cadcam复习资料

CAD是指以计算机为工具，对产品进行包括方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等设计活动的技术。CAM是指借助计算机进行产品制造活动的简称，有广义和狭义之分。广义CAM，一般是指利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的各种活动。狭义CAM，通常指数控程序的编制。CAPP是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理来制定零件机械加工工艺过程。CAPP系统的结构组成：1零件信息的获取：零件信息是CAPP系统进行工艺过程设计的依据和对象，零件信息的描述和输入是CAPP系统的重要组成部分。2.工艺决策：工艺决策是以零件信息为依据，按预先规定的决策逻辑，调用相关的知识和数据，进行必要的比较，推理和决策，生成所需要的零件加工工艺规程3.工艺数据库和知识库：工艺数据库和知识库是CAPP系统的支撑工具，包含了工艺设计所要求的工艺数据和规则。4.人机交换界面：人机交换界面是用户的操作平台，包括系统菜单，工艺设计界面，工艺数据/知识输入界面，工艺文件的显示。编辑和管理界面等5.工艺文件管理和输出：一个CAPP系统可能拥有成百上千个工艺文件，如何管理和维护这些文件，按什么格式输出这些文件，是CAPP系统所需要完成的重要内容。工艺文件的输出包括文件的格式化显示和打印输出等内容派生式CAPP的基本原理：，该系统是建立在成组技术的基础之上，按照零件几何形状或工艺的相似性归类成族，建立该零件族零件的典型工艺规程，即该零件族中零件加工所需要的加工方法，加工设备，工具，夹具，量具及其加工顺序等，其具体内容可根据系统的开发程度而定。创成式CAPP的基本原理创成式CAPP系统是一个能够综合运用零件加工信息，自动能够为一个新零件创造工艺规程的系统。创成式CAPP系统能够根据工艺参数库的信息和零件模型，在没有人干预的条件下，系统自动产生零件所需要的各个工序和加工顺序，自动提取制造知识，自动完成机床，刀具的选择和加工优化，通过运用决策逻辑，模拟工艺设计人员的决策过程，自动创成新的零件加工工艺规程。综合式CAPP的基本原理综合式CAPP系统采用派生和自动决策相结合的方法生成工艺规程。对零件进行工艺设计时，现通过计算机检索它所属零件库的标准工艺，然后根据零件的具体情况，对标准工艺进行自动修改，工序设计采用自动决策产生。CAE技术是以现代计算力学为基础、计算机仿真为手段的工程分析技术。CAD/CAM集成系统借助于工程数据库技术、网络通信技术、以及标准格式的产品数据接口技术，把分散于机型各异的各个CAD/CAM模块高效、快捷地集成起来，实现软、硬件资源共享，保证整个系统内的信息流动畅通无阻。单项CAD、CAPP、CAM技术各具有哪些功能？为什么要进行CAD/CAM技术的集成？技术各具有哪些功能？技术的集成？系统会带来哪些优越性？集成的CAD/CAM系统会带来哪些优越性？答：CAD系统具有几何建模、工程分析、模拟仿真、工程绘图等主要功能；CAPP系统的功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工时定额计算等；广义CAM，是指利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的各种活动；狭义CAM，是指数控程序的编制；这些各自独立的系统相互割裂，不能实现系统之间信息的自动传递和转换，大量的信息资源得不到充分地利用和共享。只有当CAD系统一次性输入的信息能为后续的生产制造环节（如CAD/CAPP/CAM等）直接应用才能取得最大的经济效益。集成化的CAD/CAM系统借助于工程数据库技术、网络通信技术以及标准格式的产品数据交换接口技术，把分散于机型各异的各个CAD、CAPP和CAM各功能模块高效快捷地集成起来，实现软、硬件资源的共享，保证整个系统内的信息流畅通无阻。