CADCAM试题答案

中南大学网络教育课程考试

《CAD/CAM技术及应用》答卷

一、绘简图表示CAD/CAM系统的工作过程，并对主要环节所要完成的具体任务进行分析说明。（30分）

答：CAD／CAM系统是设计、制造过程中的信息处理系统，它充分利用了计算机高效准确的计算功能、图形处理功能以及复杂工程数据的存贮、传递、加工功能，在运行过程中，结合人的经验、知识及创造性，形成一个人机交互、各尽所长、紧密配合的系统。CAD/CAM系统输入的是设计要求，输出的是制造加工信息。一个较为完整的CAD／CAM系统的工作过程如图1所示，它包括以下几个方面：

（1）通过市场需求调查以及用户对产品性能的要求，向CAD系统输入设计要求，利用几何建模功能，构造出产品的几何模型，计算机将此模型转换为内部的数据信息，存贮在系统的数据库中。

（2）调用CAD/CAM系统程序库中的各种应用程序对产品模型进行详细设计计算及结构方案优化分析，以确定产品总体设计方案及零部件的结构及主要参数，同时，调用CAD/CAM系统中的图形库，将设计的初步结果以图形的方式输出在显示器上。

（3）当把设计对象描述为计算机内部模型后，通过计算机辅助工程分析计算功能对产品技术性能指标进行优化设计、性能预测、结构分析和仿真。即通过计算机数值分析求解速度快、效率高的优势，对设计产品的结构和性能指标进行必要的工程分析和仿真计算。

图1CAD/CAM系统的工作过程

（4）根据计算机显示的结果，设计人员对设计的初步结果作出判断，如果不满意，可以通过人机交互的方式进行修改，直至满意为止，修改后的数据仍存储在CAD/CAM系统的数据库中。

（5）CAD/CAM系统从数据库中提取产品的设计制造信息，在分析其零件几何形状特点及有关技术要求后，对产品进行工艺规程设计，设计的结果存入系统的数据库，同时在屏幕上显示输出。

（6）工艺设计人员可以对工艺规程设计的结果进行分析、判断，并允许以人机交互的方式进行修改。最终的结果可以是生产中需要的工艺卡片或以数据接口文件的形式存入数据库，以供后续模块读取。

（7）在打印机上输出工艺卡片，成为车间生产加工的指导性文件。CAM子系统从数据库中读取零件几何信息和加工工艺规程，生成NC加工程序。

（8）有些CAD／CAM系统在生成了产品加工的工艺规程之后，对其进行仿真、模拟，验证其是否合理、可行。同时，还可以进行刀具、夹具、工件之间的干涉、碰撞检验。

（9）在普通机床、数控机床上按照工艺规程和NC加工程序加工制造出有关产品。

由上述过程可以看出，从初始的设计要求、产品设计的中间结果，到最终的加工指令，都是信息不断产生、修改、交换、存取的过程，CAD/CAM系统应能保证用户随时观察、修改阶段数据，实施编辑处理，直到获得最佳结果。

根据应用要求的不同，实际的CAD／CAM系统可支持上述全部过程，也可仅支持部分过程。

二、简要概述参数化设计的基本原理，并以你熟悉的CAD软件(如UG)为例，分析说明在该软件环境下进行参

数化设计的方法。（10分）

答：参数化设计是Revit Building的一个，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。Revit Building 中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释符号，使每一个构件都通过一个变更传播引擎互相关联。构件的移动、删除和尺寸的改动所引起的参数变化会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，毋须逐一对所有视图进行修改。从而提高了工作效率和工作质量。

SolidWorks参数化设计的的方法是：在参数化零件的基础上，引入零件装配关系作为约束，合理地建立零件之间的装配约束关系，以确保零件之间的相对位置关系；同时，建立零部件相互关联的参数之间的关系，以保证参数之间能够联动。这样就可以实现同步更新，在此基础上建立部件的装配布局图，最终实现整个部件的参数化设计。

三、某零件的三视图和立体图如下所示。

（1）分析指出该零件由哪些形状特征组成（绘简图说明）。（10分）

（2）简述用UG实现下图所示零件三维造型的步骤（分步骤进行文字说明，并配适当的简图说明）。（10分）

答：

1. 此实体由：矩形，键槽，倒直斜角，筋板，台阶孔

2.三维造型步奏如下：①画底板，键槽，倒角

②画矩形

④筋板

四、采用立式数控铣床在一正方形毛坯工件上铣削如下图所示凸台（尺寸自定），使用Φ12mm球头铣刀进行

加工，工件材料为铸铁。如采用UG 软件进行数控加工编程，简要说明在UG软件环境下编制凸台曲面数控加工程序的步骤（分步骤进行文字表述，并配适当的简图说明）。（20分）

答：（1）画出零件的立体图

（2）补全毛坯

（3）编程并使用Φ12球刀加工

（4）后处理输出程序并加工

五、下图所示铰链由上铰链（零件1）、下铰链（零件2）和内销（零件3）三个零件组成。如在UG中已完成

三个零件的三维建模，如需继续在UG中对其进行装配建模，得到如下图所示的三维装配模型，试给出建立铰链三维装配模型的主要步骤（分步骤进行文字说明，并配适当的简图说明）。（20分）

1 2 3

答：把三个零件都画好（1）画链2

（2）装配链1

（3）装销子