CADCAM技术及应用12.docx
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CADCAM技术及应用12
中南大学网络教育课程考试
《CAD／CAM技术及应用》答卷
本人承诺：
本试卷确为本人独立完成，若有违反愿意接受处理。
签名：
______________
学号：
____________________专业：
__________________学习中心：
_________________
题号
一
二
三
四
总分（百分制）
评阅人签字
成绩
一、产品数据管理（PDM）是以产品数据的管理为核心，通过计算机网络和数据库技术把企业生产过程中所有与产品相关的信息和过程进行集成管理的技术。
（1）简述PDM系统的主要功能及其体系结构（可画简图说明）。
（10分）
答：
主要功能：
电子仓库与文档管理、新产品配置管理、工作流程管理、分类与检索及项目管理。
体系结构：
（2）指出几种基于PDM的CAD/CAM系统集成模式，并分析各自的特点。
（10分）
答：
1、封装模式。
“封装”意味着操作可见而将数据与操作的实现都是隐藏在对象中，即把对象的属性和操作方法同时封装在定义对象中，用操作集来描述可见的模块外部接口，用户“看不到”对象的内部结构和对象的操作方法，但可以通过调用操作即程序部分来使用对象，充分体现了信息隐蔽原则。
封装系统可以满足以文件形式生成的所有数据的应用系统的需求，但不允许PDM系统管理文件内部的数据，像特征、参数和装配数据等。
2、接口模式。
可以把PDM看作是面向多种CAD软件的通用管理环境，采用标准数据接口建立PDM的产品配置与多种CAD软件的装配结构之间的联系，在同一PDM的管理下，使多种CAD软件共享同一新产品结构。
接口是比封装更加紧密的集成，自动化的程度更高，不需用户参与，PDM和CAD就能交换文件内部的数据。
在CAD菜单中具有某些PDM功能，在PDM菜单中也具有某些CAD功能，像零部件号和材料信息等CAD数据可以单向传送到PDM上。
3、集成模式。
在集成模式中，PDM对所有类型的信息都提供了全自动的双向相关交换，这些信息包括产品数据、特征数据和面向应用的数据。
在CAD上能使用所有的PDM相关功能，使用户在前后一致的环境里工作。
集成模式的实施要花费很长的时间，要与各分系统的系统经销商紧密配合，要掌握有关这两种数据结构方面的详尽知识，还要投入大量精力云开发用户界面。
二、概述虚拟制造系统的基本构成及实施虚拟制造的关键技术。
并以你所熟悉的某种机械产品为例，分析该对产品实施虚拟制造的可行性。
（20分）
答：
虚拟制造系统的基本构成：
1、虚拟开发平台。
该平台支持产品的并行设计、工艺规划、加工、装配及维修等过程，进行可加工性分析（包括性能分析、费用估计、工时估计等）和可装配性分析。
它是以全信息模型为基础的众多仿真分析软件的集成。
2、虚拟生产平台。
该平台支持生产环境的布局设计及设备集成、产品远程虚拟测试、企业生产计划及调度的优化，进行可生产性分析。
3、虚拟企业平台。
被预言为21世纪制造模式的敏捷制造，利用虚拟企业的形式以实现劳动力、资源、资本、技术、管理和信息等等的最优配置，这就给企业的运行带来了一系列新的技术要求。
虚拟企业平台为敏捷制造提供这种可合作性分析支持。
4、基于PDM的虚拟制造集成平台。
虚拟制造平台就具有统一的框架、统一的数据模型，并具有开放的体系结构。
实施虚拟制造的关键技术
1、计算机及虚拟现实技术。
包括：
人机接口、软件技术、虚拟现实计算平台。
2、虚拟制造应用关键技术。
包括：
建模、仿真、可制造性评价。
以机床为例
1、虚拟设计。
产品的外观装饰、色彩搭配。
2、虚拟装配。
主要包括以下几个内容：
装配过程仿真，公差分析，装配工艺规划。
3、虚拟加工。
主要功能模块有：
CAD接口模块，NC代码翻译模块，毛坯准备模块，机床配置模块，碰撞干涉检验模块，材料切除仿真模块。
三、某零件的三维图如下所示（从清晰性考虑，给出了两种三维图，尺寸自定）。
（1）分析指出该零件由哪些形状特征组成（绘简图说明）。
