cadcam期末总结5.doc

1. 几何造型在模具CAD/CAM系统中起何作用？它应满足哪些要求？作用：确定工艺方案、设计模具结构、编制NC程序均需以工件几何模型为依据。要求：一个完整的几何造型系统，一般应具有以下功能：(1)输入形体(形体定义) 即通过计算机的输入设备，将形体的几何信息输入计算机.用的输入方式有交互方式和文本方式两种。(2)形体的计算机内部表示数据的存储、处理与管理 输入的信息在计算机内进行处理后，将以适当的数据结构表示，对这些信息应有相应的处理与管理。(3)形体的变换处理 由于形体的空间位置和空间形状可能存在变化，因此应提供变行功能，可使系统对形体的处理更加方便。 (4)形体的显示和输出 设计的好坏和正确与否通常需要经过视觉来判断在交互定义形体时，输入的信息是否正确，应能实时反馈给用户。显示处理包括增加视觉效果的消隐显示，浓淡图显示和透视等功能。造型系统还应能将造型结果以一定的格式输出，以供其它应用程序使用。（5)形体的编辑处理 主要用于对已定义的形体进行局部或整体的修改。(6)查询功能 使用户在设计时，能方便地查看已设计形体的有关信息，如形状参数,用户在几何造型时，就是利用上述功能表达自己的设计意图，定义相应的形体。并为后续应用(如模具设计、数控加工和有限元分析等)准备数据。2.几何造型中有哪些常用的造型方法？各有什么特点？（1）线框造型:特点：结构简单，生成模型较容易;图形显示速度快，容易修改，容易形成三面视图、透视图;当零件复杂时，易产生多义性；难以直接得出物体体积、表面积等；难以进行形体表面交线计算和消隐处理；对于球，圆柱和曲面的表示不够充分。（2）表面造型：特点：对多义性有所改进；可进行三维处理和生成剖面图；无法保证三维外形封闭、完整的唯一性；不能有效地处理曲面的不规则区域；仅仅表示物体的外壳，没有明确定义实体的存在侧。（3）表面造型实体造型：实体造型用全封闭的三维实体表示，它具有完整性，无二义性。它不仅定义了立体表面，而且还定义了立体内部形状，使立体的实体物质特性得到了正确的描述，效果高度真实，物体的几何参数易于得到，如面积、体积、质量等，是三维软件普遍采用的建模方式。（4）特征造型：特点：增加几何实体的工程意义，为各种工程应用提供更丰富的信息。3.几何造型中有哪些常用的表示模式？各有什么优缺点？(1)体素调用表示:优点: 采用规范化的几何形体及其形状参数描述形体，对这些规范化的几何形体作变比变换或者定义不同的参数值，将可产生不同的形体缺点：受初始状态的限制，素体调用不能产生复杂的形体，很少作为一个独立的表示模式使用，而是在几何造型中定义体素。（2）空间点列表示：优点：通过记录形体对单元的占据状态可描述形体的几何形状。缺点：精度受单元划分粗细程度的限制，需大量的存储空间，且形体各部分关系不明确（3）单元分解表示：优点：将形体分解成一系列单元，然后表示这些单元及其相互间的连接关系，理论上可以表示任何实体缺点：适用范围决定于系统所允许的单元类型，一些曲面物体人工难以划分单元（4）扫描变换表示：优点：通过一个二维图形或者一个形体沿某一路经扫描，产生新形体缺点：需要定义扫描的图形或形体(也称基体)，另外还要规定基体运动的轨迹（5）构造体素表示(CSG)：优点：利用一些简单形状的体素，经变换和布尔运算构成复杂形体。采用二叉树结构来描述复杂形体的关系，无二义性，较紧凑缺点：显示时运算量大（6）边界表示(B-Reps)：优点：以形体表面的细节，即以顶点、边、面等几何元素及其相互间的联系关系来表示形体的缺点：要求边界必须是联系的4. SGM几何造型系统有何特点？是如何实现构造冲裁件几何形状的？特点;SGM系统根据冲压件的形状特点，对组成冲压件形状的体素作了相应的分类，并针对这些体素建立了相应的拼合算法。 SGM系统提供四种体素： (1)PLANE(平面) 用于描述冲压件中与弯曲区相连的平直部分、法兰或其它平面形状。（2）BENDING(弯曲面) 对应于冲压件中通过弯曲成形方法产生的弯曲区。(3)SHAPING(成形面) 描述冲压件中由拉延、翻边或局部成形等方法形成的形状。