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计算机辅助工程 思考题 2011 一、CAD/CAE/CAM 基础 1 计算机辅助工程的基本内容？cad？ 3D主建模、photo、CAE、drafting、CAPP、CAM、 Assembly2 CAD/CAE/CAPP/CAM 的基本概念CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）CAPP(Computer Aided Process Planning,计算机辅助工艺计划)CAD/CAE/CAM是三者的有机结合，意味着进一步提高设计和生产效率的综合技术3 CAD/CAE/CAM技术在制造技术中的地位和作用?地位：它推动了几乎一切领域的设计革命，CAD技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。CAD/ CAE/CAM技术从根本上改变了过去的手工绘图、发图、凭图纸组织整个生产过程的技术管理方式将它变为在图形工作站上交互设计、用数据文件发送产品定义、在统一的数字化产品模型下进行产品的设计打样、分析计算、工艺计划、工艺装备设计、数控加工、质量控制、编印产品维护手册、组织备件订货供应等等。应用：CAD系统的应用影响工业各个方面，使传统技术、工程技术发生深刻的变革。CAE系统的应用解决产品设计分析问题，使设计人员在早期设计阶段就可以对产品设计和制造中的各种问题进行预测仿真。从而缩短设计周期、提高产品质量，节省大量资金。CAM系统的应用解决实际产品的制造加工问题，提高产品的制造质量。CAD/CAE/CAM系统的应用极大提高产品质量，加速产品开发，缩短从设计到生产的周期，缩短了产品的上市周期，实现产品设计的自动化，使设计人员从繁琐的绘图中解放出来，集中精力进行创造性的劳动。有利于发挥设计人员的创造性，将其从大量繁琐的重复劳动中解放出来，集中精力进行创造性的劳动。减少了设计、计算、制图、制表所需的时间，缩短了设计周期。可以从多方案中进行分析、比较、选出最佳方案，有利于实现设计方案的优化。有利于实现产品的标准化、通用化和系列化。缩短了产品从设计到生产的周期，缩短了产品的上市周期，提高了产品的质量。有利于提高产品设计自动化、生产过程自动化的水平，最大幅度地获得满足客户需求的产品，有利于企业提高应变能力和市场竞争力。CAD、CAE、CAM的一体化，使产品的设计、制造过程形成一个有机的整体，通过信息的集成，在经济上、技术上给企业带来综合效益。4 CAD/CAE/CAM技术的发展趋势？P17参数化：参数化能够极大地提高机械设计效率。智能化：现有的计算机辅助设计系统智能化程度越来越高，原来烦琐的操作逐渐由计算机智能化地进行处理三维化：随着三维图形技术的发展，在计算机内部相应的三维实体模型能够更直观，更全面地反映设计意图。集成化：集成就是向企业提供一体化的解决方案网络化：工业企业的实际生产管理过程是一个由产品规划，产品设计，性能测试，工艺准备，主体零部件生产，标准件及特种件外购，产品组装及检验，产品销售及服务等方面集体协作，分散集中，不断反馈的信息流网络 标准化：随着CAD/CAE/CAM系统的集成和网络化，只能各种产品设计，评测和数据交换标准势在必行。.5 CAD/CAE/CAM系统的组成和要求？P10硬件系统：主机 外存储器 输入设备 输出设备 网络设备和生产设备。软件系统：系统软件 支撑软件 应用软件要求：对硬件应考虑以下方面：系统功能 系统的开放性与可移植性 系统升级扩展能力 良好的性价比 系统的可靠性，可维护性与服务质量对软件一般应考虑：系统的功能和能力配置 软件性能价格比 与硬件匹配 二次开发环境 开放性 可靠性二、CAD建模技术CAD 系统的坐标系及其定义？世界坐标系（World Coordinate System,WC）由设计者（用户）确定，称用户坐标系,用户用它来定义二维或三维世界中的物体，其坐标值可以是实型量，也可以为整型量。坐标系可采用绝对坐标或相对坐标。设备坐标系（Devices Coordinate System,DC）图形显示器或绘图机自身有一个坐标系，称它为设备坐标系或物理坐标系。设备坐标系中，坐标轴的度量单位是像素或者绘图笔步长。规格化坐标系（Normalized Devices Coordinate System,NDC）与设备无关的图形系统，其目的是使所编制的软件可以较方便地应用于不同的具体设备上。