1、计算机辅助设计（CAD）概念：利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助设计人员完成工程或产品的设计、分析计算及图样绘制等工作，从而获得理想的设计目标并获得预期成果的一种技术。

2、CAD/CAM技术的发展过程

3、CAD技术的发展趋势：目前CAD技术正在向集成化、智能化、网络化的方向发展。

4、CAD系统结构硬件：中央处理器、输入设备、输出设备、存储器、网络通信设备。

CAD系统结构软件：系统软件、支撑软件、应用软件。

二维图形的变换形式：图形不变坐标系改变、图形改变坐标系不变。

5、设计资料的类型：数表和线图。

设计资料的处理方法：公式化、数据文件、数据库。

6、设计数据的差值方法：线性插值法、抛物线插值法、拉格朗日插值法。

7、设计曲线的拟合方法和原理

设计曲线的拟合方法：最小二乘法。

最小二乘法原理：将由实验得到或绘图经离散后得到的m个点在坐标系中画出来，假设这些点得到的拟合公式为y=f（x），每个节点处的偏差为=f（）-，i=1,2,2...m，如果将每个点的偏差值直接代数相加，则有可能因为正负偏差的抵消而掩盖整个误差程度，不能正确反映拟合公式的精确度，为此，将所有节点的偏差取平方值并求和，得到=，让偏差平方和达到最小，即最小二乘法的曲线拟合。

8、几种坐标系的概念：用户坐标系、设备坐标系、假想设备坐标系。

用户坐标系（世界坐标系）：坐标轴上的单位由用户自己确定，用来定义二维或三维世界中的物体。

设备坐标系（物理坐标系）：图形显示器或绘图机自身的一个坐标系。

假想设备坐标系（标准设备坐标系）：从世界坐标系到设备坐标系的变换中插入的一个坐标系，使所编制的软件方便地应用于不同的设备上。

9、二维图形的变换方法：比例变换、平移变换、旋转变换、对称变换、错切变换。

1、 几何建模的概念：将物体的几何信息以及相关的属性输入计算机，计算机以数据的形式将物体的信息储存起来。

2、几何建模的三种方式：线框建模、表面建模、实体建模。

线框建模：采用点、直线、圆弧及自由曲线来构造三维模型的方法。

表面建模：通过对物体表面进行描述的建模方法。

实体建模：利用一些体素通过布尔运算构成所需的简单或复杂的实体的方法。

3、实体建模的表示方法和定义

a边界表示法B-REP：采用“点-边-面-体”的方式来表示物体，他以物体的边界为基础，通过描绘实体的表面边界来描述实体。

b实体结构几何法CSG：利用已有的基本体素，根据实体的结构将实体视为由不同的基本体素通过布尔运算而得到。

c混合模式B-REP+CSG表示法

4、特征建模的定义：它是几何建模技术发展的最新阶段，用符合设计思想的特征来定义零件，是实现CAD/CAPP/CAM集成的重要手段，也是网络化制造研究中进行产品图形设计的基础。

5、a特征的定义：一个对象上所具有的全部信息，不仅仅局限于实体的形状、结构，而且包含了对象从设计到制造全过程的所有信息，包括该对象的几何形状、功能和属性。

   b特征的类型：几何形状的特征、管理特征、技术特征、材料特征、精度特征、装配特征。

1、计算机辅助工艺设计的概念（CAPP）：利用计算机技术辅助工艺师完成零件从毛胚到成品的设计和制造过程，是将产品的设计信息转换为制造信息的一种技术。

2、CAPP的优点和特点：

1）缩短工艺设计周期，保证工艺设计的质量，提高产品在市场上的竞争力。

2）将工艺师从繁重的、重复性的手工劳动中解放出来，使其能将主要精力投入到新产品的开发、工艺装备的改进及新工艺的研究等创造性的工作中。

3）继承老工艺师的丰富经验，以保证企业工艺设计的可继承性。

4）有利于实现企业工艺设计的标准化和最优化。

5）满足现代制造业的需要，并为实现计算机集成制造系统创造必要的技术基础。

3、CAPP系统的类型：检索式CAPP系统、派生式CAPP系统、创成式CAPP系统、半创成式CAPP系统、智能型CAPP系统。

4、CAPP系统构成模块：信息输入界面、零件信息输入模块、工艺决策模块、工艺数据库/知识库、工艺文件输出模块。

5、成组技术的定义：成组技术的理论基础是相似性，核心是成组工艺。成组工艺与计算机技术，数控技术，相似论，方法论，系统论等相结合，就形成了成组技术。

6、成组技术的三种基本编码结构：层次结构、链式结构、混合结构。

7、专家系统：知识+推理 ：是人工智能的一个分支，它是一个智能的计算机程序，即运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的复杂问题的系统。