(4)CUTTING(冲切面) 对应于冲压件上的孔、缺口和支条等形状。 基本体素的拼合。5.MODCON几何造型系统有何特点？是如何实现构造三维物体几何形状的？（1）MODCON 系统是交互式的几何构型系统。该系统将模具中常见的几何特征作为描述形状的体素，包括圆锥、负圆锥、圆柱、圆环、环块、负环块和圆弧块。该系统提供的形状算子可以将分别定义的体素结合成为零件或模具型腔的几何形状。根据模具型腔圆弧过渡很多的特点，MODCON系统提供了圆滑连接的功能。（2） (1)将物体划分为不同的部分，分别定义各个体素的参数。(2)用形状算子(MERGE)将定义的各个体素结合成为物体的几何形状。必要时，用系统的圆滑连接功能(BLEND)在体素的交接处产生圆滑过渡。(3)规定产生模具形状的方法。当需要加工制造模具的电极时，须规定切削区域，选择刀具尺寸，确定最大进给量等。如果需要产生的是关于物体几何形状的信息时，在此仅需将刀具直径定为零即可。 输出图形成数控加工用的纸带。 6 .冲裁模CAD/CAM系统的基本功能是什么？基本功能包括五个方面：1.系统运行管理模块（总控模块）2.工艺计算分析模块（1）工艺性分析（2）工艺方案选择（3）工艺计算3.模具结构设计分析4.图形处理模块5.数据库和图形库处理模块7.冲裁件图形输入有几种方法？各有什么特点？（1）节点输入法：先由人工将各线段的参数和结点坐标计算出来，然后按一定的顺序和格式将数据输入计算机即可。（2）用数控语言输入图形：数控机床用的自动编程语言，其中APT语言是流传最广、影响最深、最具代表性的一种。APT语言接近英语自然语言，程序书写方法也类似英语习惯，容易为编程人员掌握。采用的是经过简化的类APT数控语言，即利用数控语言的几何定义语句和运动语句描述零件形状。（3）面素拼合法：通过对大量冲裁件图形的分析，选定若干种构成冲裁件图形的简单形状，作为基本面素，如圆、平行四边形、三角形、扇形等。这些基本面素本身只要输入少量参数即可表达。（4）用数字化仪或图形扫描仪输入：使用这两种方法输入图形的前提条件是必须有尺寸精确的冲裁件零件图。这种方法很难精确地输入结点坐标，因此，它不太适合于冲模CADCAM系统。(5)编码输入法：优点是可为后继程序提供包括尺寸公差在内的充足的信息，而且占用 机上时间少。缺点是编码规则较多，编码中易出错，又不能及时发现，所以使用不方便。(6)交互输入法：工作时可利用键盘辅助输入尺寸和公差的精确值保证了输入的准确性。操作直观、灵活，易于掌握，使用范围广。(7)DXF文件转换法：将AutoCAD软件作为冲裁零件的图形输入器，通过读取图形的DXF文件，经过一定的算法处理得到零件的几何模型，从而完成冲裁零件图形的自动输入。8. 毛坯排样优化的多边形法包括哪些步骤？主要步骤如下： 1.多边形化：以直线段代替圆弧段，用多边形代替原来的零件图形。 2.等距放大：将多边形化的图形向外等距放大2。 3.图形的旋转、平移：通过旋转、平移使等距图相切，得到一种排样。4.与已存储方案比较，保留材料利用率高的方案。如全部搜索完毕，转至5， 否则转到3。 5.输出排样方案。9.冲裁工艺性判断主要包括哪些内容？1)检查被冲零件的结构尺寸如外形的小凸起、悬臂、圆角半径以及孔(槽)边距或间距、槽宽、环宽等尺寸是否在普通冲裁(或精冲)所允许的极限值内。最小圆角半径检验:冲裁件的外形或内孔应避免尖锐的清角，在直线或曲线的连接处，应有适当的圆角过渡，冲裁件圆角半径有一个极限值，冲裁件圆角半径应不小于最小圆角半径。最小冲孔尺寸检验:允许的最小冲孔尺寸与孔的形状、材料性能、材料厚度、凸模的结构形式有关。表示为自由凸模（无导向凸模）冲孔的最小尺寸悬臂与凹槽检验:冲裁件的凸出部分（悬臂）和凹入部分（凹槽）的宽度不宜过小，否则，将影响凸模或凹模凸出部分的强度。因此，对悬臂与凹槽的长度比例有一定的要求.孔、槽间（边）距检验: 工序排步必须考虑孔与孔、孔与边之间的位置关系，距离太小，会使凹模或凸模壁厚过小、强度过弱；凸模也将因此因为彼此间距离太小而无法布置。另一方面，冲出的工件会因为孔与孔、孔与边之间的距离太小，而易产生变形，直接影响到产品质量。 