大学专业试卷(附答案)CADCAM卷B.doc

《模具CAD/CAM》试卷B
适应专业： 考试日期：
考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分
一、填空题（本大题共六小题，每空2分，共40分）
1．CAD/CAM是指以 作为主要技术手段，帮助人们
，进行产品的设计制造；
2．尺寸驱动的几何模型由 、 和 三部分组成；
3.模具CAD/CAM系统的功能模块包括__ 、 、
_ _、 和_ _等；
4、冲裁件结构尺寸的工艺性检验包括：_ 、
和 ；
5、按软件工程的方法，建立CAD系统可分为 、 、
、 和 5 个步骤；
6．按自动化程度可以把数控编程分为 和 两类。

二、简答题（本大题共五小题，每题9分，共45分）
1、建立CAD/CAM系统的步骤与方法。

2、CAD/CAM系统的软件包括哪几个层次？分别说明之。

3、以Auto CAD为基础的图形交互输入法的原理与方法

4、简述实体造型的方法及特点。
5、简述模具CAD/CAM系统中图形输入的目的与方法。

三、论述题（本大题共一小题，每题15分，共15分）
1、模具顶杆布置优化目标函数的建立与约束条件的转化。

模具CAD/CAM试卷B答案

一、填空题 (每空2分，共40分)
1.计算机、 处理各种相关制造信息
2.几何元素、 尺寸约束、 拓扑约束
3.图形输入、 工艺检验、 工艺设计、 结构设计、 模具图绘制、数控编程
4.最小圆角半径检验、 冲孔尺寸检验、 悬臂与狭槽检验、 孔（槽）间（边）距检验
5. 系统分析、 系统设计、 程序设计、 系统测试、 系统维护
6.手动、 自动

二、简答题（本大题共五小题，每题9分，共45分）
1、建立CAD/CAM系统的步骤与方法。
为保证软件的开发质量，须按软件工程的方法进行开发。根据软件的生命周期，CAD/CAM系统软件的开发要经历5个阶段：
（1）系统的功能设计。确定系统开发的总目标、功能、性能、适用范围及其约束条件，建立系统的总体逻辑模型。
（2）系统的结构设计。依据功能系统规格书，用PAD图进行描述，按结构化系统设计思想设计，“自顶向下”分解。
（3）系统的程序设计。编制程序，完成系统各项功能，并认真考虑程序的结构、算法以及系统的安全性、可靠性、实用性。
（4）系统的运行测试。分为单元测试、整体测试和有效性测试。
（5）系统的使用维护。包括改正性维护、适应性维护和完善性维护。

2、CAD/CAM系统的软件包括哪几个层次？分别说明之。
CAD/CAM系统的软件按功能可分为三个层次，即系统软件、支撑软件、应用软件。
1.系统软件是指计算机运行和管理用户作业的软件，是用户与计算机之间的接口。
2.支撑软件的一部份是由计算机制造商提供的，并为计算机用户共同使用的软件，另一部分是与系统应用的宽窄和功能的强弱密切相关。
3.应用软件是针对某一特定领域而专门设计的一套资料化的标准程序。

3、以Auto CAD为基础的图形交互输入法的原理与方法。
交互输入法是通过在屏幕上交互作图，并由程序自动处理建图形几何模型，完成冲裁件图形输入的一种方法。
以Auto CAD绘图软件为基础的零件图形的交互输入输入过程为：首先利用Auto CAD绘图软件包，以交互方式按照一定的要求在屏幕上完成冲裁件图形编辑，然后转换成零件图形的DXF交换文件，再利用接口程序从图形交换文件中提取各线素的节点数据，最后利用后续处理程序将提取的图形信息按模具CAD/CAM系统的要求，建立起零件图形的数据结构与几何模型，供模具CAD/CAM系统的后续模块调用。
4、简述实体造型的方法及特点。
造型方法：基本体素法、拉伸法、旋转法、扫描法、放样法、布尔运算法。
实体建模全面完整地描述了一个实体，因此首先它可以计算实体的物理性质（如表面积、体积、惯性矩等）。可实现可见边的判断，具有消隐功能，其次还可以实现实体内部某区域进行剖面处理，以清楚表达实体内部结构。另外、，它为有限元分析、干涉检验、加工过程的仿真提供了前提条件。
5．简述模具CAD/CAM系统中图形输入的目的与方法。
模具CAD/CAM系统图形输入的目的是要按一定的数据结构建立零件图形的几何模型，为系统的后续设计计算、模具图绘制及数控加工编程模块提供必要的信息。
图形输入方法有多种，大致可归纳为：专用绘图语言输入法、参数编码法、面素拼合法、交互输入法等。其中，交互输入法是通过在屏幕上交互作图，并由程序自动处理完成零件图形输入建立零件几何模型的一种方法，图形输入直观、便于适时修改、输入效率高，是一种常用的图形输入方法。

三、论述题（本大题共一小题，每题15分，共15分）
1、顶料杆合理布置须满足如下条件：（5分）
1°顶料杆的合力中心应尽可能地接近冲裁件的压力中心；
2°顶料杆应靠近冲裁件外轮廓边缘均匀布置；
3°在某些特殊部位须安放顶料杆；
4°顶料杆的数目和直径要适当。
对于条件3°，可通过人机交互确定。而对于4°，可由计算或经验确定。
根据条件1°，确定的目标函数为：

式中，X0、Y0为冲裁件压力中心坐标；n为顶料杆数目；xi、yi为第i根顶料杆的坐标。
根据条件2°，确定的目标函数为：

用建立评价函数的方法建立目标函数

式中，fj(X)为第j个单目标的函数值；m为目标数；λj为权系数。（6分）
约束条件的转化：（4分）
引用“可行性网格”的概念，将带约束的优化问题转化为无约束优化问题来处理。其方法和步骤是：
作冲裁件图形的外切矩形，并以顶料杆直径为边长在矩形内划分正方形网格。可行性网格用下式判断

式中，a为可行性网格；A为边界网格；B为外边界以外的网格；C为内边界以内的网格。