8、网络化CAPP系统：以网络数据库为基础，实现工艺卡片的定制、用户管理和工艺资源管理。分为服务器端和客户端，服务器端主要存储数据库和系统管理程序，客户端是具体的操作部分，其数据部分从服务器读取，生成的文件要传输到服务器进行保存。

服务器端包括知识库、工艺数据库、企业资源数据库和系统数据库。

客户端包括主控模块、系统管理模块、工艺制定模块和工艺管理模块。

1、计算机辅助制造（CAM）概念：

狭义：只从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，包括CAPP、NC编程、工时定额计算、生产计划及资源需求计划制定等。

广义：除包括其狭义定义的所有内容外，还包括制造活动中与物流有关过程的监视、控制和管理。

2、数字化制造的概念：用数字化定量、表述、存储、处理和控制产品生产的方法，支持产品全生命周期和企业的全局优化运作，它是CAD/CAM/CAE集成化技术，是以MRPII、MIS、PDM为主体的制造信息支持系统。

3、CAM发展历程和趋势：第一代CAM：APT，第二代CAM：曲面CAM系统，新一代CAM系统将采用面向对象、面向工艺特征的基本处理方式，使系统的自动化水平、智能化程度大大提高。

1、数控加工技术的概念：是一种自动化加工技术，包括了计算机技术，自动控制技术以及电气传动、测量、监控和机械制造等科学的内容。有人定义泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。

数控机床就是应用数字化信息实现机床控制的一种技术。

2、数控机床的组成：程序载体、输入装置、数控装置、强电控制装置、伺服控制装置、机床；

   工作原理：数控机床把对机床的各种控制、操作要求、需要加工零件的几何和工艺信息等，用数字和文字编码的形式表示出来，再通过信息载体送给专用电子计算机或数控装置，经过计算机的变换处理，发出各种指令，控制机床按照预先要求的操作顺序依次动作，自动的进行工作。

   数控机床是由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。

3、数控编程的定义：把零件的图形尺寸、工艺工程、工艺流程、机床的运动和刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程，再送入数控系统。

数控编程的内容：分析零件图纸、确定加工工艺过程、计算走刀轨迹、得出刀位数据、编写零件加工程序、制作控制介质、校对程序及首件试加工。

数控编程的步骤：分析零件图样、工艺处理阶段、数学处理阶段、编写程序单、制作控制介质、程序校验和首件试加工。

1、产品数据管理（PDM）概念：以软件为基础，是一项用来管理所有与产品相关信息和所有与产品有关过程的技术。

2、PDM系统的体系结构：第一层是支持层、第二层是面向对象层、第三层是核心功能层、第四层是用户层。

   PDM的功能：电子仓库（核心功能）、工作流和过程管理、产品结构与配置管理、检视和批阅、扫描与成像、设计检索和零件库、项目管理、电子协作、工具与集成件。

第二篇：计算机辅助设计与制造简答题总结

1、CAPP有哪几种基本类型？ 分别基于何种技术？

1检索式CAPP系统；2派生式CAPP系统，即基于成组技术或基于特征的CAPP系统；3创成试CAPP系统主要包括基于传统过程性程序结构与决策形式的CAPP系统，基于知识的cap系统等；4综合式CAPP系统，包括派生式和创成式与人工智能相结合，且综合了它们的优点的CAPP系统，基于实例与知识的混合式CAPP系统及其它混合式系统等。