CAD/CAM系统的主要功能：1产品几何建模2产品模型的工程分析处理3工程图绘制4辅助制定工艺规程5NC自动编程6加工过程仿真模拟7工程数据管理作业过程----（1）创意与构思；(2)计算机辅助设计与分析；（3）快速原型制造；（4）计算机辅助工艺规划；（5）计算机辅助编程；（6）虚拟制造。特征----------（1）产品开发设计数字化；（2）设计环境的网络化；（3）设计过程的并行化；（4）新型开发工具和手段的应用。CAD/CAM技术的发展趋势：CAD/CAM技术经历五十多年的发展历程，现已成为一种应用广泛的高新技术，并产生了巨大的生产力，有力地推动着制造业的技术进步和产业发展。目前，CAD/CAM技术正继续向集成化、网络化、智能化和虚拟化方向发展。CAD/CAM技术的发展过程及其应用领域。技术的发展过程及其应用领域。答：（1）单元技术的发展阶段---企业尚处于单元技术的应用阶段（2）CAD/CAM的集成阶段----企业内应用已从二维计算机绘图朝着三维CAD模/CAD/CAE/CAM集成化应用方向发展（3）面向产品并行设计制造环境的CAD/CAM发展阶段---CAD/CAM技术从传统的面向零件的CAD/CAM集成阶段朝着面向产品并行设计、协同工作环境的方向发展。CAD/CAM系统的软件：系统软件支撑软件应用软件二数据结构概念：相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，即数据之间的关系。（数据的逻辑结构、数据的储存结构、数据的操作运算）数据的逻辑结构：是对数据关系的一种描述，可以用一个二元组B=（D,R）来表示，其中D为非空的有限数据元素（结点、记录、表目等）的集合，R为数据元素间关系的集合（线性、树型、网状结构等）；数据的储存结构：是数据逻辑结构在计算机储存器中的实现（顺序与链式）数据的操作运算：插入、删除、更新、检索、排序。数组：同一数据类型栈：限定在表尾（栈顶）进行插入或删除操作运算的线性表，特点“先进后出”。队列：限定在表的一端插入（队尾），另一端删除（对头）的特殊线性表，点“先进先出”。文件管理：是按统一的规则与方法进行数据组织和存取的技术，他把数据组织成数据文件形式，用专用的文件管理系统实现对数据的统一管理。特点：数据冗余度大；缺乏数据的独立性；无集中数据管理系统，难以保证数据的完整性与安全性。数据库系统：硬件与系统软件，核心是数据库管理系统DBMS。数据库管理系统：对数据库及系统资源进行统一管理和控制的软件系统。特点：数据存储的独立性；应用程序的编制与开发；可以不考虑数据的存储管理和访问效率等问题；少数据冗余，实现数据共享；通过DBMS可实现对数据的统一管理与控制，保证了数据的正确性与保密性。数据库发展历程：层次模型(一种有序的树状结构，各结点分层布置，体现节点间“一对多”的关系)、网状模型（一种网状连通图的结构形式，节点间不受过多约束，体现了事物间的“多对多”的关系）、关系模型（是以集合论中的关系概念为基础发展起来的一种数据库模型，在关系模型中每一张二维数表可以看做是一种关系，表中每一行为一个记录，每一列为性质相同的属性关系与关系之间的联系可以通过关键码实现）、面向对象模型、关系对象模型。当前主流模型关系模型具有数据结构简单，符合工程习惯，数据独立性高及数据基础严密等优点，工程数据库：是储存和管理工程设计所需数据的数据库，包括集合的、物理的、技术的、工艺的、以及其他技术实体特性及其相互间的关系，适合于CAD/CAM、计算机集成制造CIM、地理信息处理、军事指挥、控制通信等工程应用领域所使用的工程数据库。与商用数据库优点：对复杂数据库类型及结构的支持；对工程数据进行动态定义与管理；具有对数据模型进行动态修改的能力。PDM：产品数据管理，是一种管理所有与产品相关的信息和过程的技术。结构：支持层、对象层、功能层、用户层。功能：电子资料室管理与检索、产品配置管理、工作流程管理、项目管理功能。共享信息的传递与交换，实现设计、制造和经营管理部门的集成化管理。四窗口：通常长定义为一个矩形框，其位置与大小在用户坐标系中一般用矩形的左下角（Xw1，Yw1）和右下角（Xw2，Yw2）表示。