工程機(jī)械CAD-CAM課后習(xí)題答案

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1、 第一章 概述 1．簡(jiǎn)述產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的一般過程。 答：CAD/CAM系統(tǒng)是設(shè)計(jì)、制造過程中的信息處理系統(tǒng)，它主要研究對(duì)象描述、系統(tǒng)分析、方案優(yōu)化、計(jì)算分析、工藝設(shè)計(jì)、仿真模擬、NC編程以及圖形處理等理論和工程方法，輸入的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，輸出的是零件的制造加工信息。 2．簡(jiǎn)述CAD/CAM技術(shù)的概念、狹義和廣義CAD/CAM技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系。 答：CAD/CAM技術(shù)是以計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及其系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)幾何、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械加工工藝、人機(jī)工程、控制理論、電子技術(shù)等學(xué)科知識(shí)，以工程應(yīng)用為對(duì)象，實(shí)現(xiàn)包括二維繪圖設(shè)計(jì)、三維幾何造型設(shè)計(jì)、工程計(jì)算分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)控

2、加工編程、仿真模擬、信息存貯與管理等相關(guān)功能。 區(qū)別：廣義的CAD/CAM技術(shù)，是指利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的整個(gè)過程，及與之直接和間接相關(guān)的活動(dòng)；狹義的CAD/CAM技術(shù)，是指利用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品的造型、計(jì)算分析和數(shù)控程序的編制 聯(lián)系：廣義的CAD/CAM技術(shù)包容狹義的CAD/CAM技術(shù) 3．傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造過程與應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的過程有何區(qū)別與聯(lián)系？ 答：區(qū)別：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造方式是以技術(shù)人員為中心展開的，，產(chǎn)品及其零件在加工過程中所處的狀態(tài)，設(shè)計(jì)、工藝、制造、設(shè)備等環(huán)節(jié)的延續(xù)與保持等，都是由人工進(jìn)行檢測(cè)并反饋，所有的信息均交匯到技術(shù)和管理人員

3、處，由技術(shù)人員進(jìn)行對(duì)象的相關(guān)處理。 以CAD/CAM技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)，將以人員為中心的運(yùn)作模式改變?yōu)橐杂?jì)算機(jī)為中心的運(yùn)作模式，利用計(jì)算機(jī)存貯量大、運(yùn)行速度快、可無限期利用已有信息等優(yōu)勢(shì)，將各個(gè)設(shè)計(jì)制造階段及過程的信息匯集在一起，使整個(gè)設(shè)計(jì)制造過程在時(shí)間上縮短、在空間上拓展，與各個(gè)環(huán)節(jié)的聯(lián)系與控制均由計(jì)算機(jī)直接處理，技術(shù)人員通過計(jì)算機(jī)這一媒介實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的有序化和并行化。 聯(lián)系：制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)基本相同。 4．簡(jiǎn)述我國(guó)CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的過程與特點(diǎn)。 答：我國(guó)CAD/CAM技術(shù)的研究與開發(fā)大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。 1）引進(jìn)、跟蹤、研發(fā)階段 CAD/CAM技術(shù)與產(chǎn)品起源于國(guó)

4、外，我國(guó)CAD/CAM技術(shù)方面的研究是從20世紀(jì)70年代中期開始的，當(dāng)時(shí)在一些高等院校中主要圍繞二維圖形軟件進(jìn)行開發(fā)，并在航空領(lǐng)域和造船工業(yè)首先應(yīng)用。20世紀(jì)80年代初，開始成套引進(jìn)國(guó)外CAD/CAM系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā) 2）自主開發(fā)和快速成長(zhǎng)階段。 90年代后，隨著“863/CIMS”計(jì)劃的推進(jìn)，北航、清華、華中理工等一批高校和科研院所相繼推出了研究成果，并在政府的大力扶持下展開了科研成果向產(chǎn)品、商品的積極轉(zhuǎn)化。 3）產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)化發(fā)展階段 以制造業(yè)信息化為龍頭的信息化帶動(dòng)工業(yè)化工程已經(jīng)全面鋪開，企業(yè)到了必須而且已經(jīng)具備條件在國(guó)產(chǎn)CAD/CAM軟件平臺(tái)上規(guī)劃和構(gòu)建符合企業(yè)特點(diǎn)的計(jì)

5、算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造/管理系統(tǒng)的時(shí)候，國(guó)內(nèi)的軟件業(yè)也瞄準(zhǔn)了這一巨大的潛在市場(chǎng)，這將進(jìn)一步刺激CAD/CAM系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)化、集成化發(fā)展。 5．簡(jiǎn)述CAD/CAM的發(fā)展趨勢(shì)。 答：隨著CAD技術(shù)的普及應(yīng)用越來越廣泛，越來越深入，CAD技術(shù)正向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。首先，開放性是決定一個(gè)系統(tǒng)能否真正達(dá)到實(shí)用化并轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的基礎(chǔ)，這主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的工作平臺(tái)、用戶接口、應(yīng)用開發(fā)環(huán)境以及與其他系統(tǒng)的信息交換等方面。所謂集成就是向企業(yè)提供一體化的解決方案。并行工程是一種集成，企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）也是一種集成。通過集成能最大限度地實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息共享，建立新的企業(yè)運(yùn)行方式，提

6、高生產(chǎn)效率。智能化是將目前基于算法的解決問題方式向基于知識(shí)的推理型解決問題方式轉(zhuǎn)變，需要將人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)引入到CAD/CAM領(lǐng)域中，不斷使處理問題、解決問題的水平處于較高的水準(zhǔn)，避免過多地依賴人工進(jìn)行決策。最后，隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的問題越來越顯得重要。目前基于不同應(yīng)用領(lǐng)域的CAD、CAM系統(tǒng)很多，為了便于把CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果傳送給CAM系統(tǒng)使用、或者提供給別的CAD系統(tǒng)使用，以實(shí)現(xiàn)資源共享，要求不同系統(tǒng)之間能夠方便地交換有關(guān)數(shù)據(jù)，要求制訂出相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系既是我國(guó)CAD/CAM軟件開發(fā)及技術(shù)應(yīng)用與世界接軌的必由之路，也是CAD

7、/CAM技術(shù)發(fā)展的方向和既定的目標(biāo)。 6．CAD/CAM系統(tǒng)的基本組成有哪些？ 答：典型的CAD/CAM系統(tǒng)主要由有關(guān)的硬件系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)構(gòu)成。硬件系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備組成，包括主機(jī)、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備以及生產(chǎn)加工設(shè)備等，它是可以觸摸的物理設(shè)備；軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件，通常是指程序及其相關(guān)的文檔。 7．計(jì)算機(jī)在CAD/CAM系統(tǒng)中的作用是什么？選擇計(jì)算機(jī)主要考慮哪些性能指標(biāo)？ 答：計(jì)算機(jī)主機(jī)是CAD/CAM硬件系統(tǒng)的核心，用于指揮、控制整個(gè)系統(tǒng)完成運(yùn)算、分析工作。主機(jī)的類型及性能很大程度上決定了CAD/CAM系統(tǒng)的使用性能。 在選擇計(jì)算

8、機(jī)時(shí)，主要考慮的技術(shù)指標(biāo)有主頻、字長(zhǎng)、內(nèi)存容量、外存容量、存取速度等。 8．CAD/CAM系統(tǒng)中常用的外部存儲(chǔ)器有那些？各有什么特點(diǎn)？ 答：常用的外部存儲(chǔ)器有磁盤、磁帶、光盤等。 軟盤存儲(chǔ)器由軟盤和軟盤驅(qū)動(dòng)器組成。軟盤由軟盤盤片、保護(hù)套、驅(qū)動(dòng)軸孔、檢索孔、磁頭讀寫槽及防寫保護(hù)口等部分組成，盤片是信息的存儲(chǔ)介質(zhì)；軟盤驅(qū)動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)、讀寫磁頭、運(yùn)動(dòng)控制器、接口部件等組成。工作時(shí)，馬達(dá)帶著盤片飛速旋轉(zhuǎn)，磁頭在讀寫槽內(nèi)作徑向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫，由檢索孔標(biāo)識(shí)磁道的起始位置。 硬盤通常是做成固定式的硬盤機(jī)與硬盤驅(qū)動(dòng)器，或者裝成可移式的硬盤組或硬盤插卡。硬盤的盤片與軟盤的區(qū)別在于采用的是金屬片，且