2)工艺性判别的主要步骤:(1)选择判别对象元素是采用对整个图形进行搜索的方法。(2)找到判断对象元素后，确定判断对象的性质(3)计算需要判别的量值，并与极限值进行比较。10. 冲裁工艺方案设计的内容主要有哪些？一、模具类型的选择：简单模、连续模、复合模二、连续模的工步设计：位置精度关系模型和干涉关系模型建立。11. 在模具CAD系统中如何进行凹模与凸模的设计？落料以凹模为设计基准，冲孔以凸模为设计基准；考虑在模具使用过程中会产生刃口的磨损，刃口尺寸分为三类（磨损后变大、变小和不变）；按照工艺设计的公式计算。1）.刃口尺寸设计2）.外形尺寸设计凹模外形尺寸由冲裁件的几何形状、厚度、排样转角和条料宽度等因素决定。3）凹模的工作部分有四种型式。设计时一般用人机对话方式确定。 4）凸模的工作部分有四种型式。设计时一般用人机对话方式确定。 5）模具材料一般也用人机对话方式确定。12. 冷冲模CAM主要包括什么内容？一、数据准备：1.各交、切点坐标、圆心坐标、线型（可以与图形输入相结合） ；2.钼丝所处位置与被切割轮廓的位置关系；3.钼丝中心运动轨迹与切割轨迹之间的偏移量。（钼丝放电间隙和缩放量之和）二、线切割编程的工艺处理：1.装夹位置：主要考虑在整个切割过程中都保证较好的刚度。2.起割点的选取：一般在两个线段的交叉点上，不宜选在切点或圆滑表面上。3.穿丝孔位置的确定：应有较大的空间，能钻出较大孔径的穿丝孔；考虑到切割效率，穿丝孔距离起割点不宜太远。三、数控线切割自动编程：在已有图形信息的基础上，确定穿丝孔位置，便可以进行编程；考虑到切割过程中可能出现的断丝现象，要能够进行反向切割。13.在模具CAD/CAM系统中处理数表和线图有哪些方法？在模具/中数表的处理有三种方法 ,一，程序化处理，二，公式化处理，三，数表文件化1)程序化处理：数表的程序化处理是指用数组或数据文件的形式表示数表中数据的方法 ,即将数表存放在数组中 ,数据的检索直接编在解题的程序中 .数表的程序化实际上就是以数组的形式存放数表 .从理论上讲 ,数表是结构化了的数据 ,一维数表、二维数表或多维数表分别与计算机算法语言中的一维数组、二维数组和多维数组相对应 ,很容易进行赋值和调用。2)公式化处理：数表的公式化处理方法有两种： 1.函数插值：插值的基本方法是设法构造一个函数作为列表函数的近似表达来代替原来的数表，最常用的近似函数类型是代数多项式2.回归分析：回归分析就是构造一个回归函数 它在几何上代表一条过Y的条件平均数的曲线。随机点（x,y)到回归曲线的垂直距离的平方的数学期望为最小 。3)数表文件化：用数据文件的形式存储、传递数据在模具CAD/CAM中线图的处理方法:先将线图转化为数表，再按图表程序化方法处理。第一题 main ( ) int d,b,j;float a135=0.4,0.5,0.6,1,1.5,0.55,1,1.4,1.8,2.4,1.1,1.5,3.0,2.5,3.5,1.4,1.8,3.2,3.5,4.5,1.7,2.4,3.5,4.2,5.5,2,2.8,3.8,5.0,6.5,2.3,3.3,4.5,6.0,7.5,2.5,3.6,5.2,7.0,8.5, 2.8,4.2,6.0,8.0,10,3.1,4.5,6.5,9.0,11,3.4,5.0,7.1,9.5,12,3.5,5.8,8.0,10.5,13,3.8,6.0,8.5,11.5,14; printf(Please input d and b:n); scanf(%d,%d,&d,&b); j=b/150;if(13d|d5|j1) printf(* The b is beyond the data *n);else printf(d=%dmmt b=%dMpant s=%3.1fmmn,d,b,ad-1j-1); 第二题 main ( ) int i,j,t5=0,100,200,300,700; float y,aa,tt,a5=0,1.22e-005,1.28e-005,1.34e-005,1.54