视区：是在图形设备上定义的矩形区域，用于输出所需要显示的图形和文字。视区的位置与大小同样是用矩形的左下角（Xv1，Yv1）和右下角（Xv2，Yv2）表示。关系：1当视区大小不变时，窗口缩小（放大），则显示的图形放大（缩小）2当窗口大小不变时，视区缩小（放大），则显示的图形缩小（放大）3当窗口与视区大小相同时，所显示的图形大小比例不变4当视区纵横比不等于窗口的纵横比时，则显示的图形会产生伸缩变化五几何建模：用计算机来表示和构造形体的几何形状，建立计算机内部模型的过程三维几何建模（3个）：线框建模；三维实体仅通过顶点和棱边来描述形体的几何形状.特点；数据结构简单，信息量少，占用的内存空间小，对操作的响应速度快，通过对投影变换可以快速地生成三视图，生成任意视点和方向的视图和轴侧图，并能保证各视图正确的投影关系.表面（曲面）建模；能过对物体各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法.特点；表面模型增加了面，边的拓扑关系，因而可以进行消隐处理，剖面图的生成，渲染，求交计算，数控刀具轨迹的生成，有限元网格划分等作业.但表面模型仍缺少体的信息以及体，面间的拓扑关系，无法区分面的哪能一侧是体内或体外，仍不能进行物性计算和分析.实体建模；不仅描述了实体全部的几何信息，而且定义了所有的点.线，面，体的拓扑信息.特点；可对实体信息进行全面完整的描述，能够实现消隐，剖切，有限元分析，数控加工，对实体着色，光照及纹处理，外形计算等各种处理和操作.特征建模：通过特征（从工程对象中概括和抽象后所得到具有工程语义的功能要素）及其集合来定义，描述实体模型的方法和过程。方法：1特征交互定义：易于实现，但建模效率低2：特征自动识别：比较复杂，容易出错，对于复杂的零件有时甚至难以实现3特征设计：侧重对设计的支持和实体建模相比，基于特征建模的设计对象具有更高的定义层次，易于被工程技术人员理解和使用，能为设计和制造的各个环节提供充分的工程信息和工艺信息实体模型的表示方法：扫描表示法边界表示法构造体素几何表示法装配设计方法：1自低向上的设计：先对各个零件进行详细的结构设计，然后在定义零件之间的装配关系，最终形成产品的装配设计模型。优点思路简单，操作方便，容易被大多数工作人员所理解和接受缺点易产生零部件之间不相配合，干涉的现象，因而有较多的反复工作，工作效率低2自顶向下的设计：从产品功能要求出发，在确定产品的初步方案和结构草图的基础上，确定个零部件之间的装配关系和相互约束关系，完成零件的概念设计和详细设计。优点逐步求精，更符合人们的思维，提高了设计效率切削刀具球头铣刀：曲面加工干涉少，表面质量好，切削能力差平头铣刀：价格便宜，切削刃强度高圆角铣刀：广泛应用于粗精铣削加工中，具有以上2种刀具的共同特点数控编程方法1手工编程效率低，出错率高2数控语言自动编程：效率比手工编程高，编程过程不直观3CAD/CAM系统自动编程将零件加工的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等作业过程式结合在一起,有效地解决了编程的数据来源,图形显示,走刀模拟和交互修改问题,弥补了数控语言编程的不足;编程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形交互进行,不需要用户编制零件加工源程序,用户界面友好,使用简便,直观,准确,便于检查;有利于实现系统的集成,不仅能够实现产品设计(CAD)与数控加工编程(NCP)的集成,还便于与工艺过程设计(CAPP),刀具量具设计等其它生产过程的集成.后置处理：经CAD/CAM系统进行刀具轨迹计算后，所生成的刀具文件是一个可读的刀位源文件CLSF，该文件不能直接用来控制机床的加工作业，还必须对之进行转换处理，使之转换为数控机床能够执行的数控指令的过程系统的顶层为应用系统层：产品设计工程分析工艺设计数控编程分布式数据库系统接口及数据结构CAD/CAM系统集成方式：1专用数据交换接口方式2中性文件数据交换接口方式3基于工程数据库的集成方式4基于PDM系统的集成方式