2、什么是数控加工？数控装置有哪些类型？数控编程的主要内容是什么？

数控加工数控机床应用数字化信息实现机床控制的一种技术。

数控装置有哪些类型类型？

按加工方式分类：1.金属切削类数控机床2.金属成型类数控机床3.数控特种加工机床4其他类型的数控机床

按驱动装置的特点分类1.开环控制数控机床2半闭环控制数控机床3．闭环控制数控机床4．混合控制数控机床

主控编程的主要内容包括:分析零件图纸进行工艺处理，确定工艺过程；数值计算，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据；编制零件加工程序；制备控制介质；校核程序及首件试切。

4、什么是成组技术？

成组技术是一门生产技术科学，即研究和发掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用事物的相似把相似问题归类成组，寻求解决这一类问题相对统一的最优方案，从而节约时间和精力以取得所期望的经济效益。

6、派生式CAPP系统的原理是什么？ 基本原理是利用成组技术（GT）代码或企业现行的零件图编码，将零件根据结构和工艺相似性进行分组，然后针对每个零件组编制典型工艺，又称主样件工艺，在进行工艺设计时，根据零件的GT代码和其他有关信息，按编码搜索零件族，对典型工艺进行自动化或人机交互式修改，生成符合要求的工艺文件。 7、派生式CAPP系统与创成式CAPP系统的工作原理有何不同？

答：派生法是以对标准工艺规程的检索和修改为基础，而标准工艺是由有经验的工艺人员制订的。设计新零件工艺规程时要对标准工艺进行检索，并经编辑和修改而得到。创成法是由计算机软件系统，根据输入的或直接从cad系统获得的零件信息，依靠系统中的工艺数据和各种工艺决策自动设计出工艺规程。

5、产品数据管理PDM的定义是什么？ 一般认为，PDM是一种管理所有与产品相关信息和所有与产品相关的过程的技术。 9、CAD/CAM系统的进行由哪几部分组成，各有什么功能？

CAD/CAM的进行环境由硬件，软件和人三大部分所构成，硬件部分是CAD/CAM系统运行的基础，主要由计算机及其外围设备组成，包括主机，存储器，输入输出设备，网络通信设备以及生产加工设备等有形物质设备；软件部分是CAD/CAM系统的核心，通常是指程序及相关的文档，包括系统软件，支撑软件和应用软件等。

硬件提供了CAD/CAM系统潜在的能力，而软件则是开发、利用其能力的钥匙；人在CAD/CAM系统中起着关键的作用。 8、简述CAPP专家系统的构成及特点。 CAPP专家系统只要由零件信息输入模块，推理机与知识库三部分组成，特点：“推理+知识”为特征。

3、什么是CIMS? CIMS的关键技术是什么？

CIMS是计算机集成制造系统，CIMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化有机地集成起来，是和于多品种、中小批量生产的总体高效益、高柔性的智能制造系统。关键技术是：CAPP 信息集成，过程集成，企业集成。

10、简述三维建模中线框模型的主要特点？ 1、利用物体的三维数据产生任意方向的视图，视图间能保持正确的投影关系，这为生成多视图的工程图提供了方便2、在构造模型时操作非常简单3、数据结构简单，存储量小，容易找到顶点和边的数据，计算机能精确地显示线框模型的顶点和边的具体位置4、系统的使用如同人工绘图的自然延伸，故对用户的使用水平要求低，用户容易掌握。

缺点：1、对物体的真实形状进行处理时需对所有棱线进行解释与理解，有时出现二义性或多义性理解2、该结构包含的信息有限，无法进行图形的自动消隐3、这种数据结构无法处理曲面物体的侧轮廓线。4、在生成复杂物体的图形时，这种线框模型要求输入大量的初始数据，不仅加重了输入负担，更难以保证这些数据的统一性和有效性。

11、列出几种线图的程序化方法（一般处理线图的做法）？

1若能查到线图原有的公式，只需将公式编写到程序中2、将线图离散为数表，然后将数表进行程序化处理3、用曲线插值或拟合的方法求出线图的近似公式，再将公式编写到程序中。

12、与传统数控机床相比，CNC可使编程工作简化，试说明其原因？

1、传统数控机床编程要经计算，编写程序单制作纸带、读带、检验、修改等步骤，其中计算工作有时很繁琐，修改程序需重新制作纸带也很麻烦2、CNC采用通用计算机进行控制，可完成编程中大部分工作，并可储存零件加工程序，也可通过键盘，输入对程序进行修改，从而使编程工作得以简化。