坐标单位无量纲，取值范围01观察坐标系（Viewing Coordinate System,VC）又称目坐标系，是一个定义在用户坐标系中任何方向、任何地方的左手三维直角辅助坐标系，其原点和视心重合6. 有哪些经典视图？平行视图和透视视图的特点是什么？主视图、俯视图、左视图、轴测视图、平行投影视图和透视视图等；平行视图灭点在无穷远处，透视视图灭点在有限远距离处。7. 视图中三个基本要素是什么？一个或多个对象； 观察者，带有一个投影面；从对象到投影平面的投影变换。8. 为什么要用齐次坐标描述点的坐标？齐次坐标的维数与几何维数的关系？CAD图形基本变换包括哪些类型？ 齐次坐标易于在计算机上实现几何变换；齐次坐标的维数比几何维数多1；包括比例、平移、旋转，以及对称、错切、投影和透视变换等。9. 二维图形变换矩阵及其子矩阵的作用？三维图形变换矩阵及其子矩阵的作用？二维变换矩阵的一般形式： 从变换功能上可把T分为四个子矩阵其中 缩放、旋转、对称、错切等变换；平移变换；投影变换。当p、q为零时为平行投影；当p、q不等于零时为中心投影；整体图形作伸缩变换； 三维变换矩阵的一般形式为 比例、错切、旋转、反射等基本变换 沿 X、Y、Z 三个方向的平移变换 透视变换 全比例变换10. 三维视图投影变化矩阵意义(多矩阵符合变换)。什么是三维图形复合变换，复合变换的过程是否可逆？复合变换：多个基本变换组成的复杂变换；不可逆。11. 一条复杂曲线(曲面)往往要由多段曲线连接而成，在曲线(曲面)段与曲线(曲面)段的交接处存在连续性问题。曲线(曲面)的连续性有哪几种形式？Gn、Cn 的数学、几何意义是什么？曲线(曲面)的连续性有G几何连续和C参数连续；Gn、Cn 的数学意义是、几何意义在G0、G1、Gn-1连续的基础上，如果两条曲线段在拼接点出的n阶导数（对参数t求导）方向相同，则称曲线具有Gn连续；如果两条曲线段在拼接点出的n阶导数（对参数t求导）方向、大小都相同，则称曲线具有Gn连续；12. 插值，逼近，光顺，拟合的基本概念 。插值和逼近常用的数学方法有哪些？插值是函数逼近的重要方法。给定函数f(x)在区间a,b中互异的n个点f(xi) i=1,2,n，基于这个列表数据，寻找某一个函数k(x)去逼近f(x)。若要求k(x)在xi处与f(xi)相等，就称这样的函数逼近问题为插值问题，称k(x)为f(x)的插值函数，xi称为插值节点。也就是说，k(x)在n个插值节点xi处与f(xi)相等，而在别处就用k(x)近似的代替f(x)。在曲线曲面中最常用到的是线性插值和抛物线插值。逼近：当型值点太多时，构造插值函数使其通过所有的型值点是相当困难的；同时，也没有必要寻找一个插值函数通过所有的型值点；解决的办法通常是寻找一个次数较低的函数，从某种意义上最佳的逼近这些型值点；逼近的方法有很多，最常采用的有最小二乘法光顺：通俗的几何含义是曲线的拐点不能太多，曲线拐来拐去，就会不顺眼；对于平面曲线，相对光顺的条件是：曲线具有二阶几何连续性；不存在多余拐点；曲线的曲率变化较小。拟合不象插值、逼近、光顺那样有完整的数学和公式定义，它是指在曲线、曲面的设计过程中，用插值、逼近的办法，使生成的曲线、曲面达到某些设计的要求，如使曲线通过型值点、控制点，使曲线“光滑”，“光顺”等13. B zier 曲线、B-Spline 曲线、NURBS 曲线的特点？Bzier曲线的优缺点 优点：形状控制直观；设计灵活 缺点：所生成的曲线与特征多边形的外形相距较远；局部控制能力弱，因为曲线上任意一点都是所有给定顶点值的加权平均；控制顶点数增多时，生成曲线的阶数也增高；控制顶点数较多时，多边形对曲线的控制能力减弱；曲线拼接需要附加条件，不太灵活B-Spline的优缺点 优点：与控制多边形的外形更接近；局部修改能力；任意形状，包括尖点、直线的曲线；易于拼接；阶次低，与型值点数目无关，计算简便 缺点：不能精确表示圆NURBS 能精确表示圆。14. Bzier曲线、B-Spline 曲线、NURBS曲线的次数(degree)和控制点数量的关系。（Bzier曲线整段，次数为点数减1；B-Spline曲线分段，只要次数少于点数即可；NURBS 与B-Spline曲线相同，相比B-Spline曲线，能精确表示圆。）15. CAD技术中零件建模的发展经历了哪些建模技术发展过程？在CAD技术的发展过程中，其造型技术大致经历了线框造型、曲面造型、实体造型、特征造型、基于特征的参数化和变量化造型等几个历史阶段。 16. CAD三维实体建模有哪些方法？它们的特点是什么？构造实体几何法(CSG法)通过描述基本体素(球、柱、棱柱等)和集合(布尔)运算(交、并、差等)来构造实体，即用基本休素拼合成复杂实体的建模方法。