（10分）
（2）简述用UG实现下图所示零件三维造型的步骤（分步骤进行文字说明,并配适当的简图说明）。
（10分）
答：
1、该模型由以下特征部件组成：
长方体、小长文体、拉伸体、大圆柱体、小圆柱体、大孔、小孔、小圆柱孔、倒角、倒圆角。
2、a、对称拉伸一圆柱体，如图：
b、拉伸另一圆柱体，如图：
c、拉伸一长文体，如图：
d、拉伸曲面特征，如图：
e、创建加强筋特征，如图：
f、创建孔，如图：
g、创建小孔，如图：
h、倒圆角，如图：
i、孔口倒角，完成三维建模，如图：
四、采用立式数控铣床在一长方形工件毛坯上铣削如下图所示凸台（尺寸自定），使用Φ16mm球头铣刀进行加工，工件材料为铸铁。
如采用UG软件进行数控加工编程，简要说明在UG软件环境下编制该凸台数控加工程序的步骤（分步骤进行文字表述，并配适当的简图说明）。
（20分）
答：
1、在建模环境中建立零件三维模型。
2、创建毛坯三维模型，如图：
3、在创建几何体中创建铣削几何体和设定工作坐标系，如下图：
4、创建刀具，设置圆头铣刀直径16MM，及相关尺寸，如图：
5、创建操作，完成在UG中的编程，可进行2D仿真，以确认刀轨的无误。
确认后，可查看铣完成后输出，进行后置处理，可得到三坐标数控车床的G代码，从而输入机床。
五、下图所示棘轮机构由棘轮（零件1）、棘爪（零件2）、棘轮轴（零件3）、棘爪轴（零件4）和底板（零件5）五个零件组成。
在UG中已完成五个零件的三维建模，如需继续在UG中对其进行装配建模，得到如下图所示的三维装配模型，试给出建立该棘轮机构三维装配模型的主要步骤（分步骤进行文字说明，并配适当的简图说明）。
（20分）
1、先在UG中完成棘轮（零件1）、棘爪（零件2）、棘轮轴（零件3）、棘爪轴（零件4）和底板（零件5）五个零件的三维建模。
2、新建装配模块，导入底板（零件5），按缺省状态自由装配，如图：
3、导入棘轮轴（零件3），选择轴对齐，面贴合，装配棘轮轴（零件3），如图：
4、导入棘轮轴（零件3），选择轴对齐，面贴合，装配棘轮轴（零件3），如图：
3
1
5、导入棘轮（零件1）,将该零件定义为销钉，装配棘轮轴（零件3），如图：
6、导入棘爪（零件2）,将该零件定义为销钉，装配棘爪（零件2），如图，完成。
六、轴径尺寸范围、键及键槽相关尺寸如下表所示。
如以数组方式存储该表，采用计算机编程语言（如C、Basic）编写一段程序，实现如下功能：
数表的定义和初始化，轴径实际尺寸的交互输入，键及键槽相关尺寸的查找，查找结果的打印输出（要求给出程序流程图和程序源代码）。
（20分）
VB源代码：
Dimdasdouble,Dl（6）asdouble,B（5）asdouble,H（5）asdouble,T（5）asdouble,T1（5）asdouble
D1（0）=44:
d1
（1）=50:
d1
（2）=58:
d1（3）=65:
d1（4）=75:
d1（5）=85:
d1（6）=95
B（0）=14:
B
（1）=16:
B
（2）=18:
B（3）=20:
B（4）=22:
B（5）=25
H（0）=9:
H
（1）=10:
H
（2）=11:
H（3）=12:
H（4）=14:
H（5）=14
T（0）=5.5:
T
（1）=6:
T
（2）=7:
T（3）=7.5:
T（4）=9:
T（5）=9
T1（0）=3.8:
T1
（1）=4.3:
T1
（2）=4.4:
T1（3）=4.9:
T1（4）=5.4:
T1（5）=5.4
Do
D=Val（inputbox（“请输入轴径的D：
”,“轴径选择”））
Fori=0to5
IfD>D1（i）AndD<=D1（i+1）
Thendebug.print“轴径D=”&D&”,键宽B=”&B&”,键高H=”&H&”,轴T=”&T&”,轮毂T1=”&T1&””
Exitdo
Endif
Nexti
Debug.pint”直径D超出选择范围，请重新输入D”
LoopWhilei>5
EndSub
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