13,、表面建模的特点：表面建模在线框建模的基础上增加了环和边的信息及表面特征、棱边的连接方向等内容，与线框建模相比多了一个面表，记录了边、面间的拓扑关系，但仍旧缺乏面、体间的拓扑关系，无法区别面的哪一侧是体内还是体外，因此任然不是实体模型，因而在物理特性计算、有限元分析等应用中缺乏表示上的完整性。

特征建模的特点：特征建模着眼于表达产品完整的技术和生产管理信息，且这种信息涵盖了与产品有关的设计、制造等各个方面，为建立产品模型统一的数据库提供了技术基础。

4.简述数控机床的特点及其组成部分。 答：数控机床具有对加工对象适应性强、自动化程度高、加工精度高且加工质量稳定、生产效率高、易于建立计算机通讯网络等特点。主要组成有：主机、CNC装置、驱动装置、辅助装置、编程机及其附属设备。 1.与传统的工艺设计相比CAPP有何优点？ 答：自动编程使用通用电子计算机和专用程序设计语言，自动进行运算和编制指令，速度快，但需要相应的设备。手工编程使用一般的计算工具，以各种数学方法人工进行运算和编制指令，速度慢。手工编程方法比较简单，容易掌握，适应性较大，但手续比较繁琐，易于出错。 三、名词解释题

1. 计算机辅助工艺过程设计(CAPP):是通过向计算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息，由计算机自动输出零件的工艺路线及工序内容等工艺文件的过程。 2. 数字控制（NC）：是用数字化信息对机床的远动及其加工过程进行控制的一种技术。

3. 零件程序：按一定的格式并以代码的形式编制的，他是机床操作者与系统之间进行人机联系的纽带。

4.后置处理程序：将刀具位置数据、相应的切削条件和辅助信息等处理成特定的数控系统所需要的指令和程序格式，并制成穿孔纸及打印出零件加工程序单。

5. 数控技术：是用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的一种技术。 6. LISP：是人工智能学科领域中广泛采用的一种程序设计语言，是一种计算机的表处理语言。

7. 计算机数控系统（CNC系统）：用计算机通过执行其存储器内的程序来完成部分或全部功能，并配有接口电路，伺服驱动的一种专用计算机系统。

4．实体建模系统的特点是什么？

答案：实体建模系统对结构体的几何拓扑信息表达克服了线框建模的二义性以及曲面建模容易丢面的缺点，从而可以自动生成既有真实感图形的生成和物体间的干涉检验。产品设计、分析和制造工序中的所需要的关于物体的几何描述方面的数据可从实体模型中获得。

1．派生式CAPP系统的工作原理是什么？ 答：利用零件GT（成组技术）代码，将零件根据结构和工艺相似性进行分组，针对每个零件组编制典型工艺。工艺设计时，根据零件的GT代码，确定该零件所属的零件组，检索出该零件的典型工艺文件，最后进行自动化或人机交互式修改，生成符合

要

求

的

工

艺

文

件

。

3．根据个人理解解释CAD/CAM的概念。 答案：CAD/CAM是由多门学科和多项技术综合形成的一项技术科学。它表明在许多方面可以利用计算机帮助设计制造和销售各种产品。广义的CAD/CAM包括CAD-CAPP-CAE-CAQ-CAPMS-CAM技术。从产品的制造过程理解CAD/CAM，是指从市场需求分析-产品设计-工艺设计-生产阶段直到装配成产品这一过程的计算机化。实际用应用中，包括软件和硬件两部分。 五、名词解释： 1. 数控编程

答：根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件

4. MRP答：MRP(Material Requirements Planning)是生产和采购产品所需各种物料的计划，根据主生产计划上所需要物料的实践节点来决定订货和生产。

已知： 用刀具为R=5立铣刀加工如图所示工件，进给量150 mm/min，主轴转速1500 r/min，刀具半径补偿地址为D01，工件型值点坐标如下：A（20，14）、B（20，62）、C（44，86）、D（96，86）、E（120，62）、F（120，40）、G（100，14）。 试编出加工该工件的数控程序（刀具从A点进刀，顺时针加工）。 解：数控程序：