包含两部分内容：- 基本体素的定义与描述；体素之间的集合运算。 扫描法 (Sweep)建立在沿某一轨迹移动一个点、一条曲线或一个曲面的思想之上的，由这个过程所产生的那些点的轨迹定义一维、二维或三维的形体。需要两个要素- 被移动的形体(基体)或截面；-移动该形体的轨迹(路径)。边界表示法 (B-Rep法)是以物体边界为基础。B-Rep法的基本原理是：一个形体可以通过包容它的有限个面来构成，每个面(平面或曲面)由有限条边围成的有限个封闭域来描述，边通过点，点通过三个坐标值来定义。 采用网状数据关系结构描述。（B-Rep法侧重面、边界，因此在图形处理上有明显的优点，因为这种方法与工程图的表示相近，根据B-Rep法数据可迅速转换为线框模型，尤其在曲面造型领域，便于计算机处理，交互设计与修改。CSG法强调过程，在几何形体定义方面具有精确、严格的优点。其基本定义单位是体素，但不具备面、环、边、点的拓扑关系。）CSG与B-Rep混合造型法 是在CSG基础上的逻辑扩展，起主导作用的是CSG结构，结合B-Rep法的优点，可以完整地表达物体的几何，拓扑信息，便于构造产品模型，使实体造型技术大大前进了一步。空间位置枚举法基本思想是将一个三维实体有规律地分割为有限个单元，这些单元均为具有一定大小的立方体；在计算机内部通过定义各个单元的位置是否填充来建立整个实体的数据结构。 分割单元的大小、数量影响实体模型的精度，数目越多，精度越高，相应的系统处理数据的时间也越长，存储这些数据所占的空间也越大。 分割表示法是一种空间上的近似，它并不能表达一个物体任意两部分之间的关系，也没有关于点、线，面的概念。 采用八叉树结构。17. CAD三维线框造型的特点？三维线框造型在计算机内部如何描述和表达三维物体？优点：所需信息最少，数据运算简单，容易处理，所占存储空间比较小；可以产生任意视图，且能保持正确视图投影关系；对计算机硬件的要求不高，易掌握，处理时间较短。缺点：对于曲面体，仅能表示物体的棱边就不准确了； 对物体形状的判断产生多义性；线框造型不能进行物体几何特性(体积、面积、重量、惯性矩等)计算，不便于消除隐藏线，不能满足表示特性的组合和存储多坐标数控加工刀具轨迹的生成等方面的要求线框造型的数据结构是表结构，在计算机内部是以边表和点表表达和存储的，实际物体是边表和点表相应的三维映像，计算机可以自动实现视图变换和空间尺寸协调。18. CAD三维曲面造型的基本原理。在计算机内部曲面模型采用怎样的数据结构描述？曲 面构造的方法有那些？(线性拉伸面、旋转面、直纹面、扫成面、孔斯曲面等)曲面造型是在线框造型的基础上添加面的信息，用空间的曲面来表示物体的外表面，用面的集合来表示物体，而用环来定义面的边界。建模时，先将复杂的外表面分解成若干个组成面，然后定义出一块块的基本面素，通过各面素的连接构成了组成面，通过各组成面的拼接就构造了曲面模型。计算机内部，曲面造型的数据结构仍为表结构除顶点表和边表之外，还提供了面表。 19. 构造实体几何法（CSG）包含两部分内容是什么？CSG 数采用怎样的数据结构？包含两部分内容：基本体素的定义与描述；体素之间的集合运算。 （一部分是二叉树结构，另一部分是描述体素位置和几何形状的数值参数。）CSG法在计算机数据结构中采用二叉树的形式记录一个实体的所有组成体素进入拼合运算的过程。20. CAD扫描法实体造型的两个要素是什么？扫描法实体造型需要两个要素： 被移动的形体(基体)或截面(Section)； 移动该形体的轨迹(路径)(Guide)。21. CAD 实体造型中的边界表示法(B-Rep 法)在计算机内部采用怎样的数据存储结构？在计算机内部B-Rep法的实体几何模型采用网状数据关系结构描述。22. 什么是特征？特征有哪些种类？特征是指产品描述的信息的集合，兼有形状和功能两种属性。 产品特征=形状特征+工程语义信息特征类型主要有如下几种 : (1)形状特征 (2)精度特征 (3) 管理特征 (4)材料特征 (5) 分析特征 (6) 装配特征 23. 特征建模与实体建模有何异同点？共同点：实体造型和特征造型都具有完整的几何信息、特征模型和实体模型都可以转化为曲面，特征建模和实体建模都属于造型技术。相异点：实体造型技术仅仅是零件的几何形状描述，只较详细地描述了物 体的几何信息和相互之间的拓补关系，而这些信息缺乏明显的工程含义，即从中提取和识别工程信息是非常困难的。特征造型通过计算机将工程图纸所要表达的产品信息抽象为特征的有机集合，它不仅构造一点的拓补关系组成的几何形状，而且反映了特点的工程语义，支持零件从设计到制造整个生命周期内各种应用所需的全部信息。24. 