模具CADCAM课后习题答案(赵梅编著)(2015宁波中级工程师考试).pdf.pdf

第第1章 模具章 模具 CAD/CAM 基础基础一、思考题2.简述 CAD/CAE/CAM 硬件系统的组成。（P3P4）【答】（1）计算机主机（中央存储器、内存储器）；（2）外存储器（硬盘、光盘、软盘、磁带）；（3）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪等）；（4）输出设备（打印机、绘图仪、图形显示器）；（5）网络设备（网卡、传输介质、调制解调器）；（6）自动化生产设备（数控机床、机器人、自动测量装置等）。3.简述国内外常用的 CAD/CAE/CAM 软件的作用和应用领域。（P6P7）【答】（1）Pro/E（2）UG（3）CATIA作用：建模技术（实体模型、特征建模、装配建模、曲面建模）；工程图制作；模具设计；NC 数控加工；NC 数控加工；逆向工程；有限元分析；产品数据库管理。应用领域：航天、汽车及电子等行业。4.简述 CAD/CAE/CAM 的发展历程。（P7P9）【答】（1）CAD20 世纪 50 年代末 70 年代初，此阶段为初级阶段线框造型技术。20 世纪 70 年代初 80 年代初，此阶段是第一次CAD 技术革命曲面（表面）造型技术。20 世纪 80 年代初 90 年代中期，此阶段是第二次 CAD 技术革命实体造型阶段。20 世纪 80 年代中期 90 年代初期，此阶段是第三次 CAD 技术革命参数化技术。20 世纪 90 年代初 至今，此阶段是第四次 CAD 技术革命变量化技术。该阶段出现了许多成熟的 CAD/CAE/CAM 集成化的商业软件，如符合建模技术的 UG 等。（2）CAE20 世纪 6070 年代，探索阶段，主要针对结构问题发展，解决航空航天中的结构强度、刚度以及模拟实验和分析。20 世纪 7080 年代，蓬勃发展阶段，分析技术在结构和场分析领域获得了很大的成功。30 世纪 90 年代 至今 逐渐成熟壮大，CAE 与通用 CAD 软件集成，自动生成有限元网格并进行计算或进行结构动力学、运动学等方面的计算，极大提高设计水平和效率。（3）CAM1952 年美国麻省理工学院首次示值成功了数控铣床，通过数控程序对零件进行加工，随后 MIT 研发了自动编程语言（APT），标志着 CAM 技术的开端。1962 年，研制成功世界第一台机器人，实现物料搬运自动化；1965 年产生了计算机数控机床 CNC 系统；1966 年出现 DNC 系统和集中控制的自动化制造系统。20 世纪 80 年代，CAD 与 CAM 想结合，行程了 CAD/CAM 集成技术，导致了新的理论、新算法的大量涌现。80 年代后期，CIMS、CE、AM、VM 等先进的制造模式将 CAM 技术推向了更高的层次。5.列举出 58 中模具加工的机床。（P11P13）【答】（1）车床（2）铣床（3）磨床（4）电火花机床（5）线切割机床（6）注塑机 6.简述模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展趋势。（P14P15）【答】（1）集成化（2）网络化（3）智能化（4）标准化以下为自己编写的简答题以下为自己编写的简答题7.计算机硬件配置按其规模和功能划分，有哪几种基本系统。（P3）【答】（1）主机系统（2）小型成套系统（3）分布式工作站系统（4）微型机（PC）系统8.CAD/CAE/CAM 技术在模具设计中的发展方向。（P1617）【答】（1）逐步提高 CAD/CAE 系统的智能化程度。（2）研究模具的运动仿真技术。（3）协同创新设计将成为模具设计的主要方向。（4）模具 CAD/CAE 集成化系统深入发展。