9、一般由多個(gè)盤片組成，除所具有的磁道、扇區(qū)之外，盤片之間的磁性柱面仍能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，硬盤的存儲(chǔ)容量是軟盤的幾千甚至幾十萬倍。 磁帶是典型的順序存儲(chǔ)設(shè)備，在磁帶上以物理記錄為單位寫入或?qū)懗?。通常，在信息必須按順序存入及順序讀出的情況下使用磁帶。磁帶的存儲(chǔ)容量比較大，常用來為大型軟件或超微機(jī)工作站系統(tǒng)軟件作備份。 光盤是目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)廣泛使用的存儲(chǔ)介質(zhì)之一，它由光盤和光盤驅(qū)動(dòng)器組成，結(jié)構(gòu)上與軟盤存儲(chǔ)器相似。光盤分為一次寫入型光盤、可擦寫型光盤兩類。記錄信息時(shí)，使用激光照射到介質(zhì)表面上，用輸入數(shù)據(jù)調(diào)制光點(diǎn)的強(qiáng)弱，在盤面上會(huì)形成一系列凹凸不平的條紋，信息就以這種方式記錄下來了。讀出信息時(shí)，由于光盤

10、表面的凹凸不平，當(dāng)激光光源照射到盤面上時(shí)，光的強(qiáng)弱變化經(jīng)過解調(diào)就可輸出數(shù)據(jù)。光盤的存儲(chǔ)容量可達(dá)600MB以上，常用于保存信息量龐大的數(shù)據(jù)、資料、應(yīng)用軟件或常用工具軟件。 9．CAD/CAM系統(tǒng)中常用的輸入設(shè)備有那些？各有什么特點(diǎn)？ 答：1）鍵盤是計(jì)算機(jī)最基本的配置之一，可以用來輸入文字和基本命令及選取菜單等。 2）鼠標(biāo)有機(jī)械式、光電式、感應(yīng)式和空間球四種。是常用的屏幕指示裝置。 3）光筆是一種定位裝置，屬于指點(diǎn)輸入設(shè)備 4）數(shù)字化儀可以看成一個(gè)標(biāo)注有X－Y坐標(biāo)的平板，可用于輸入精度較高的各類圖形信息。 10．CAD/CAM系統(tǒng)中常用的輸出設(shè)備有那些？簡(jiǎn)要說明其工作原理和特點(diǎn)？ 答

11、：1）顯示器是一種快速反應(yīng)的輸出設(shè)備，是計(jì)算機(jī)最基本的配置之一，也是CAD/CAM系統(tǒng)中最為重要的設(shè)備，它不僅能直觀地得到計(jì)算過程的反饋信息、隨時(shí)顯示所設(shè)計(jì)的圖形，還能顯示用戶對(duì)圖形進(jìn)行增、刪、改、移動(dòng)等交互操作的過程。目前大量使用的是陰極射線管制成的顯示器（CRT），平板式的用液晶顯示材料制成的顯示器（LCD）。 2）打印機(jī)是一種十分常見的計(jì)算機(jī)信息輸出設(shè)備。打印機(jī)操作簡(jiǎn)單，工作成本低，但受輸出紙張幅面大小的限制，在CAD/CAM系統(tǒng)中主要用來進(jìn)行設(shè)計(jì)或計(jì)算分析信息的中間結(jié)果或最終結(jié)果的輸出。 3）繪圖機(jī)是CAD/CAM系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)重要輸出設(shè)備。其原理與X－Y記錄儀近似，在微處理

12、器控制下，繪圖筆可以在X－Y兩坐標(biāo)軸方向上移動(dòng)，繪出所要求的圖形。 11．簡(jiǎn)述CAD/CAM軟件系統(tǒng)的基本組成。 答：根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)中執(zhí)行的任務(wù)及服務(wù)對(duì)象的不同，可將軟件系統(tǒng)分為三個(gè)層次，即系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件 系統(tǒng)軟件主要用于計(jì)算機(jī)的管理、維護(hù)、控制及運(yùn)行，以及對(duì)計(jì)算機(jī)程序的翻譯和執(zhí)行。 支撐軟件是CAD/CAM軟件系統(tǒng)的重要組成，也是各類應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)。 應(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件和支撐軟件基礎(chǔ)上，針對(duì)某一專門應(yīng)用領(lǐng)域的需要而研制的軟件。 12．簡(jiǎn)要說明CAD/CAM系統(tǒng)支撐軟件的類型和功能。 答：從功能上可將支撐軟件劃分為自動(dòng)繪圖、幾何造型、工程分析與計(jì)算、仿真與

13、模擬、專用設(shè)備控制程序生成、集成與管理等幾種類型。 （1）繪圖軟件 主要解決零件圖的詳細(xì)設(shè)計(jì)問題，輸出符合工程要求的零件圖或裝配圖。 （2）幾何建模軟件 它為用戶提供一個(gè)完整、準(zhǔn)確地描述和顯示三維幾何形狀的方法和工具。 （3）工程計(jì)算與分析軟件 這類軟件的功能包括：基本物理量的計(jì)算、基本力學(xué)參數(shù)計(jì)算、產(chǎn)品裝配、有限元分析、公差分析、優(yōu)化算法、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析等。有限元分析是其核心工具。 （4）仿真與模擬 仿真與模擬技術(shù)是一種建立真實(shí)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型的技術(shù)。利用模型分析系統(tǒng)的行為而不建立實(shí)際系統(tǒng)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)時(shí)、并行地模擬產(chǎn)品生產(chǎn)或各部分運(yùn)行的全過程，以預(yù)測(cè)產(chǎn)品的性

14、能、產(chǎn)品的制造過程和產(chǎn)品的可制造性。 （5）工藝過程設(shè)計(jì) 工藝過程設(shè)計(jì)軟件（CAPP）將CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為各種加工、管理信息，包括完整的工藝路線、工序卡等工藝文件以及供數(shù)控加工用的數(shù)控程序及其工藝信息。 （6）專用設(shè)備控制程序生成 （7）集成與管理 CAD/CAM系統(tǒng)集成是將不同功能的軟件模塊有機(jī)地連接到一起，形成一個(gè)完整的CAD/CAM系統(tǒng)，并協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)有效地運(yùn)行，以達(dá)到信息數(shù)據(jù)無縫傳輸、數(shù)據(jù)共享、提高工作效率的目的。 第二章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 1．試述窗視變換原理及規(guī)律。 答：對(duì)于用戶定義的一張整圖，需要把圖中每條線段的端點(diǎn)都用上式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，才能形成屏幕上的相應(yīng)圖形。

15、 （1）視圖區(qū)大小不變，窗口區(qū)縮小或放大時(shí)，所顯示的圖形會(huì)相反地放大或縮?。? （2）窗口區(qū)大小不變，視圖區(qū)縮小或放大時(shí)，所顯示的圖形會(huì)相應(yīng)地縮小或放大； （3）窗口區(qū)與視圖區(qū)大小相同時(shí)，所顯示的圖形大小比例不變； （4）視圖區(qū)縱橫比不等于窗口區(qū)縱橫比時(shí)，顯示的圖形會(huì)有X、Y方向的伸縮變化。 2．試述二維圖形基本幾何變換的種類并給出其變換矩陣。 答：二維圖形的基本幾何變換包括比例變換、對(duì)稱變換、錯(cuò)切變換、旋轉(zhuǎn)變換和平移變換等。 （1）比例變換 推薦精選 設(shè)圖形在x、y兩個(gè)坐標(biāo)方向放大或縮小的比例分別為A和D，則坐標(biāo)點(diǎn)的比例變換為： 令,T就是變換矩陣。 （2）對(duì)稱變換

16、①設(shè)圖形上一點(diǎn)(x，y)關(guān)于原點(diǎn)作對(duì)稱變換： 令,T就是關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的變換矩陣。 ②同理可知關(guān)于x軸對(duì)稱的變換矩陣：。 ③關(guān)于y軸對(duì)稱的變換矩陣：。 （3）錯(cuò)切變換 ①設(shè)圖形上一點(diǎn)(x,y)沿x方向作錯(cuò)切變換： 令，T就是沿x方向作錯(cuò)切變換矩陣。 ②同理可知沿y方向作錯(cuò)切變換的變換矩陣為：。 ③沿x、y兩個(gè)方向作錯(cuò)切變換的變換矩陣為：。 （4）旋轉(zhuǎn)變換 設(shè)圖形上一點(diǎn)(x,y)繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)q角： 令，為繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)變換矩陣，若順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，q 角為負(fù)值。 （5）平移變換 設(shè)圖形上一點(diǎn)(x,y)沿x軸平移L距離，沿y軸平移M距離，得到新點(diǎn)(x’,y’) ： 令，