与实体几何建模比较，在工程设计中特征建模有特点和意义？几何造型中，实体模型仅仅是零件的几何形状描述，只较详细地描述了物体的几何信息和相互之间的拓扑关系，而这些信息缺乏明显的工程含义，即从中提取和识别工程信息是非常困难的； 工程技术人员在产品设计、制造过程中，不仅关心产品的结构形状、公称尺寸，而且还关心其尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材料性能和技术要求等一系列对实现产品功能极为重要的非几何信息，这些非几何信息也是加工该零件所需信息的有机组成部分； 几何造型系统存在一定的局限性，为实现CAD/CAE/CAM技术的集成化，满足自动化生产的要求，人们已研究出一种新的造型方法，它面向整个产品设计过程和生产制造过程，不仅包含了与生产有关的信息，而且还能描述这些信息之间的关系，这就是特征造型(Feature Mode) 特征造型的过程。a规划零件b创建基本特征c添加或去除其他辅助特征d编辑修改特征e生成工程图25. 特征建模中的轮廓(Profile) 、约束(Constraint)、草图(Sketch)、尺寸驱动、变量驱动等基本概念。轮廓：由若干首尾相接的直线或曲线组成，用来表达实体模型的截面形状或扫描路径。 轮廓上的线段（直线或曲线）不能断开、错位或者交叉。草图轮廓可以是封闭的也可以是不封闭的，但不允许既有封闭的又有不封闭的轮廓约束：指构成图形的几何尺寸及其图形各个元素之间的几何关系的集合，以参数等式或不等式描述。 有尺寸约束、几何约束、拓扑约束、工程约束草图：草图设计是将设计构思的结构轮廓以目测估计的图形和尺寸比例，用鼠标点击绘图的方式记录图形轮廓，然后不断添加及修改尺寸和图素之间的约束关系，控制设计结果，达到所需要的设计结构的一种设计方法。尺寸驱动：指图素与尺寸之间建立关联关系后，通过编辑尺寸参数数值来驱动图素的形状和位置改变来控制设计结果。变量驱动：指将所有的设计要素都视为约束，成为设计变量，通过变量的修改驱动设计结果。26. 参数化设计和变量化设计有何特点？它们之间有何区别？变量化和参数化技术的最大区别在于是否全约束，以何种形式来施加约束(尺寸约束还是任意约束)。参数化造型只是通过几何参数，或用来定义这些参数的简单方程得到设计结果；变量化造型技术中，不仅考虑几何约束，同时还考虑工程关系的非几何约束，模型的变量驱动用复杂的方程来表达。参数化设计是全尺寸约束的，不能有漏标注尺寸（欠约束），也不能有多余的尺寸标注（过约束）。27. 装配造型的基本概念：部件 (Parts & Componnent)、基零部件 、子装配体(Subassmbry)、主模型 (The Master Model )、爆炸图 等。答：1.部件：组成装配的单元称为部件。2.基零部件：放到装配中的第一个零部件。3.子装配体：当某一装配体是另一个装配体的零部件时，则称它为子装配体。4.主模型：一般指设计室设计人员创建的零件模型。5.为了清楚地表达一个装配，可以将部件沿其装配的路线拉开，形成所谓的爆炸图。28. 装配造型约束技术：约束的内容和方法。装配约束状态有哪四种？其中哪两种装配束状态必须避免？答：内容：重合、对齐、平行、垂直、相切、同轴心、距离、角度等。方法：自下而上的装配建模方法、自上而下的装配建模方法、混合装配建模方法。29. 装配造型的方法：自上向下和自下向上的装配造型方法的特点和区别。答：自上而下：特点：零部件是独立设计的。它们的相互关系及重建行为比较简单。自下而上：特点：通过申明各个子装配或零件的空间位置和体积，设定全局性的关键参数， 来进一步发挥参数化设计的优越性，使得各个装配部件之间的关系变得更加密切。 区别：1.自下向上的设计方法是由最底层的零件开始装配，并逐级逐层向上进行装配造型的方法。而自上向下的设计方法是由产品装配体开始，并逐级逐层向下进行设计的装配造型方法。2自下而上的设计方法多用在产品系列化设计中，而自上而下的设计方法则多用在创新性设计中。 30. CAD 工程图的图纸设置包括哪些内容？1图幅的建立（图幅大小）；2绘图比例；3绘图单位；5视角标准（我国国际工程制图采用第一视角关系）31. 工程图的视图种类有哪些？哪些视图需要在父视图基础上生成？1基本视图（不需要在父视图上生成）：主视图，俯视图，左视图 ，右视图 ，仰视图，后视图；2斜视图（需要在父视图基础上通过投影关系生成）； 3局部视图； 4旋转视图； 5轴测图； 6剖视图 ：全剖视图，半剖视图，局部剖视图，旋转剖视图，阶梯剖视图 需要在。斜视图、？三、CAE 基础 32. CAE的内容通常包括哪些内容？