx 则上式变为：y=a+bX

*最小二乘法的指数方程拟合设指数方程为：y=abx当y>0，a>0，b>0时，两边取对数lny= lna+xlnb并令A=lna，B=lnb，Y= lny，则上式变为：Y=A+Bx 可按直线拟合处理, 以lny i 替代y i 代入线性拟合公式解得A、B, 再求a、b。

*最小二乘法的幂函数拟合设幂函数为：y=axb当x>0，y>0，a>0时，两边取对数lny= lna+blnx

令A=lna，X=lnx，Y= lny则上式变为：Y=A+bX 按直线拟合处理，以lnx i、lny i 替代x i、y i 代入线性拟合公式解得的A、B及a、b。

第四章

一、如图所示的二叉树的度数和深度分别是多少？分别写出先序、中序和后序遍历的结果。

二、简述数据结构的概念，并说分别说明何为逻辑结构，何为物理结构？

数据结构：是描述一组数据元素以及元素之间的关系，可用集合论的方法表示为:

S=（D，R）数据结构包括数据的逻辑结构和物理结构

A 数据的逻辑结构它是描述数据之间的逻辑关系，而独立于数据的存储介质之外。

B 数据的物理结构它是描述数据在计算机存储设备上的表示方法及相互关系，又称为数据的存储结构。常见的物理结构有顺序结构和链表结构

三、常见的数据结构有哪些？

1、线性表）2.线性表的链式存储结构（链表） 3.栈和队列 4. 树和二叉树.

*二叉树的遍历：

1先序遍历（跟左右）：先访问根结点，然后先序遍历左子树，再先序遍历历右子树

2中序遍历（左根右）：先中序遍历左子树，然后访问根结点，再中序遍历右子树

3后序遍历（左右根）：先后序遍历左子树然后后序遍历右子树再访问根结点

*树是具有层次关系的数据结构，树的层次数量称为树的深度或高

度。结点的孩子数量称为结点的度。树中所有结点中最大的度数称为这棵树的度.

第五章

一、文件系统中常见的文件类型/组织方式有哪些？

1、顺序文件 2. 索引文件 3. 多重链表文件 4. 倒排文件

二、与文件系统相比数据库系统有哪些特征？

1、实现了数据共享，减少了数据冗余。

2、数据存储的结构化

3、增强了数据的独立性

4、加强了对数据的保护（数据的安全性和可靠性）

三、常见的数据库模型有哪些？

1、层次型：指记录之间是树型的组织结构

2、网络型：指事物之间为网络结构，它体现了事物之间“多对多”的关系。

3、关系型：它把信息集合定义为一张表的组织结构，每一张二维表称为一个关系，其中表中的每行为一个记录，每列为一数据项。

四．多重链表文件。索引文件。倒排文件分别用于什么场合

多重链表文件：通常用于根据多个次关键字来访问某条记录的场合

倒排文件：通常用于根据多个次关键字来访问某条记录的场合

索引文件：通常用于根据多个关键字来访问某条记录的场合

第六章

一．二维图形的基本变换有哪些？

1、平移变换

2、比例变换

3、对称变换

4、错切变换

5、旋转变换

二．三视图是如何形成的？分别写出主.俯.左视图的变换矩阵

1、主视图：将物体向正面（V面）投影，只需将物体各顶点中的y值变为0，而x、z坐标值不变，其变换矩阵为：

2、俯视图：将物体向水平面（H面）投影，即令z坐标变为0，然后将得到的投影图绕X轴顺时针转90o，使与V面共面，再沿负Z方向平移一段距离n，得变换矩阵为：

3、左视图：将物体向侧面（W面）投影，即令x=0，然后绕Z轴逆时针转90o，使与V面共面，再沿负x方向平移一段距离l，其变换矩阵为：

三. 正轴测投影变换。斜轴测投影变换是如何形成的分别写出正轴测投影变换。斜轴测投影变换的变换矩阵

正轴测图可以看作先将空间物体绕Z轴逆时针旋转角，再绕?X轴顺时针转á角，最后向XOZ面（即

V面）投影而得到。其变换矩阵为：

物体沿X轴错切，再沿Z轴错切，最后向XOZ面（V面）投影，得到斜轴测图。其变换矩阵为：

当d=f=-0.3535时得到的斜轴测图称为斜二测图。

. 第七章

一．目前常用的三维几何造型系统有哪三种？

1. 线框建模 2。实体建模 3. 表面建模

二．实体造型中生成物体的方法有那2两种？

实体造型生成物体的方法有体素法、扫描法

三．三维实体模型的计算机内部表示方法分哪四种？.

1.构造实体几何表示法CSG

2.边界表示法B-Rep

3.空间单元表示法

4.扫描表示法

四．简述特征及其分类？

特征：指从工程对象中高度概括和抽象后得到的具有工程意义的功能要素

分类：.形状特征2. 精度特征3. 管理特征4.技术特征5. 材料特征6. 装配特征

五．简述参数化设计与变量化设计的区别？

参数化设计与变量化设计的联系：

共性：两者都是基于约束的设计，都提供尺寸驱动的功能。

差别：在约束模型的建立与求解方法上，参数化设计采用顺序求解策略；在约束种类上，参数化设计主要支持几何约束，而变量化设计除几何约束外，还能支持复杂的工程约束。

第八章

一．简述CAPP的含义？

计算机辅助工艺过程设计（CAPP) ：指在工艺人员借助于计算机，根据产品设计阶段给出的信息和产品制造工艺要求，交互地或自动地确定产品加工方法和方案，如加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。

二．简述CAPP系统的分类及其原理

1.派生法CAPP系统：利用零件的相似性来检索先有工艺规程的一种软件系统

2.创成法CAPP系统：是一种能综合零件加工信息，自动为一个新零件创造工艺规程的CAPP系统

3. 混合式CAPP：综合派生法CAPP和创成法CAPP得方法和原理，采取派生和自动决策相结合的方法生成工艺规程

*CAPP系统的发展趋势：1、集成化趋势2、通用化趋势3、智能化趋势