17、為平移變換矩陣。 3．試述圖形裁剪技術(shù)的原理和種類。 答：線段裁剪算法中，需要檢查線段相對(duì)于窗口的位置關(guān)系。兩者的位置關(guān)系只有三種：線段完全落在窗口內(nèi)，該線段需全部保留；線段完全位于窗口外，該線段應(yīng)全部舍棄；線段部分位于窗口內(nèi)而其余部分位于窗口外，需要計(jì)算出該線段與窗口邊界的交點(diǎn)作為線段的分段點(diǎn)，保留位于窗口內(nèi)的那部分線段，舍棄其余部分線段。 線段裁剪算法有矢量裁剪法、編碼裁剪法、中點(diǎn)分割裁剪法等 4.試推導(dǎo)相對(duì)直線x+y-1=0對(duì)稱的復(fù)合變換矩陣。 答：直線可化為y=1-x 1. 將坐標(biāo)原點(diǎn)平移到(0,1)處：， 2.將反射軸（已平移后的直線）按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)135角，使之與x

18、軸重合： ， 3.圖形關(guān)于x軸的反射變換：， 4.將反射軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)135角：， 5.恢復(fù)反射軸的原始位置：， ， ， 。 第三章 機(jī)械CAD/CAM數(shù)據(jù)處理技術(shù) （1）描述工程數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)，指出在機(jī)械CAD/CAM集成中的作用 1.支持多個(gè)工程應(yīng)用程序 一個(gè)工程數(shù)據(jù)庫(kù)必須適應(yīng)多個(gè)工程應(yīng)用程序，以支持不斷發(fā)展的新的應(yīng)用環(huán)境。最初的概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、制造設(shè)計(jì)和計(jì)劃都需要直接進(jìn)入到工作數(shù)據(jù)庫(kù)中去，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)后期所進(jìn)行的操作，像生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制和服務(wù)等，都需要利用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造階段的信息。 2.支持動(dòng)態(tài)模式的修改和擴(kuò)充 數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)確定物體在數(shù)據(jù)庫(kù)中建模的關(guān)

19、系。一個(gè)工程必須經(jīng)過計(jì)劃分析、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、生產(chǎn)等階段，相應(yīng)的工程數(shù)據(jù)也是通過各階段逐步明確，逐步詳細(xì)，最后得到滿意的結(jié)果。為此，必須記載整個(gè)過程的全部圖形和數(shù)據(jù)，作為文檔保存，以便在工程中修改，以及在工程建成后的擴(kuò)充和改建。 產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是一個(gè)變化頻繁的動(dòng)態(tài)過程，不僅數(shù)據(jù)變化頻繁，而且數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)也會(huì)有所改變，這就要求工程數(shù)據(jù)庫(kù)具有動(dòng)態(tài)修改和易于改變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力。修改結(jié)構(gòu)的功能應(yīng)當(dāng)“在空中”操作，而不需要結(jié)構(gòu)的再編輯或者數(shù)據(jù)庫(kù)的再裝配。為CAD/CAM數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)模型必須支持工程數(shù)據(jù)類型和工程應(yīng)用中復(fù)雜的物理模型。 3.支持反復(fù)的試探性設(shè)計(jì) 在

20、工程中解決一個(gè)問題往往是一個(gè)多次重復(fù)、反復(fù)修改的過程，而不同于一般事務(wù)數(shù)據(jù)。CAD/CAM數(shù)據(jù)庫(kù)必須適合設(shè)計(jì)過程中的試湊、重復(fù)和發(fā)展的特點(diǎn)。即在一般情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)必須保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，在特殊情況下，工程數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)允許暫時(shí)的、不一致數(shù)據(jù)存在，并能加以管理。 4.支持在數(shù)據(jù)庫(kù)中嵌入語義信息 語義信息是用來描述在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它包括物體和關(guān)系的建模，有關(guān)物體和關(guān)系的信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中是怎樣表示的。怎樣獲得和使用這些信息的。一個(gè)集成和數(shù)據(jù)詞典/字典系統(tǒng)是用來記錄指定含義的，并是使用數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)記錄的工具。這個(gè)功能一般不僅僅是資料程序員利用，并且也是文件的主要來源。更多的語義信息被機(jī)器占用，成

21、為數(shù)據(jù)庫(kù)中一個(gè)集成部分，可用于人和機(jī)器直接相互作用及數(shù)據(jù)庫(kù)的修改。 5.支持存儲(chǔ)和管理各種設(shè)計(jì)結(jié)果版本 在人工設(shè)計(jì)中，存在幾種設(shè)計(jì)版本的情況是經(jīng)常發(fā)生的，每一個(gè)設(shè)計(jì)版本盡管不同，但均滿足設(shè)計(jì)所要求的全部功能，它們可供選擇。設(shè)計(jì)問題很少只有唯一的方案解，當(dāng)在設(shè)計(jì)中對(duì)重要條件強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)不同時(shí)，一般有幾種可供選擇的方案。理想情況下，一個(gè)CAD/CAM數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)具有一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)多個(gè)版本的能力。 6.支持復(fù)雜的抽象層次表示 設(shè)計(jì)單元之間的許多復(fù)雜關(guān)系可以在抽象層次中模型化。設(shè)計(jì)過程常被看成自頂向下的工作方式，即將復(fù)雜的問題不斷分解到子問題層中，這些子問題概念簡(jiǎn)單，可以組合起來解決

22、原問題。例如，工程所涉及的工程圖很少是僅由一張圖來表示，通常采用分層表示法，即上層工程圖中的一個(gè)符號(hào)表示下層某一張子工程圖（即上層的一個(gè)抽象部件符號(hào)代表下層若干個(gè)部件的組合），這些子工程圖中的一個(gè)符號(hào)又能表示更下一層的某一張子工程圖，…，即自頂向下逐層表示，直至最下層為止。 推薦精選 7.支持多CPU/分布式處理環(huán)境 通常支持CAD/CAM一體化系統(tǒng)的硬件是由異種機(jī)組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此，要求工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)是一個(gè)分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并為所有基本單元系統(tǒng)存取全局?jǐn)?shù)據(jù)提供統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)。 8.支持建立和臨時(shí)存取數(shù)據(jù)庫(kù) 在設(shè)計(jì)和制造過程中，存在許多臨時(shí)性數(shù)

23、據(jù)，這些不需長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)可存入臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用完畢即可刪除。 9.支持交互式和多用戶工作以及并行設(shè)計(jì) 工程設(shè)計(jì)時(shí)，為了及時(shí)傳達(dá)設(shè)計(jì)人員的思想和意圖，需要進(jìn)行交互式工作。而且現(xiàn)代設(shè)計(jì)工作決不是一人能勝任的，為提高工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快進(jìn)度，必須開展并行作業(yè)，使若干名設(shè)計(jì)人員既能同時(shí)工作，又可達(dá)到資源共享。為此，要求工程數(shù)據(jù)庫(kù)能隨時(shí)提供數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，提供多用戶使用和進(jìn)行并行設(shè)計(jì)。 10.支持多種表示處理 在設(shè)計(jì)和制造過程中，應(yīng)用程序往往要利用同一物體的不同表示形式來實(shí)現(xiàn)不同的目的和要求。例如，在幾何造型中，可以使用CSC樹、邊界表示、八叉樹法等多種表示形式來表示同一形體。

24、因此，工程數(shù)據(jù)庫(kù)要有存儲(chǔ)和管理同一形體的多種表示形式的功能，而且要保持這些表示形式之間的一致性。 11.支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用程序的接口 為了支持工程數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用過程，數(shù)據(jù)庫(kù)必須與多種程序語言交互。數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用程序的接口有兩類：子語句方式和CALL方式。子語句方式將數(shù)據(jù)庫(kù)的DML語句看成特殊的應(yīng)用程序語句。CALL方式將數(shù)據(jù)庫(kù)的DML語句設(shè)計(jì)成宿主語言的一個(gè)過程或函數(shù)，應(yīng)用程序通過CALL語句調(diào)用它們。 12.支持工程事物處理 在工程應(yīng)用中，解決一個(gè)工程問題需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，涉及的數(shù)據(jù)量也很多，這種解決工程問題的過程稱為工程事務(wù)。由于這類問題工作時(shí)間很長(zhǎng)，中間出現(xiàn)意外錯(cuò)誤或認(rèn)為中斷的

25、可能性較高。因此，商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中處理事務(wù)的方法在此已不適用。工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)具備處理工程事務(wù)的能力。 EDB是CAD/CAM/CAE/CAPP/MRP/MRPII等工程設(shè)計(jì)及制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，是各應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享的樞紐，EDB在應(yīng)用系統(tǒng)中的位置如下圖所示。由圖可知，EDB處于核心地位，如果管理不當(dāng)，那么在集成時(shí)各系統(tǒng)之間會(huì)產(chǎn)生瓶頸問題，而且很難獲取正確的數(shù)據(jù)。 （2）機(jī)械CAD/CAM中有那些數(shù)據(jù)處理技術(shù)，并指出其使用場(chǎng)合。 1.數(shù)據(jù)程序化處理 數(shù)表程序化：適用于數(shù)據(jù)少且別的程序不需調(diào)用的情況 數(shù)表公式化處理：適用于對(duì)于數(shù)據(jù)間存在