- 有限元法技术； - 优化设计； - 仿真技术； - 可靠性设计等方面。33. 力学分析方法中的数值求解方法主要包括哪几种？这几种方法的公共点是什么？力学分析方法：解析法和数值法。对于复杂的机构问题，唯一的途径是应用数值法求出问题的近似解，数值法最常用有：（1）有限元法(FEM)；（2）边界元法(BEM)；（3）有限差分法(FDM)三种方法的共同点是结构的离散化34. 有限元分析的基本原理？（1）假想将连续的结构分割(离散)成数目有限的小块体，称为有限单元，各单元之间仅在有限个指定结合点处相连接(2)用组成单元的集合体近似代替原来的结构，在节点上引入等效节点力以代替实际作用在单元上的载荷。 (3)对每个单元，选择一个简单的函数来近似表达单元位移分量的分布规律，并按弹性力学中的变分原理建立单元节点力与节点位移(速度、加速度)的关系(质量、阻尼和刚度矩阵).(4)把所有单元的这种关系集合起来，就可以得到以节点位移为基本未知量的力学方程。给定初始条件和边界条件，就可求解力学方程。 单元个数有限，节点数目有限。35. 有限元分析的一般分为哪三个过程？(连续体离散化（网网格划分）、单元分析、整体分析)36. 有限元分析的前处理包括哪些内容? 有限元分析的后处理包括哪些内容？前处理是在用有限元法进行机构分析之前：生成几何实体模型； 生成节点坐标； 生成网格单元； 修改和控制网格单元 ；单元属性编辑 ； 施加边界条件 ； 施加载荷（前处理生成几何实体模型；按所使用的单元类型对几何实体模型进行剖分；根据要求对节点进行顺序编号；输入中单元特性及节点坐标；生成网格图像并在屏幕上显示；为了决定它是否适用或者是否应当修改，显示的图像应带有节点和单元标号以及边界条件等信息；为了便于观察，图像应能分块显示、放大或缩小。对于三维结构的网格图像需要具备能使图像做三维旋转的功能等）后处理包括：将有限元计算分析结果进行加工处理并形象化为变形图、应力等值线图、应力应变彩色浓淡图、应力应变曲线以及振型图等，以便对变形、应力等进行直观分析和研究。37. 您知道有哪些国际上知名的有限元分析系统？ ANSYS;MCS NASTRAN;NX NASTRAN;HYPER WORK38. Ansys系统主要有哪些功能？答：1结构分析 2热分析 4电磁分析 5流体分析 6耦合场分析多物理场39. 优化设计要解决的关键问题主要有哪些？(优化数学模型和优化方法)答：一是建立优化设计数学模型，即确定优化设计问题的目标函数、约束条件和设计变量；二是选择适宜的优化方法。40. 优化设计的数学模型是否指确定优化设计问题的目标函数、约束条件和设计变量？答：是41. 你知道有哪些常用的优化方法？一维搜索法； 坐标轮换法； 单纯形法； 鲍威尔法(Powell)； 梯度法； 牛顿法； 变尺度法； 复合形法； 罚函数法42. 什么是系统？系统的组成？系统结构和系统功能针对的是系统哪方面的描述？系统模型和系统仿真。系统是有一组相互联系的为实现特定功能的若干要素所组成的，是一个可辨别的、复杂的具有固定特性、行为的动态有机体。系统组成：结构、输入/输出、功能。系统结构和系统功能针对的是系统“系统模型和系统仿真”的描述43. 物理模型和物理仿真？数学模型和数学模型仿真？答：物理仿真：用物理模型来仿真实际系统。数学模型是用数学方程来描述系统的结构和性能的模型；数学仿真：又称计算机仿真。即建立系统的可以计算的数学模型（仿真模型），并据此编制成仿真程序放入计算机进行仿真试验，掌握实际系统在各种内外因素变化下其性能的变化规律。四、CAPP 基础 44. 为什么说工艺是连接设计和制造的桥梁？工艺是指导加工的技术文件。45. 为什么说CAPP是CAD和CAM的桥梁？答：在集成系统中，CAPP能直接从CAD模块中获取零件的几何信息、材料信息、工艺信息等，以代替人机交互的零件信息输入，CAPP的输出是CAM所需的各种信息，因此，CAPP是CAD与CAM的真正桥梁。46. 常见的机械加工工艺文件卡有哪些？它们的特点是什么？（加工工序卡有工序图、加工工艺过程卡？）47. 派生式CAPP的基本原理？派生式CAPP是建立在成组技术(GT)的基础上；派生式CAPP 利用客观存在的零件结构和工艺特征的相似性，将结构或工艺相似的零件 归类成组，并制定每组零件的标准工艺流程，即 成组工艺。将各组的成组工艺及其刀、夹、量具及机床、材料、切削参数等数据以数据库的形式保存在计算机。48. 派生式CAPP的工作流程？按照采用的分类编码系统，对实际零件进行编码检索该零件所在的零件族调出该零件族的标准工艺规程利用系统的交互式修订界面，对标准工艺规程进行筛选，编辑或修订供自动修订的功能，但这需要补充输入零件的一些具体信息。