模具CADA卷及答案

1、华中科技大学材料科学与工程学院试卷（开卷，A卷）考试科目： 模具CAD 班 级： 材控09级 考试日期： 2012年07月07日 姓名： 班级： 学号：评 分题号得分题号得分12345678卷面总分：评卷人：一、选择题(20分，每题2分) 1. CAD系统的硬件不包括以下哪项设备 D 。A. 计算机主机 B. 网络设备 C. 虚拟现实输入、输出设备 D. 数控机床2. 当采用编码法对线段进行裁剪时，下面那条线段一定位于窗口外的是 B 。A. 线段起点编码1001，终点编码0000 B. 线段起点编码1001，终点编码0001C. 线段起点编码1001，终点编码0010 D. 线段起点编码100

2、1，终点编码01003. A 是以顶点、边、面等几何元素及其相互间的连接关系来表示形体的一种形体表示方法。A. 边界表示法 B. 体素构造表示法 C. 单元分解法 D. 体素调用法4. 下面那一条性质是B样条曲线具备，但Bezier曲线不具备的性质 A 。A. 局部性 B. 凸包性 C. 几何不变性 D. 变差缩减性5. 几何实体固有的独立运动变量的数目，称为自由度，一条直线的自由度为 B 。A. 1 B. 2 C. 3 D. 46. C 是利用计算机技术辅助工艺师完成零件从毛坯到成品的设计和制造过程。A. CAD B. CAE C. CAPP D. PDM7. 无法通过三维图形直接表达模具设

3、计内容是 B 。A. 尺寸 B. 公差与配合 C. 几何形状 D.零件的装配位置关系8. 下面需要对设计过程进行重组与优化的设计方法 D 。A. 模具2D设计 B. 2D/3D相结合的设计 C. 精细化模具设计 D.导向式的3D设计9. 在模具设计中，下面的零件 C 的位置与制件在模具中的相对位置无关。A. 凸模 B. 凹模 C. 凸模固定板 D.定位销10. 在用UG进行模具设计时，下列哪种技术 B 不用于显示控制。A. 图层的设置 B. 属性设置 C. 装配树 D.参考集二、 填空题(20分，每空1分)1. 采用各自独立的分散系统不能实现系统之间信息的 自动传递和交换 。2. 齐次坐标就是

4、一个 n 维矢量的(n+1)维矢量表示。三维坐标点P(x,y,z)的齐次坐标为(h*x, h*y, h*z， h )，那规范化齐次坐标为 (x,y,z,1) 。X方向无穷远点的齐次坐标为 (1,0,0,0) 。3. 通常把三维物体变为二维图形表示的过程称为投影变换，可分为 平行投影 和 透视投影 。4. CSG(体素构造法)采用 二叉树结构 来描述体素构成复杂的形体的关系。5. Bezier曲线是一条整体曲线， 15个控制顶点产生一条 14 次的Bezier曲线。6. 特征是由一定拓扑关系的 一组实体体素构成的特定形状 ，它还包括附加在形状之上的 工程信息 ，对应于零件上的一个或多个功能，能够

5、被固定的方法加工成型。7. 参数化设计的本质是加约束和 约束满足，或约束求解 。8. 模具生产的流程可以分为：概念与工艺设计 、CAE分析优化、结构设计、 生产准备与毛坯制造 、 模具零件加工 、装配调试六个部分。9. 注塑模结构可以分为成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、分型抽芯机构、_温度调节系统_、_排气系统_和其它零部件等。10. 对于某些需要二次开发设计过程，三维模型颜色的设置有利于 可以自动提取所需的设计元素 。11. CAD设计技术中常用两种关联设计技术是：_表达式关联_和_几何关联技术_。12. 标准件经常有一个为Ture实体，一个为False实体，其中Ture实体 作为实

6、体显示用 ，False实体作为 开孔的工具 。13. 在模具并行设计过程中经常采用弱关联，即 无约束装配 。三、简答题（5X8）1 给出4个控制点（15，18）、（30，45）、（66，42）、（78，27），可构造一条3次Bezier曲线。现要求在t2/3处将此曲线分割成两段Bezier曲线，采用Castelijau递推方法计算出两段新曲线的控制顶点。（8分）答案不修改Castelijau递推过程(15, 18) (25, 36) (133/3,122/3)(30, 45) (54, 43) (59.67, 37.33) (67.33, 35.67)(66, 42) (74, 32)(78,

7、 27)第一段线：(15, 18)、(25, 36)、(44.33, 40.67)、(59.67, 37.33)第二段线：(59.67, 37.33)、(67.33,35.67)、(74,32)、(78, 27)2 、已知二维空间一个三角形，三个顶点的坐标分别是A（3，1）、B（8，3）和C（6，6），以B点为固定点，将三角形放大为原来的3倍，请使用矩阵变换的方法求出变换后三角形各顶点的坐标值，要求写出变换的步骤，各步的变换矩阵。（8分）ABC1）、将B点平移至坐标原点，变换矩阵为：T12）、放大3倍，变换矩阵为：T23）、将B点平移至原来的位置，变换矩阵为：T3这样，总体变换矩阵为：TT1T