26、聯(lián)系或函數(shù)關(guān)系的數(shù)據(jù) 線圖程序化處理：適用于用線圖來表示參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系，包括直線、折線或各種曲線構(gòu)成的線圖。 2.數(shù)據(jù)文件化處理： 適用于如果數(shù)表很大或數(shù)表個(gè)數(shù)很多，如還采用該方法進(jìn)行程序化，這時(shí)程序?qū)@得非常的龐大、不易實(shí)現(xiàn)，這就需要將數(shù)表進(jìn)行文件化或數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理 3.數(shù)據(jù)庫(kù)處理： 適用于有大量數(shù)據(jù)文件，需要共享和集中，與應(yīng)用軟件相獨(dú)立的數(shù)據(jù)集合 第四章 三維幾何建模技術(shù) 1．形體的拓?fù)湫畔⒑蛶缀涡畔⒌暮x是什么？ 答：幾何信息一般是指一個(gè)物體在三維歐氏空間中的形狀、位置和大小。具體地說，幾何信息包括有關(guān)點(diǎn)、線、面、體的信息。 拓?fù)湫畔⑹侵敢粋€(gè)物體的拓?fù)湓兀旤c(diǎn)、邊和

27、表面）的個(gè)數(shù)、類型以及它們之間的關(guān)系，根據(jù)這些信息可以確定物體表面的鄰接關(guān)系。 2．三維幾何建模系統(tǒng)有哪幾種建模方式？各自的特點(diǎn)是什么？ 答：三維幾何建模系統(tǒng)有線框建模、曲面建模、實(shí)體建模、特征建模等 線框模型是由一系列的點(diǎn)、直線、圓弧及某些二次曲線組成，描述的是產(chǎn)品的輪廓外形。線框建模的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是表結(jié)構(gòu)，采用線框建模的描述方法構(gòu)造實(shí)體，所需信息量少，數(shù)據(jù)運(yùn)算簡(jiǎn)單，占居的存貯空間比較小，對(duì)硬件的要求不高。 曲面模型由于增加了面的信息，在提供三維實(shí)體信息的完整性、嚴(yán)密性方面，比線框模型進(jìn)了一步，它克服了線框模型的許多缺點(diǎn)，能夠比較完整地定義三維立體的表面，所能描述的零件范圍廣；曲面建?？?/p>

28、以對(duì)物體作剖切面、面面求交、線面消隱、數(shù)控編程以及提供明暗色彩圖顯示所需要的曲面信息等。 與線框建模、曲面建模不同，三維實(shí)體建模在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存貯的信息不是簡(jiǎn)單的邊線或頂點(diǎn)的信息，而是比較完整地記錄了生成實(shí)體的各個(gè)方面的數(shù)據(jù)。特點(diǎn)在于覆蓋三維立體的表面與其實(shí)體同時(shí)生成。利用這種方法，可以完整地、清楚地對(duì)物體進(jìn)行描述，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)可見邊的判斷，具有消隱的功能。 特征建模的特點(diǎn)主要概括為以下幾個(gè)方面： （1）特征建模使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作不停留在底層的幾何信息基礎(chǔ)上，而是依據(jù)產(chǎn)品的功能要素，如鍵槽、螺紋孔、均布孔、花鍵等，起點(diǎn)在比較高的功能模型上。特征的引用不僅直接體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，也直接對(duì)應(yīng)著加工方法，

29、以便于進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)并組織生產(chǎn)。 （2）特征建模以計(jì)算機(jī)能夠理解的和能夠處理的統(tǒng)一產(chǎn)品模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的連接，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)與原來后續(xù)的各個(gè)環(huán)節(jié)并行展開，系統(tǒng)內(nèi)部信息共享，實(shí)現(xiàn)真正的CAD/CAPP/CAM的集成，且支持并行工程。 （3）有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造方法的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)范化，使得產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮加工、制造要求，保證產(chǎn)品有較好的工藝性及可制造性，有利于降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。 3．試述常用的曲面構(gòu)造方法及構(gòu)造特點(diǎn)。 答：1）線性拉伸面 這是將一條剖面線C（u）沿方向D滑動(dòng)所掃成的曲面 2）直紋面：給定兩條相似的曲線，它們

30、具有相同的次數(shù)和相同的節(jié)點(diǎn)矢量，將兩條曲線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)用直線相連，便構(gòu)成了直紋面 3）旋轉(zhuǎn)面：在xOz平面內(nèi)定義的曲線C（u），將其繞Z軸旋轉(zhuǎn)360°就得到旋轉(zhuǎn)面。旋轉(zhuǎn)面的特征是與Z軸垂直平面上的曲線是一個(gè)整圓 4）掃描面的方法是用一條剖面線沿另一條基準(zhǔn)線滑動(dòng) 4．實(shí)體建模的方法有哪些？ 答：實(shí)體建模的方法有：體素法、掃描法 體素法是通過基本體素的集合運(yùn)算構(gòu)造幾何實(shí)體的建模方法。每一個(gè)基本體素都具有完整的幾何信息，是真實(shí)而唯一的三維實(shí)體。 有些物體的表面形狀較為復(fù)雜，難以通過定義基本體素加以描述，可采用定義基體，利用基體的變形操作實(shí)現(xiàn)實(shí)體的建模，這種構(gòu)造實(shí)體的方法稱為掃描法。 5．試

31、述實(shí)體建模中計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示方法，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。 答：常見的有邊界表示法、構(gòu)造立體幾何法、混合表示法（即邊界表示法與構(gòu)造立體幾何法混合模式）、空間單元表示法等。 邊界表示法簡(jiǎn)稱B-Rep法，它的基本思想是，一個(gè)形體可以通過包容它的面來表示，而每一個(gè)面又可以用構(gòu)成此面的邊描述，邊通過點(diǎn)，點(diǎn)通過三個(gè)坐標(biāo)值來定義 CSG法表示實(shí)體可用二叉樹的形式加以表達(dá) 混合模式中，CSG法作為系統(tǒng)外部模型，B-Rep法作為系統(tǒng)內(nèi)部模型，即CSG法做用戶接口，方便用戶輸入數(shù)據(jù)、定義體素及確定集合運(yùn)算類型，計(jì)算機(jī)內(nèi)部則采用B-Rep數(shù)據(jù)

32、模型，以便存貯實(shí)體更詳細(xì)的信息，類似于在CSG樹結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)上擴(kuò)充邊界法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到快速描述和操作模型的目的。 推薦精選 6．什么是特征？特征是如何分類的？依據(jù)何在？ 答：特征應(yīng)該理解為一個(gè)專業(yè)術(shù)語，它兼有形狀和功能兩種屬性，從它的名稱和詞義定義聯(lián)想它的特定幾何形狀、拓?fù)潢P(guān)系、典型功能、繪圖表示方法、制造技術(shù)和公差要求。 特征定義的實(shí)現(xiàn)有兩種方式： （1）在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中提供一套預(yù)先定義好的形狀特征，稱作特征的前置定義，或叫基于特征的設(shè)計(jì)。 （2）首先進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)，然后從幾何模型中識(shí)別或抽取形狀特征，稱作特征的后置定義，或稱特征識(shí)別。 從總體

33、上看，特征可分為通用特征和應(yīng)用特征兩大類。 1）通用特征 通用特征是從機(jī)械產(chǎn)品的幾何形狀抽象出來的一般性特征，由基本形狀特征和附加形狀特征組成?；拘螤钐卣魇潜磉_(dá)一個(gè)零件總體形狀的特征，附加形狀特征是對(duì)零件局部形狀進(jìn)行修改的特征。 2）應(yīng)用特征 應(yīng)用特征是指各種工程專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域里所遇到的各種形狀特征。這些特征中有的仍以前述的通用特征為基礎(chǔ)。但在設(shè)計(jì)、分析、制造等不同階段，可有不同的特征定義。按機(jī)械零件的幾何形狀分，可大致分為軸類、盤類、支架類、箱體類和自由曲面類等。 7．特征建模技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法有哪些？ 答：實(shí)現(xiàn)特征的具體方法如下： （1）對(duì)于基本形狀特征，可以直接采用根據(jù)參數(shù)建立