将修订好的工艺规程存储起来，并按给定的格式打印输出49. 成组技术的基本原理是什么？（是对工件和生产的相似性进行标识、归类和应用的一门生产技术科学和管理科学）利用客观存在的有关事务的相似性，按一定的相似性标准，将有关事物归类成组。50. 成组技术零件分类成组的方法有那些？(P207)零件分组的方法主要有：检视法、生产流程分析法、编码分类法等。51. 创成式CAPP的特点？(P220)创成式CAPP的特点:创成式CAPP是以“逻辑算法+决策表”为特征。创成式CAPP系统的特点：（1）通过逻辑推理，自动决策生成零件的工艺规程。（2）具有较高的柔性，适应范围广。（3）便于计算机辅助设计和计算机辅助制造系统的集成。创成式CAPP的特点：1). 零件没有按成组技术哲理分类及建立复合工艺，完全按系统的决策逻辑生成零件的工艺规程。 2). 决策逻辑嵌套在系统的程序中。3). 系统在读取零件的制造特征信息后能自动决策生成零件的工艺规程。不用人工干预编辑。4). 完全创成式CAPP系统是CAPP追求的理想目标。难度非常大。52. 创成式CAPP的工作原理和过程？答：当向CAPP系统输入零件信息后，首先分析组成零件的各种几何特征，然后从数据库中找出与这些特征相对应的加工方法，加工顺序及加工参数等，通过逻辑决策模拟仿工艺师的决策过程，自动生成这个零件的工艺路线及工序，并输出工艺文件。53. CAPP专家系统的特征是什么？答：CAPP专家系统是以“推理+知识”为特征。专家系统最大的特点就是知识库和推理机分开五、CAM 基础 54. CAM的核心是什么？答： 数控技术。 55. 数控机床的坐标系统和工件的加工坐标系统是如何定义的？数控机床的坐标系统采用右手法则，笛卡尔坐标系。 基本坐标轴为XYZ直角坐标相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C； Z轴为平行于机床主轴的坐标轴，其正方向定义为从工件到刀具夹持的方向； X轴作为水平的、平行于工件装夹平面的轴，它平行于主要的切创方向，且以此方向为正向。 Y轴的运动方向则根据X和Z轴按右手法则确定。 A、B、C轴相应地在X、Y、Z坐标轴正方向上，按右旋螺纹前进的方向来确定。数控车床是以机床主轴轴线方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。X轴位于与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件旋转轴线的方向，且刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向。一般将工件坐标系的Z轴设成与机床主轴中心线重合，X轴设在工件的左端面或右端面。56. 编程原点、数控加工的对刀点及编程坐标系的关系？编程原点的选择原则？编程坐标系是指在数控编程时,在工件上确定的基准坐标系,其原点也是数控加工的对刀点。编程原点选择原则如下： - 所选的编程原点应使程序编制简单； - 编程原点应选在容易找正、并在加工过程中便于检查的位置； - 引起的加工误差小；57. 合理的走刀路线的基本原则是：（1）尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产效率；（2）保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；（3）有利于简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量。58. 数控编程的步骤 ？答：1.分析零件图样；2.进行工艺处理；3.数学处理;4.编写零件加工程序;5.制作控制介质；6.程序校核。59. 切触点、切触线、刀位数据、刀轴矢量的基本概念。切触点：指刀具在加工过程中与被加工零件曲面的理论接触点。切触线：指刀具在加工过程中由切触点构成的曲线。刀位数据：指准确确定刀具在加工过程中的每一位置所需的数据。刀轴矢量：意思是说刀具坐标轴的数值，刀轴就是装有刀具的坐标轴，因坐标轴有正负值，所以说是矢量 。60. 确定数控刀路常见的有哪些导动方法？参数法，截面法，投影法61. 数控加工自动编程有哪些方法？1.手工编程2.自动编程：1APT语言2计算机辅助图形自动编程3CAD/CAM集成编程62. 数控铣削加工常用的刀具有哪些？球刀、平低端刀、环形端到的特点和应用。采用球形刀端铣加工三维曲面，只要使球形刀的球心(以下简称为刀心) 位于所加工表面的等距面上，不论刀具路线及刀抽力向如何安排，均能铣削出所要求的曲面形状。