N10 G90 G00 X0 Y0 Z40.0 S1500 M30; N20 Z-5 M80;

N20 G41 G01 X20.0 Y14.0 D01 F150; N30 Y62.0;

N40 G02 X44.0 Y86.0 R24.0; N50 G01 X96.0 Y86.0; N60 G03 X120.0 Y62.0 R24.0; N70 G01 X120.0 Y40.0; N80 X100.0 Y14.0; N90 X20.0 M09; N100 G40 X0 Y0; N110 G00 Z40.0; N120 M30;

1. 简述CAD/CAM支撑软件的主要功能，

并列出代表性软件

答：1基本图形资源与自动绘图

AutoCAD，2几何造型Pro/E, UGII, CATIA, SolidWorks

工程分析与计算 )1(NSYS, NASTRAN数控程生成 MasterCAM,

二、填空题

1.软件开发的步骤主要有软件 分析阶段 、设计阶段、实现阶段与 维护阶段 。

2. 数控技术是 用数字化信息 对机床的运动及其 加工过程 进行控制的一种技术。

3.CAPP系统一般分为检索式派生式和 创成式 3种系统。

4. 零件程序是 按一定的格式并以代码的形式 编制的，它是机床操作者与系统之间进行人机联系的纽带，通常称作 零件源程序 。

5. CAPP是 计算机辅助设计 和 计算机辅助制造 之间的桥梁，同时又是计划调度、 生产管理 等所需信息的交汇枢纽，它在计算机集成制造系统中占有重要的地位。

6. 数据库是存储、关联数据的集合数据库管理系统 是数据库的核心部分，是 用户与数据库 之间的接口。

1.CAD/CAM软件系统可以分为系统软件、支持软件和__应用软件________.

2.常用的设计数据的计算机处理方法有数组化、文件化和___数据库_______. 3.二维图形的基本几何变换有 比例变换、对称变换、__旋转变换 、 平移变换___和

错切变换等.

4．在CAD工作中，二维绘图软件和三维造型软件是其重要工具，常见软件有___AutoCAD_____

，

__SolidWorks______，__Pro/E______等(或填UGII,MasterCAM,CATIA，Ideas等) 5.计算机辅助工程的简称____CAE______. 6．分类编码系统在成组技术实际应用中，有三种基本编码结构： ___层次结构 、

链式结构 、 混合结构 。

7．数控加工数控机床应用 __数字化信息____ 实现机床 _ 控制____ 的一种技术。 8．按自动化程度可以把数控编程分为：_手工编程__和__自动编程____两类。 9．产品数据管理PDM的主要功能有：__电子仓库 、_工作流和过程管理____、 产品结构与配置管理、检视和批阅、扫描与成像、项目管理、电子协作和工具与集成件等。

10．PDM中工作流管理系统在最高层上，应能提供三个方面的功能，分别是 __建造功能 、运行控制功能 、 运行交互功能__。

1和用公式计算数据.。数表程序化的方法有屏幕直观输出法、数组存储法和公式计算法。

2动采集和自动采集。

3．CAPP中零件信息的描述方法有成组代码描述法、型面特征描述法、从CAD系统直接输入零件信息。

4技术，一般地，认为窗口内的是可见的，落在窗口外是不可见的。

5逻辑结构。

6．CAD/CAM系统中常用的输出设备有显示器、打印机、绘图机、立体显示器、

7体建模。

8．计算机辅助工艺设计系统可以缩写成，系统中工程数据库的建立是一项重要内容，其动态数据库一般由以下几个部分构成，他们分别是产品设计数据库、制造工艺文件库等。

四、判断题，将对或错用√或ⅹ填入各题序号前括号内（每小题1分，共5分） 1．表面建模可以进行有限元分析、物性计算等。（ ⅹ ）

2．物体先平移后旋转与先旋转后平移，两者的结果是一样的。（ ⅹ ）

3．工序设计包括确定工步操作内容和刀、夹、量具等。（ √ ）

4．广义CAM是指制造活动中与物流有关过程（如加工、装配、检验、存储、输送）的监

视、控制和管理。（ √ ）

5．通常，草图中包含了草图元素及它们之间的几何关系和尺寸信息。（ √ ）