34、拓?fù)?、幾何信息的方法，如拉伸類特征、旋轉(zhuǎn)類特征、掃描類特征、混合類特征。這類似于幾何造型系統(tǒng)中的基本體元的幾何、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立。 （2）對(duì)于附加形狀特征，盡可能采用局部修改技術(shù)直接修改原有的拓?fù)?、幾何結(jié)構(gòu)。 （3）對(duì)不易采用方法（2）的附加形狀特征，盡可能分別構(gòu)成基本形狀特征和附加形狀特征。 （4）對(duì)不易采用方法（1）、（2）、（3）的特征，采用布爾運(yùn)算實(shí)現(xiàn)，但顯式操作仍為特征造型而不是布爾運(yùn)算。 第五章 計(jì)算機(jī)輔助工程 1．給出CAE得定義，敘述用CAE可解決哪些工程問題？ 答：計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE），是以現(xiàn)代計(jì)算力學(xué)為基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)仿真為手段的工程分析技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)

35、的重要技術(shù)。CAE技術(shù)主要包括有限元法FEM（Finite Element Method）、邊界元法BEM（Boundary Element Method）、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析、氣動(dòng)或流場(chǎng)分析、電路設(shè)計(jì)和磁場(chǎng)分析等。 工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)／運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等是計(jì)算機(jī)輔助工程分析的主要內(nèi)容。 2．有限元法解決工程問題時(shí)，單元的劃分有哪些要求？ 答：采用單元來替代連續(xù)體進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，需要考慮單元?jiǎng)澐值挠行?，保證所分析計(jì)算的結(jié)果與原物體的一直性，具體劃分時(shí)應(yīng)注意： （1）單元之間不能相互重疊，要與原物體的占有空間相容，即單元既不能落在原區(qū)域外，也不能使區(qū)域邊界

36、出現(xiàn)空洞。 （2）單元應(yīng)精確逼近原物體。所有原域的頂點(diǎn)都應(yīng)取成單元的頂點(diǎn)。所有網(wǎng)格的表面頂點(diǎn)都應(yīng)落在原域表面上。所有原域的邊和面都被單元的邊和面所逼近。 （3）單元的形狀合理。每個(gè)單元應(yīng)盡量趨近于正多邊形和正多面體，不能出現(xiàn)面積很小的二維尖角元或體積很小的三維薄元。 （4）網(wǎng)格的密度分布合理。分析值變化梯度大的區(qū)域需要細(xì)化網(wǎng)格。 （5）相鄰單元的邊界相容。不能從一個(gè)單元的邊和面的內(nèi)部產(chǎn)生另一單元的頂點(diǎn)。 （6）分析對(duì)象的幾何結(jié)構(gòu)、載荷及支承情況均為對(duì)稱時(shí)，可只取其中一個(gè)對(duì)稱部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算。在位移受約束的節(jié)點(diǎn)上，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置約束條件。當(dāng)節(jié)點(diǎn)沿某一方向上不能位移時(shí)，則設(shè)置相

37、應(yīng)的連桿支座。當(dāng)節(jié)點(diǎn)為某一固定點(diǎn)時(shí)，則設(shè)置鉸鏈支座。 （7）單元?jiǎng)澐趾螅獙?duì)全部單元和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼。 3．CAE解決工程問題的基本過程分為幾步？ 答：有限元法求解的具體步驟： 1）單元剖分 根據(jù)連續(xù)彈性體的形狀，選擇單元類型，將該彈性體分割成許多個(gè)有限大小的單元，并為單元和節(jié)點(diǎn)編號(hào)。 2）單元特征分析 以節(jié)點(diǎn)位移{δ}e為基本未知量，選擇一個(gè)單元位移函數(shù)后，進(jìn)行以下工作： （1）用節(jié)點(diǎn)位移表示單元位移，即{f}=[N] {δ}e ; （2）通過幾何方程用節(jié)點(diǎn)位移表示單元應(yīng)變，即{ε}=[B] {δ}e ; （3）通過物理方程用節(jié)點(diǎn)位移表示單元應(yīng)力，即{σ}=[S] {δ}e

38、 ; （4）通過最小勢(shì)能原理用節(jié)點(diǎn)位移表示節(jié)點(diǎn)力，{R} e＝「K」e{δ}e ; 3）總體結(jié)構(gòu)合成 （1）分析整理各單元?jiǎng)偠染仃?，按照總體節(jié)點(diǎn)進(jìn)行各單元?jiǎng)偠染仃嚨牡?，形成總體剛度矩陣，并建立以總體剛度矩陣為系數(shù)的線性方程組{R}＝「K」{δ}； （2）對(duì)線性方程組進(jìn)行邊界條件處理，及線性方程組的 處理，求解處理后的方程組，求得節(jié)點(diǎn)位移，再由{σ}=[S] {δ}e求得單元應(yīng)力。 4．CAE的前置處理主要解決什么問題？ 答：前置處理程序的基本任務(wù)是根據(jù)輸入對(duì)象的幾何信息進(jìn)行有限元幾何造型，按照用戶擬定的計(jì)算機(jī)模型自動(dòng)生成網(wǎng)格，以及進(jìn)行不同密度網(wǎng)格間的轉(zhuǎn)換和修補(bǔ)等。有實(shí)體建模

39、與參數(shù)化建模，構(gòu)件的布爾運(yùn)算，單元自動(dòng)劃分，節(jié)點(diǎn)自動(dòng)編號(hào)與節(jié)點(diǎn)參數(shù)自動(dòng)生成，載荷及材料參數(shù)直接輸入與公式參數(shù)化導(dǎo)入，節(jié)點(diǎn)載荷自動(dòng)生成，有限元模型信息自動(dòng)生成等功能。 5．CAE的后置處理的主要任務(wù)是什么？ 答：后置處理功能主要包括繪制應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度和加速度等空間和時(shí)間變化的曲線圖。同時(shí)，還要求能對(duì)主分析程序的結(jié)果進(jìn)行加工，如坐標(biāo)變換、插值、曲線光順、修訂輸出結(jié)果，以及有限元分析結(jié)果的數(shù)據(jù)平滑，各種物理量的加工與顯示，針對(duì)工程或產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與工程規(guī)范校核，設(shè)計(jì)優(yōu)化與模型修改等。 6．優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原理是什么？ 答：優(yōu)化設(shè)計(jì)是在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)設(shè)計(jì)技

40、術(shù)。優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種邏輯方法，它能在所有可行的設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行最優(yōu)的選擇，在規(guī)定條件下得到最佳設(shè)計(jì)效果。其原則是尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)，其手段是計(jì)算機(jī)和應(yīng)用軟件，其理論是數(shù)學(xué)規(guī)劃法。 第六章 計(jì)算機(jī)輔助工藝 設(shè)計(jì) 1、簡(jiǎn)要分析CAPP系統(tǒng)的基本組成和功能。 答：（1）零件信息的輸入（2）系統(tǒng)的管理（3）零件工藝設(shè)計(jì)（4）工藝文件輸出（5）系統(tǒng)界面 2、簡(jiǎn)述CAPP系統(tǒng)在企業(yè)信息化中的作用。 答：在制造業(yè)信息化工程中，CAPP系統(tǒng)起著非常重要的角色，主要表現(xiàn)在： （1）建立產(chǎn)品、零件制造的工藝過程文件，具體規(guī)定產(chǎn)品在形成過程中有關(guān)的條件、狀態(tài)、過程等參數(shù)，描述零件的加工過程以及應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

41、，使工藝文件規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。 （2）替代工藝設(shè)計(jì)人員的手工操作，將其從繁雜的手工編寫、查閱資料、繪制簡(jiǎn)圖等工作中解脫出來，將精力放在工藝設(shè)計(jì)、工藝經(jīng)驗(yàn)的積累、工藝知識(shí)的應(yīng)用上，有效地提高企業(yè)的制造工藝水平。 （3）規(guī)范產(chǎn)品制造工藝，使工藝信息計(jì)算機(jī)化，為制造業(yè)信息化提供基礎(chǔ)條件；實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)等信息的數(shù)字化，提高工藝設(shè)計(jì)信息的共享與重用水平。 （4）使各種優(yōu)化決策方法的實(shí)現(xiàn)成為可能，為工藝設(shè)計(jì)人員提供決策支持，包括工藝路線決策的優(yōu)化，切削參數(shù)的優(yōu)化，工時(shí)定額的確定等。 3、描述零件幾何特征分類方法的特點(diǎn)，與特征造型中的特征分類方法有何區(qū)別？ 答：特征信息描述法是采用經(jīng)過定義的特征（包括