因此刀位计算简单，编程较容易。缺点是切削速度随刀刃上切触点位置的不同而变化，球形刀端点与加工表面切触时切削速度为零。球形刀适用于三坐标、四坐标和五坐标曲面端铣加工端铣刀、环形刀多坐标端铣曲面加工以其加工效率高和刀具成本低等独特的优点，在大型曲面的数控加工中应用很广泛。加工对象包括各种形状的大型叶片(如透平机械的转子叶片)、大型水轮机转轮及某些大型曲面零件和模具等。缺点：刀位计算和编程复杂。端铣刀、环形刀一般只用于平面轮廓铣和五轴联动曲面铣削加工。63. 常用的刀具轨迹计算方法有哪些？参数线法：适用于曲面区域加工编程截面线法(平行截面或回转截面)：适用于曲面区域、组合曲面及曲面腔槽的加工编程三坐标球形刀多面体曲面加工算法：适用于三角域曲面和散乱数据描述的曲面的加工编程交线加工算法：适用于曲面交线区域及曲面间过渡区域的加工编程曲面腔槽加工算法 ：适用于曲面腔槽的加工编程。曲面通道加工算法：适用于曲面通道的加工编程64. 数控的前置处理的内容是什么？数控的前置处理有哪些阶段？前置处理是对用数控语言所编制的源程序进行翻译、运算、刀具中心轨迹计算，输出刀位数据。 数控前置的阶段有A输入翻译阶段 B轨迹计算阶段。65. 为什么要进行数控后置处理？把刀位文件转换成指定数控机床能执行的数控程序的过程称为后置处理 (Postprocessing)。自动编程方法与手工编程不同，经过刀位计算产生的是刀位文件(CL data file)，而不是数控程序。因此，这时需要设法把刀位文件转换成指定数控机床能执行的数控程序，输入机床，才能进行零件的数控加工。 66. 数控后置处理与什么有关？后置处理程序与具体的数控机床有关，机床运动模型不同，控制系统不同，代码也不同。七、UG NX4.0 操作使用 70UG NX4.0 操作介面组成（菜单区、图形区、提示行Cue Line、资源条Resource Bar）。 包括标题栏、菜单栏、工具栏、提示栏和状态栏、绘图区以及资源条等项目。71UG NX4.0 文件操作：New、Open、Save、Save as、Import/Export 等。新建、打开、另存为、导入导出72UG NX4.0 图层的定义和操作。 图层的定义：一个图层相当于一张透明的薄纸，用户可以在它上面绘制任意数目的对象。UG4.0为每个部件提供了256个图层，但是只能有一个工作图层。用户可以设置任意一个图层为工作图层，也可以设置多个图层为课件层。操作方法：1、图层的设置 2、移动至图层73UG NX4.0 工作坐标系WCS 的定义和操作。 答：wcs的定义：用户在设计绘图以及用图形应用程序描述几何形体时，用来描述形体的二维或三维直角坐标系称为用户工作坐标系，也称为世界坐标系（World Coordinate System）。1）.执行“格式/wcs/原点”命令，可以在当前视图重新选择原点位置2）.执行“格式/wcs/动态”命令，可以对当前的坐标轴进行旋转，拖动到正确位置，或者重新定位原点位置。3）.执行“格式/wcs/旋转”命令，可以对当前坐标轴进行绕+zc轴、-zc轴、+xc轴、-xc轴、+yc轴、-yc轴旋转的操作，并可以确定旋转的角度。4）.执行“格式/wcs/方位”命令，可以按增量重新定位当前坐标系的原点位置。5）执行“格式/wcs/更改xc方向或更改yc方向”命令，可以改变当前坐标系的xc或者yc轴的方向。74UG NX4.0 的试图操作：Pan、Rotate、Zoom In/Out、Fit 等操作。 答：1.执行“视图/操作/旋转（rotate）”命令，可以选择多种方式对当前视图进行旋转。2.执行“视图/操作/缩放（zoom in/out）可以选择多种方式缩小或者放大当前视图。3.执行“视图/操作/适合窗口（Fit）”命令，可以将当前视图调整到刚好视图窗口的位置。4.执行“视图/操作/平移（Pan）”命令，可以只有移动当前视图。75UG NX4.0 的鼠标操作：MS1、MS3、MS2、+MS2、+MS2 等。 答：单击MS1,可以选择当前视图中的绘图对象，例如直线、曲线、曲面，然后对对象进行各种操作；单击MS2，可以对当前视图进行旋转各种旋转。单击MS3可以打开快捷菜单，进行常用的操作。执行+MS2,可以平移当前视图；执行+MS2，可以对当前视图进行实时缩放。鼠标选择MB1MB2MB3刷新屏幕：Refresh缩放：Zoom旋转：Rotate图形正好充满屏幕：Fit着色方式显示： Display Mode线框显示方式： Display Mode-Wireframe转换视图：Replace Views-选视图76在UG NX4.0 中，Edit Blank 的作用和操作。 