8、2T3 A的变换结果为：B的变换结果为：的变换结果为：所以变换后A的坐标为（-7，-3）；C的坐标为（2，12）；B的坐标不变。3、请给出体素构造法（CSG）的定义，并绘出下图零件的CSG二叉树结构（请说明二叉树中叶子节点中各体素的含义）。答案：CSG是一种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的方法(2分)。一种参考的二叉树表示形式是：(6分)4、为什么现在注塑模普遍采用2D/3D相结合的设计方式？（8分）工程图中包括以下设计内容： 零、部件形状； 尺寸； 相对位置关系； 公差与配合，加工的依据； 技术要求； 零件材料热处理等信息。前三项可以用3D模型表示、但后三项3D模型无法

9、表示。2D/3D结合设计模式的特点： 解决了成形类零件的数控加工问题，3D模型可以直接用NC编程； 设计结果更加直观，纠错能力好，出错少； 既要3D建模，又要画2D工程图，工作量大； 2D与3D没有关联，更改比较困难； 系统不包含任何关于模具的设计知识，因而对设计人员要求较高。国内注塑模具生产厂家还未能实现全数控加工，而传统非数控加工机床需要设计者提供二维工程图作为加工依据，对于企业来说，一些老设备充分利用也能节约成本，数控设备加工简单的零件导致加工成本高。基于以上原因，注塑模企业大多还是采用2D/3D相结合的设计方式。5、请列出下图模具各组成零件及其作用（按图中标号列出说明）。（8分）1)凸

10、模，成形中间的孔。2)推杆，推出冲孔产生的废料。3)推板，传递打杆力给推杆。4)推件块。5)凹模，成形外轮廓。6)凸凹模，成形外轮廓和中间孔。四、论述题（20分）下图是一个简化的模具结构，包括下模座(P1，尺寸La×Ba×H5)、凹模板(P2，L×B×H4)、卸料板(P3,L×B×H3)、凸模固定(P4，L×B×H4)、上模座（P5，La×Ba×H5）和螺钉(P6，D×L1，大头直径D1，安装位置Ls×Bs对称)，凸模（P7，异形直通式），请说明采用参数关联和几何关联的方法设

11、计该结构的详细步骤。答：步骤如下：1. 建立装配树(1) New 零件assembly.prt，增加新零件shangmo.prt,xiaomo.prt,mobantu.prt,workparttu.prt(2) Shangmo为工作零件，增加新零件p3,p4,p5(3) Xiaomo为工作零件，增加新零件p1,p2,p6,装配树如下： Assembly- Shangmo P3 P4 P5 P7 Xiamo P1 P2 P6 Mobantu workparttu2. 总体尺寸在assembly零件中建立表达式，包括L，B，La ,Ba, Ls, Bs, H1, H2 ,H3, H4, H5, D

12、1,DH6=H-H1-H2-H3-H4-H5-t为弹簧空高3. 刃口画图Workparttu为工作零件，用草图中画出零件的二维轮廓，用等距放大的方法，生成凸模轮廓线、和凹模孔的轮廓线4. 模板孔图Mobantu为工作零件，用草图，画出模板的外轮廓（两个四边形），以及螺钉的安装孔的位置及大小 。用对称标注使得X，Y的原心与坐标轴重合。5. 工作零件凸模P7工作零件，关联COPY轮廓图到P7，计算凸模轮廓拉伸位置：topH2+H6+H3+t， down=-1(该尺寸为进入凹模尺寸取051.0，只要有取值就为正确)将凸模轮廓拉伸 从down，到top6. 工作零件凹模板P2为工作零件，关联COPY轮

13、廓图和模板孔图计算凹模板拉抻位置 top=0,down=-assembly:H4将凹模板外轮廓从down拉伸至top.工作部分：将凹模轮廓线从down拉伸至top，并与上述拉伸体布尔减运算漏雨料孔：将凹模轮廓线放大1.0mm（0.51.0，有放大值就为正确），用放大的轮廓线从down拉伸至-6（工作部分高度，可取48，只要有值就可以认为是正确的），并与上述拉伸体布尔减运算螺钉安装孔：将mobantu的螺钉轮廓线（直径D的圆）从down拉伸到top，并与上述拉伸体布尔减运算7. 下模板P1为工作零件，关联COPY轮廓图和模板孔图计算下模座拉抻位置 top=-assembly:H4,down=-a

14、ssembly:H4-assembly:H5将下模座外轮廓从down拉伸至top.漏雨料孔：将凹模轮廓线放大2.0mm（0.51.0，比凹模要大），用放大的轮廓线从down拉伸至top，并与上述拉伸体布尔减运算螺钉安装孔：将mobantu的通孔轮廓线（直径D+1的圆）从down拉伸到top，并与上述拉伸体布尔减运算，将mobantu的沉头孔的轮廓线(D1+2)，从 down+D拉伸到down并与上述拉伸体布尔减运算8. 上模板P5为工作零件，关联COPY轮廓图计算上模座拉抻位置top=-assembly:H4-assembly:H5+assembly:H, down=top-assembly:H1将上模座外轮廓从down拉伸至top.9. 凸模固定板P4为工作零件，关联COPY模板轮廓图和轮廓图计算凸模固定板拉伸位置：top=-assembly:H4-assembly:H5+assembly:Hassembly:H1 Down = top assembly:H2将凸模固定板外轮廓从down拉伸至top.凸模安装孔：将凸模轮廓线从down拉伸至top，并减运算10. 卸料板P6为工作零件，关联COPY模板轮廓图和轮廓图计算凸模固定板拉伸位置：top=-assembly:H4-assembly