42、幾何特征、技術(shù)特征等）對(duì)零件進(jìn)行描述，并建立一套主要由圖形迭加規(guī)則組成的特征描述系統(tǒng)的方法。這種方法的基本思想是按照零件加工過程中所形成的零件型面來定義零件的幾何特征，并在這些型面特征中關(guān)聯(lián)相應(yīng)的工藝信息（包括零件的精度、材料、熱處理等技術(shù)要求）作為技術(shù)特征，以幾何特征信息集的形式對(duì)零件進(jìn)行描述。 與特征造型中的特征分類方法區(qū)別：特征造型中特征分類方法是從零件表面形狀定義特征僅有幾何特征 4、目前CAPP系統(tǒng)信息輸入的瓶頸何在？試分析采用概念化信息輸入方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 答：目前商品化CAPP系統(tǒng)對(duì)CAD系統(tǒng)零件的信息處理方式有：不保留CAD系統(tǒng)的零件信息，只是一次性利用該信息；部分保留CA

43、D系統(tǒng)的零件信息，對(duì)一些具有明顯加工特征的幾何圖形進(jìn)行提取和應(yīng)用；采用零件信息編碼系統(tǒng)對(duì)輸入零件進(jìn)行編碼輸入等方法。這些方法不是缺少完整的零件工藝信息，無法實(shí)現(xiàn)工藝的創(chuàng)成，就是信息輸入的過程十分復(fù)雜，輸入方法不實(shí)用，工藝人員難以接受。 概念化信息輸入方法具有下列特點(diǎn)： （1）從特征的概念入手，將圍繞幾何特征展開的工藝信息打包處理，并制作成信息柄，采用信息柄進(jìn)行信息的激活與傳遞，提高了CAPP系統(tǒng)信息輸入的準(zhǔn)確性。 （2）CAD/CAPP系統(tǒng)之間信息傳遞的主要手段是信息柄的遷移，這種遷移是以人為的概念約定以及CAPP系統(tǒng)的信息預(yù)制為基礎(chǔ)，同時(shí)受到PDM資源數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，便于進(jìn)行信息輸入的擴(kuò)

44、充。 （3）工藝特征信息柄繼承了傳統(tǒng)的零件分類方法，它是工藝設(shè)計(jì)人員長(zhǎng)期工作中形成的概念，比較容易接受，也便于工藝設(shè)計(jì)。 （4）僅經(jīng)過有限的幾次信息提取，即可完整輸入零件特征的全部信息，不僅輸入的效率高，還適用于創(chuàng)成式工藝生成，以及基于內(nèi)容的工藝匹配與查詢。 5、簡(jiǎn)述派生式CAPP和創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的基本原理、相關(guān)技術(shù)和特點(diǎn)。 答：派生式CAPP系統(tǒng)的主要特征是檢索預(yù)置的零件工藝規(guī)程，實(shí)現(xiàn)零件工藝設(shè)計(jì)的借鑒與編輯。根據(jù)零件工藝規(guī)程預(yù)置的方式不同，可以分為基于GT技術(shù)的CAPP系統(tǒng)，基于特征技術(shù)的CAPP系統(tǒng)兩種主要形式。 推薦精選 創(chuàng)成式CAPP系

45、統(tǒng)可以定義為一個(gè)能綜合加工信息，自動(dòng)為一個(gè)新零件制定出工藝過程的系統(tǒng)。依據(jù)輸入零件的有關(guān)信息，系統(tǒng)可以模仿工藝專家，應(yīng)用各種工藝決策規(guī)則，在沒有人工干預(yù)的條件下，從無到有，自動(dòng)生成該零件的工藝規(guī)程。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的核心是工藝決策的推理機(jī)和知識(shí)庫(kù)。 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)主要解決兩個(gè)方面的問題，即零件工藝路線的確定（或稱工藝決策）與工序設(shè)計(jì)。 6、試述知識(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)存貯形式與提取方式之間的關(guān)系，比較不同存貯形式的利弊。 答：1）采用文件的存貯格式，即用IF—THEN方式進(jìn)行條件的匹配，當(dāng)系統(tǒng)不能提供滿足的條件時(shí)，選擇默認(rèn)標(biāo)識(shí)為FALSE的框架，從中得到結(jié)論

46、以作為推理時(shí)讓步的條件。這種結(jié)構(gòu)化的文件方式，能滿足工藝推理的要求，但規(guī)則添加時(shí)，需要重新編譯程序，不利于規(guī)則的修改與擴(kuò)充。 2）采用數(shù)據(jù)庫(kù)方式的存貯，對(duì)應(yīng)于條件的匹配，系統(tǒng)采取數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢方式即采用關(guān)鍵字進(jìn)行已知條件的查詢，并提取查詢到的相應(yīng)記錄作為推理結(jié)果。這種方式使系統(tǒng)的查詢、匹配變得更加簡(jiǎn)單，還可利用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)本身提供的控制機(jī)制，來保證數(shù)據(jù)的完整性和統(tǒng)一性，使各分布子系統(tǒng)均能同時(shí)對(duì)同一數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。此外，規(guī)則的擴(kuò)充也比較容易，能實(shí)現(xiàn)即改即用。 7、何謂面向?qū)ο蟮闹R(shí)表達(dá)？這種知識(shí)表達(dá)方法有何特點(diǎn)？ 答：面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示不是簡(jiǎn)單地將事實(shí)、規(guī)則以及一些方法用類封裝，它是某領(lǐng)域

47、對(duì)象的知識(shí)表示，它采用的基本方法是，以對(duì)象為中心來組織知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)，將對(duì)象的屬性、知識(shí)及知識(shí)處理過程統(tǒng)一在對(duì)象的結(jié)構(gòu)中。應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)來區(qū)分不同的對(duì)象類，用對(duì)象屬性表示對(duì)象的靜態(tài)屬性，用知識(shí)處理方法來表示對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為。這種對(duì)象是以整體形式出現(xiàn)的，從它的外形只能看到外部特征，即該對(duì)象所能接收的消息，所具備的知識(shí)處理能力等。在對(duì)象外部不能直接修改對(duì)象內(nèi)部狀態(tài)，也不能直接調(diào)用其它內(nèi)部的知識(shí)處理，對(duì)象內(nèi)部的知識(shí)調(diào)度和推理進(jìn)程由對(duì)象內(nèi)的規(guī)則控制。 第七章 計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工編程 1．簡(jiǎn)要說明數(shù)控加工編程的基本過程及主要內(nèi)容。 答：數(shù)控編程過程主要包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫程序單、

48、數(shù)控程序輸入及程序檢驗(yàn)。 主要內(nèi)容： 1）加工工藝分析 根據(jù)零件形狀尺寸及其技術(shù)要求，分析零件的加工工藝，選定合適的機(jī)床、刀具與夾具，確定合理的零件加工工藝路線、工步順序以及切削用量等工藝參數(shù)。 2）刀位軌跡計(jì)算 根據(jù)零件形狀尺寸、加工工藝路線的要求，在適當(dāng)?shù)墓ぜ鴺?biāo)系上計(jì)算零件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡的坐標(biāo)值，以獲得刀位數(shù)據(jù)，諸如幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)等坐標(biāo)值，有時(shí)還需要根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算刀具中心軌跡的坐標(biāo)值，并按數(shù)控系統(tǒng)最小設(shè)定單位（如0.001mm）將上述坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，作為編程的參數(shù)。 3）編制加工程序 根據(jù)制定的加工路線、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡

49、、切削用量、刀具號(hào)碼、刀具補(bǔ)償要求及輔助動(dòng)作，按照機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼及程序格式要求，編寫或生成零件加工程序清單，并進(jìn)行初步的人工檢查與修改。 4）程序輸入 當(dāng)程序較簡(jiǎn)單時(shí)，可以由人工通過鍵盤直接輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。對(duì)于大型的加工程序，可以通過光電讀帶機(jī)制作加工程序紙帶，作為控制信息介質(zhì)。近年來，許多數(shù)控機(jī)床都采用磁盤、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)等各種與計(jì)算機(jī)通用的程序輸入方式，實(shí)現(xiàn)加工程序的輸入，因此，只需要在普通計(jì)算機(jī)上輸入編輯好的加工程序，就可以直接傳送到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中去。 5）程序校驗(yàn)和試切 所編制的加工程序一般必須經(jīng)過進(jìn)一步的校驗(yàn)和試切削才能用于正式加工。當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)分析錯(cuò)

50、誤的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因，或修改程序單、或調(diào)整刀具補(bǔ)償尺寸，直到符合圖紙規(guī)定的精度要求為止。 2．簡(jiǎn)要敘述APT語言編程的基本步驟。 答：用APT語言編制零件源程序應(yīng)遵循如下步驟： （1）分析零件圖 （2）選擇坐標(biāo)系 （3）確定幾何元素標(biāo)識(shí)符 （4）進(jìn)行工藝分析（5）確定對(duì)刀方法和對(duì)刀點(diǎn) （6）選擇容差、刀具等工藝參數(shù)（7）編寫幾何定義語句（8）編寫刀具運(yùn)動(dòng)定義語句（9）插入其它語句 （10）檢驗(yàn)零件源程序（11）填寫源程序清單。 3．簡(jiǎn)要說明圖形交互式自動(dòng)編程的原理和功能。 答：利用CAD模塊生成幾何圖形，采用人機(jī)交互的實(shí)時(shí)對(duì)話方式，在計(jì)算機(jī)屏幕上指定被加工部位，輸入