答：作用：隐藏对象 操作：单击隐藏选择对象单击确定77在UG NX4.0 中，Edit Transformation 操作有哪些功能？答：平移、比例、旋转、阵列、镜像。78在UG NX4.0 中，Edit Object Display 操作有哪些功能？ 答：可以编辑图层及颜色、线型线宽、栅格数、局部着色。还可以对曲面连续性显示、剖面分析显示、偏差度量显示和高亮线进行编辑。79在UG NX4.0 中，可以通过哪些操作隐藏几何图素？ 答：1，可以直接通过右键单击便可以选择对象的隐藏2，可以在实用工具中选择隐藏工具3可以在工具栏中的编辑下拉菜单中选择隐藏命令80UG NX4.0 的三维建模有哪几种法式？ 81在UG NX4.0中，用Base Curve 能否建立三维图形？ 不能，需要通过三维建模建立三维图形82在UG NX4.0，用Base Curve 中的用Fillet 命令的使用？ 这个命令在UG中为曲线中的圆角命令。打开这个命令后将有，1修建输入，2.删除第三条曲线，3.创建备份圆角的选项，这个功能是用来倒圆角用的。第一个命令是首先选择要倒圆角的地方，然后输入要倒圆角的半径，然后一次点击两边就会出现所要的圆角，但是这个方法会使原来的曲线修建掉，只剩下圆角第二个命令和第一个相似，但是结果会出现圆角，而且也保留了原来要倒的曲线部分第三个命令和第二个相似，不过结果出现了圆角的补圆，倒圆角的曲线部分也保留下来83在UG NX4.0，如何用Base Curve 画平行线？ 打开BASE CURVE，选择直线对话框，随便输入座标，造一条平行于X或Y或Z轴的直线（只要输入第一点后，再选择“平行X”或“平行Y”或“平行Z”，再随便点另一地方即可），再按上述方法造另一条平行于同一条轴的直线即可（两直线不重叠）。84UG NX4.0 的Base Curve 和Associative Curve 有区别。 用基本曲线画图时,曲线不会因为其它的曲线参数改变而改变；而关联曲线的曲线会因为改变与其有关系的曲线而改变。85在UG NX4.0 如何利用Expression 与Associative Curve 的关联关系？ 首先在表达式中编辑好需要的函数，然后打开关联曲线中要画的曲线，在合适的位置输入你设置好的函数。86在UG NX4.0中有哪些基本体素？长方体、圆柱体、圆锥、球体，管87在UG NX4.0中有哪些体素的集合(Boolean)运算？ 相加运算，相减运算，相交运算88在UG NX4.0的Extruded、Revolve、Swept 操作中所选择的截面线串(Section String)有何要求？ 线串要求是首尾相连的封闭线圈89在UG NX4.0 中非封闭的Section String 是否可以作出实体特征？ 可以90UG NX4.0 利用Hole 特征在实体上打孔时，选取的操作面(Placement face) 有什么要求？必须是平面91在UG NX4.0中Hole 特征的定位(Positioning)方法。 答:水平方式.垂直方式.平行方式.正交方式.平行间距定位.角度定位.点落在点上定位.点落在线上定位.线落在线上定位.92在UG NX4.0中有哪些特征必须定义水平参考(Horizontal Reference)？为什么？ 孔,圆台,腔体,凸垫,键槽等，因为特征是在安放平面的法线方向上被创建的，与安放表面相关联93在UG NX4.0中有哪些Datum 特征？Datum 特征有何作用？（datum基准？） 基准平面（Datum Plane）、基准轴（Datum Axis）、基准曲线(Datum Curve)、基准点(Datum Point) , 94在UG NX4.0的草图（Sketch）设计中有哪几种约束？UG NX4.0的草图（Sketch）是否允许欠约束？答：几何约束、尺寸约束。在UG中，不允许欠约束的情况，但允许不完全约束。（书包P149）95在UG NX4.0的草图（Sketch）设计中如何定义、显示、修改几何约束？ 答：定义几何约束：1）、手动定义，在草图约束工具栏中单击【约束】图标，系统提示用户选择需要创建约束的曲线。当选择一条或者多条曲线后，系统将在绘图区的左上角显示曲线可以创建的几何约束图标，然后在几何约束图标中选择相应的几何约束就行了。2）、自动定义，在草图约束工具栏中单击【自动约束】图标，再设置一下相应的参数即可。显示几何约束：在草图约束工具栏中单击【显示/移处约束】图标，在打开的对话框中，在约束类型选项那选择你要显示的几何约束。修改几何约束：通过