51、相應(yīng)的加工參數(shù)，計(jì)算機(jī)便可自動(dòng)進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理并編制出數(shù)控加工程序，同時(shí)在計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)地顯示出刀具的加工軌跡。（圖略） 對(duì)于通常的切削加工數(shù)控編程，CAM系統(tǒng)一般均具有刀具工藝參數(shù)的設(shè)定、刀具軌跡自動(dòng)生成、刀具軌跡編輯、刀位驗(yàn)證、后置處理、動(dòng)態(tài)仿真等基本功能。 4．簡(jiǎn)要說明圖形交互式自動(dòng)編程的基本步驟和特點(diǎn)。 答：基本步驟歸納起來可分為 （1）幾何造型（2）加工工藝分析（3）刀具軌跡的計(jì)算及生成 （4）刀位驗(yàn)證及刀具軌跡的編輯（5）后置處理（6）數(shù)控程序的輸出 圖形交互式自動(dòng)編程的特點(diǎn) （1）將零件加工的幾何造型、刀位計(jì)算、圖形顯示和后置處理等作業(yè)過程結(jié)合在一起，有

52、效地解決了編程的數(shù)據(jù)來源、圖形顯示、走刀模擬和交互修改問題，彌補(bǔ)了數(shù)控語言編程的不足。 （2）編程過程是在計(jì)算機(jī)上直接面向零件的幾何圖形交互進(jìn)行的，不需要用戶編制零件加工源程序，用戶界面友好、使用簡(jiǎn)便、直觀、準(zhǔn)確、便于檢查；同時(shí)，不需要專用的編程機(jī)，便于普及推廣。 （3）不僅能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)（CAD）與數(shù)控加工編程（NCP）的集成，還便于與工藝過程設(shè)計(jì)（CAPP）、刀夾量具設(shè)計(jì)等其它生產(chǎn)過程的集成。 5．試分析比較常用的幾種數(shù)控程序檢驗(yàn)方法，簡(jiǎn)要說明其原理和特點(diǎn)。 答：目前數(shù)控程序檢驗(yàn)的方法主要有：試切、刀具軌跡仿真、三維動(dòng)態(tài)切削仿真和虛擬加工仿真等。 試切法：是NC程序檢驗(yàn)的有效方

53、法。傳統(tǒng)的試切是采用塑模、蠟?zāi)?、或木模在專用設(shè)備上進(jìn)行的，通過塑模、蠟?zāi)；蚰灸Ａ慵叽绲恼_性來判斷數(shù)控加工程序是否正確。通過計(jì)算機(jī)仿真模擬系統(tǒng)，可以在軟件上實(shí)現(xiàn)零件的試切過程，將數(shù)控程序的執(zhí)行過程在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來，是數(shù)控加工程序檢驗(yàn)的有效方法。 刀位軌跡仿真法：通過讀取刀位數(shù)據(jù)文件檢查刀具位置計(jì)算是否正確，加工過程中是否發(fā)生過切，所選刀具、走刀路線、進(jìn)退刀方式是否合理，刀位軌跡是否正確，刀具與約束面是否發(fā)生干涉與碰撞等情況發(fā)生。這種仿真一般采用動(dòng)畫顯示的方法，效果逼真，通常在后置處理之前進(jìn)行。由于該方法是在后置處理之前進(jìn)行刀位軌跡仿真，它可以脫離具體的數(shù)控系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行。刀位軌跡仿真法

54、是目前比較成熟有效的仿真方法，應(yīng)用比較普遍。 三維動(dòng)態(tài)切削仿真法：在自動(dòng)編程中，三維動(dòng)態(tài)切削圖形仿真驗(yàn)證是采用實(shí)體造型技術(shù)建立加工零件毛坯、機(jī)床、夾具及刀具在加工過程中的實(shí)體幾何模型，然后將加工零件毛坯及刀具的幾何模型進(jìn)行快速布爾運(yùn)算（一般為減運(yùn)算），最后采用真實(shí)感圖形顯示技術(shù)，把加工過程中的零件模型、機(jī)床模型、夾具模型及刀具模型動(dòng)態(tài)地顯示出來，模擬零件的實(shí)際加工過程。這種方法的特點(diǎn)是仿真過程的真實(shí)感較強(qiáng)，基本上具有試切加工的驗(yàn)證效果。三維動(dòng)態(tài)切削仿真已成為圖形數(shù)控編程系統(tǒng)中刀具軌跡驗(yàn)證的重要手段。 虛擬加工仿真方法：是應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)加工過程的仿真技術(shù)。這種加工仿真方法主要解決加工過

55、程中實(shí)際加工環(huán)境的工藝系統(tǒng)間發(fā)生的干涉碰撞問題和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。由于加工過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，刀具與工件、夾具、機(jī)床之間的相對(duì)位置隨時(shí)間改變的，工件從毛坯開始經(jīng)過若干工序的加工，在形狀和尺寸上均在不斷變化，因此，虛擬加工法是在各組成環(huán)境確定的工藝系統(tǒng)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。 第八章 逆向工程技術(shù) 1．何謂順向工程？它與逆向工程有什么關(guān)系？ 答：傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)均是按嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯块_發(fā)流程，從確定預(yù)期功能與規(guī)格目標(biāo)開始，構(gòu)思產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行各個(gè)部件的設(shè)計(jì)、制造以及檢驗(yàn)，再經(jīng)過組裝、整機(jī)檢驗(yàn)、性能測(cè)試等程序完成整個(gè)開發(fā)過程，設(shè)計(jì)者擁有產(chǎn)品開發(fā)的完整技術(shù)檔案，每個(gè)零部件都有原始設(shè)計(jì)圖紙，按確定的工藝文件加工，

56、零件的尺寸精度要求合格與否由產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告記錄分析。這種開發(fā)模式稱為預(yù)定模式（prescriptive model），此類開發(fā)工作稱為順向工程（forward engineering）或正向設(shè)計(jì) 逆向工程與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造過程是截然不同的設(shè)計(jì)流程。逆向工程中，按照現(xiàn)有的零件原型進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，零件具有的幾何特征與技術(shù)要求都包含在原型中，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)零件最終所承擔(dān)的功能以及各方面的影響因素進(jìn)行從無到有的設(shè)計(jì)。 推薦精選 2．總結(jié)歸納逆向工程的基本過程。逆向工程的作用有哪些？ 答：逆向工程的核心包括了以下四個(gè)步驟： （1）零件原型的數(shù)字化（2）從測(cè)量數(shù)據(jù)中提取零件原型的幾何特征　

57、（3）零件原型CAD模型的構(gòu)建（4）CAD模型的檢驗(yàn)與修正　 逆向工程大致應(yīng)用在以下幾種情況： （1）在缺少設(shè)計(jì)文檔以及沒有CAD模型的情況下，對(duì)零件原型進(jìn)行測(cè)量，形成零件的設(shè)計(jì)圖紙或CAD模型，并以此為依據(jù)生成數(shù)控加工的NC代碼，加工復(fù)制零件。 （2）設(shè)計(jì)需要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試才能定型的零件模型，通常采用逆向工程的方法。 （3）在美觀設(shè)計(jì)特別重要的領(lǐng)域。 （4）由于近年來對(duì)模具制作時(shí)間、造型與精度要求日益嚴(yán)格，采用單一CAD系統(tǒng)順向進(jìn)行模具設(shè)計(jì)制作，不再是唯一有效的處理手段，利用日漸成熟的逆向工程技術(shù)可加快交貨進(jìn)度并提高制作精度，因此各類模具加工企業(yè)皆積極引入逆向技術(shù)。 （5）另一個(gè)重

58、要的應(yīng)用，如修復(fù)破損的藝術(shù)品或缺乏供應(yīng)的損壞零件等，此時(shí)不需要對(duì)整個(gè)零件原型進(jìn)行復(fù)制，而是借助逆向工程技術(shù)抽取零件原型的設(shè)計(jì)思想，指導(dǎo)新的設(shè)計(jì)。這是由實(shí)物逆向推理出設(shè)計(jì)思想的一種漸近過程。 3．逆向工程前處理的主要任務(wù)是什么？ 答：逆向工程的首要任務(wù)就是取得所需的點(diǎn)數(shù)據(jù)，用于后續(xù)的模型建構(gòu)。 4．為什么要進(jìn)行逆向工程的后處理？后處理有哪些作用？ 答：在逆向工程中，曲面模型重建是最重要、最繁雜的一環(huán)，因?yàn)樽詈笸瓿赡Ｐ偷募庸?，需要的是平滑的曲面模型或是由良好的點(diǎn)群所產(chǎn)生的三角網(wǎng)格，所以點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理、曲面的構(gòu)建方式以及完整的修編和分析等功能，是逆向工程曲面模型重建相當(dāng)重要的部分 5．何謂快

59、速原型？ 答：快速原型制造（RPM-Rapid Prototyping Manufacturing）又稱為快速出樣件技術(shù)或快速成形法，是80年代中后期發(fā)展起來的一種新技術(shù)，與傳統(tǒng)去除材料的加工方法不同，它是采用材料累加的方法逐層制作，對(duì)快速響應(yīng)市場(chǎng)，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)費(fèi)用具有極其重要的意義。 6．逆向工程、快速原型、快速模具之間的關(guān)系。 7．快速原型常見的工藝方法有哪些？ 答：比較常用的有以下幾種： （1）光固化成形（2）薄料疊層（3）選擇性激光燒結(jié)成形（4）熔絲沉積成形 第九章 模具CAD／CAM領(lǐng)域的新技術(shù) 1.虛擬制造的概念？ 虛擬制造

60、(VM)是一種新的制造技術(shù)，它以仿真技術(shù)、信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支撐，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造等生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)一建模，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，實(shí)時(shí)、并行地模擬出產(chǎn)品未來制造全過程及其對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，使得在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或制造系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)之前，就能使人體會(huì)或感受到未來產(chǎn)品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài)，從而更有效、更經(jīng)濟(jì)、更柔性靈活地組織生產(chǎn)，使工廠和車間的資源得到合理配置，并使新產(chǎn)品一次性開發(fā)成功，以達(dá)到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本的最小化，產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化和生產(chǎn)效率的最高化，以此可以作出前瞻性的決策來優(yōu)化實(shí)施方案。 2.網(wǎng)絡(luò)化制造的概念？ 網(wǎng)絡(luò)化制造（CSCW－Computer Supported

61、Cooperative Work）技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和制造技術(shù)(重點(diǎn)是先進(jìn)制造技術(shù))并結(jié)合有關(guān)技術(shù)和研究領(lǐng)域的總稱，是經(jīng)濟(jì)全球化和信息革命時(shí)代的必然產(chǎn)物。網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)不是一項(xiàng)具體技術(shù)，也不是一個(gè)一成不變的單項(xiàng)技術(shù)，而是一個(gè)不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)技術(shù)群和動(dòng)態(tài)技術(shù)系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)特別是Internet／Intranet／Extranet和數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上的所有先進(jìn)制造技術(shù)的總稱。 3.快速響應(yīng)制造技術(shù)的概念？ 快速響應(yīng)制造技術(shù)是指對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有需求和潛在需求做出快速響應(yīng)的制造技術(shù)集成。它將信息技術(shù)、快速制造技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、管理科學(xué)等集成，充分利用Internet和制造業(yè)的資源，采用新的設(shè)計(jì)理論和方法、制造

62、工藝、新的管理思想和企業(yè)組織結(jié)構(gòu)，將市場(chǎng)、產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)有機(jī)地結(jié)合起來，以便快速、經(jīng)濟(jì)地響應(yīng)市場(chǎng)個(gè)性化的需求。 4.虛擬制造有哪些關(guān)鍵技術(shù)？ 1. 軟件方面的關(guān)鍵技術(shù) (1) 可視化技術(shù)。以一種易理解的、有意義的虛擬方式向用戶顯示不同信息。 (2) 信息描述技術(shù)。采用不同的方法、不同的語義或語法表達(dá)不同的信息。 (3) 環(huán)境構(gòu)造技術(shù)。開發(fā)一種類似通用操作系統(tǒng)那樣的環(huán)境，以便于促進(jìn)可視化和其他VM功能。 (4) 集成結(jié)構(gòu)技術(shù)。定義、開發(fā)和建立位于模型交互基礎(chǔ)上的模型。 (5) 仿真技術(shù)。在計(jì)算機(jī)中，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)模擬的過程。 (6) 方法論。找出用于開發(fā)和使用VMS的方法。

63、(7) 制造的特征化技術(shù)。獲取、測(cè)量和分析影響制造過程中材料去除的變量。 (8) VM環(huán)境下人機(jī)工程學(xué)方面的評(píng)價(jià)和優(yōu)化技術(shù)。 (9) VMS的檢驗(yàn)和測(cè)試技術(shù)。 2. 硬件方面的有關(guān)技術(shù) (1) 輸入 / 輸出設(shè)備，如頭盔式立體顯示器(HMD)，適用的計(jì)算機(jī)屏幕、可視化眼鏡，數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)衣、游戲棒等。 (2) 與輸人／輸出有關(guān)的存儲(chǔ)信息設(shè)備。 (3) 能支持各種設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和高速運(yùn)算的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)具有按用戶需求、實(shí)時(shí)提供高質(zhì)量畫面的能力。 (4) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(星形、總線、環(huán)行網(wǎng)絡(luò))設(shè)備、不同站點(diǎn)的硬件設(shè)備(小型機(jī)，UNIX／VAX工作站、微機(jī)等)和連接硬件(光纖

64、、導(dǎo)線等)。 5.快速響應(yīng)制造技術(shù)包含哪些主要內(nèi)容？ (1)快速設(shè)計(jì)技術(shù)(2)快速反求系統(tǒng)(3)快速原型／零件制造技術(shù)(RPM) (4)可重組制造系統(tǒng)(RMS) (5)客戶化生產(chǎn) 6.虛擬制造與其它先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)系？ 1）精益生產(chǎn)為VM的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了有利條件。VM在計(jì)算機(jī)仿真（CS）中尋求最優(yōu)的生產(chǎn)方式，所以，它對(duì)精益生產(chǎn)又起著指導(dǎo)性作用。 2）綠色制造為綠色制造提供了一種實(shí)現(xiàn)手段。 3）并行工程CE的發(fā)展為VM的誕生創(chuàng)造了條件，而VM的發(fā)展又使CE實(shí)時(shí)化、可視化，促進(jìn)了實(shí)際生產(chǎn)中CE的發(fā)展。 4）敏捷制造的基礎(chǔ)是虛擬制造技術(shù)。 第十章 C

65、AD/CAM系統(tǒng)集成 1．CAD/CAM集成系統(tǒng)通常由哪幾部分組成？ 答：CAD/CAM集成系統(tǒng)通常計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)（CAPP）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)（CAFD）等組成 2．簡(jiǎn)述CAD/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)。 答：CAD/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù) （一） 參數(shù)化技術(shù) 參數(shù)化設(shè)計(jì)是新一代智能化、集成化CAD系統(tǒng)的核心內(nèi)容，也是當(dāng)前CAD技術(shù)的研究熱點(diǎn)。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的草圖設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)修改圖形的功能，成為產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)、修改、多種方案比較和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的有效手段。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)可以極大地提高產(chǎn)品的設(shè)

66、計(jì)效率。 （二）特征技術(shù) 為了實(shí)現(xiàn)CAD／CAPP／CAM的集成，CAD、CAPP、CAM之間的數(shù)據(jù)交換與共享是亟待解決的重要問題。解決的辦法是建立 CAD／CAPP／CAM范圍內(nèi)相對(duì)統(tǒng)一的、基于特征的產(chǎn)品定義模型，并以此模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)CAD、CAPP、CAM間的數(shù)據(jù)交換與共享，該模型不僅能支持設(shè)計(jì)與制造各階段所需的產(chǎn)品定義信息（幾何信息、工藝和加工信息），而且還提供符合人們思維方式的高層次工程描述語言——特征，并能表達(dá)工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)與制造意圖。因而特征技術(shù)已成為CAD／CAPP／CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)之一。 （三）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù) 目前已有的CAD／CAM系統(tǒng)集成，主要通過文件來實(shí)現(xiàn)CAD與CAM之間的數(shù)據(jù)交換，不同子系統(tǒng)的文件之間要通過數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換，傳輸效率不高。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和系統(tǒng)的集成化程度，保證各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)一致性、可靠性和數(shù)據(jù)共享，采用工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來管理集成數(shù)據(jù)，使各系統(tǒng)之間直接進(jìn)行信息交換，真正實(shí)現(xiàn)CAD／CAM之間信息交換與共享。因此，集成數(shù)據(jù)管理也是CAD／CAM集成的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。 （四）產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù) 1．產(chǎn)品數(shù)