（5）模具 CAD/CAE 技术应用的 ASP（应用服务提供商）模式将成为发展方向。9.CAE 技术在模具结构分析中的作用。（P10P11）【答】（1）强度和刚度分析。（2）抗冲击试验模拟。（3）跌落试验模拟。（4）散热试验模拟。（5）疲劳和蠕变分析。10.我国模具工业的发展趋势。（P15）【答】（1）模具日趋大型化。（2）精度愈来愈高。（3）多功能模具进一步发展。（4）热流道模具在塑料模中的比重逐步提高。（5）标准机的应用日益广泛。（6）快速经济模具的前景十分广泛。（7）压铸模比例不断提高。（8）技术含量不断提高。11.我国今后需大力发展得模具产品有哪些。（P15P16）【答】（1）汽车覆盖件模具。（2）精密冲压模具。（3）大型塑料模具。（4）精密塑料模具。（5）大型薄壁精密模具和镁合金压铸模具。（6）子午线橡胶轮胎模具（活络模）。（7）新型快速经济模具。（8）多功能复合模具。（9）模具标准机（模架、导向件、推管推杆、弹性元件、热流道元件）。12.今后发展模具工业需要提高哪些关键技术。（P16）【答】（1）已信息技术（计算机、网络通讯、软件技术）带动和提升模具制造技术。（2）模具设计技术（CAD/CAE/CAM 一体化技术）。（3）模具加工技术（CAM）、高速铣削技术（HSM）。（4）快速原型制造技术、激光加工技术、直接金属成型技术。（5）信息化技术、逆向工程、并行工程、敏捷制造等技术，先进的精密测量技术。（6）高性能、高品质的新型模具材料及制造工艺。（7）模具热流道技术、新型模具标准件。（8）先进的模具修复和抛光技术。（9）模具制造的现代化管理技术。第第 2 章章 CAD/CAM 技术基础技术基础1.三维几何建模系统可以分为几种不同层次的建模类型？其特点分别是什么？（P18P20）【答】可以分为：线框建模、曲面建模、实体建模。（1）线框建模的特点：通过点、直线、圆弧等基本图形元素组成的框架，来描述具有例题形状的几何图形。结构简单，易于理解，数据存储量少，操作灵活，反应速度快，是进一步进行曲面建模和实体建模的基础。（2）曲面建模的特点：在线框建模的数据基础上，增加可形成立体面的相关数据。曲面模型可以为其他应用场合继续提供数据。曲面建模技术为逆向工程的 CAD 建模提供了基础。（3）实体建模的特点：实体模型具有体积，可以用一个确切的数字表示密度。因而可以具有质量和惯量。实体模型最有用的是它具有真实性，能够明确地表示真实物体。2.试就计算机内部表示三维实体模型的方法常见的几种模式做简单介绍。（P2024）【答】（1）边界表示法（BReps）基本设想是把物体定义为封闭的边界表面围城的有限空间，于是一个形体就可通过它的边界，即面的子集来表示。每个面又通过边，边通过点来表示。边际表示法详细记录了构成几何形体的所有几何、拓扑信息，其模型中的数据结构呈现网状关系。边界表示法的优点在于含有较多的面、边、点及其相互关系的信息。这些心底对于工程图绘制及图形显示都十分重要，并且易于同二维绘图软件衔接及曲面建模软件联合使用。此外，这种方法便于通过人机交互方式对模型进行局部修改。（2）构造立体几何法（ConstructiveSolidGeometry,CSG）CSG 是指，在计算机内部不通过边界平面和边界线来表示，二十通过一些基本体素及它们的几何逻辑运算（如交集、并集、差集）表示，即通过三种形式的布尔运算生成新的几何形体。（3）混合模式它是在一个系统采用了不同形式的表达方法，如 CSG 与 BReps的混合使用。（4）空间单元表示法空间单元表示法是通过一系列空间单元构成的图形来表示物体的一种方法。这些单元都是具有一定大小的立方体。在计算机内部主要通过定义各单元的位置时被占有还是没有被占有来表达物体。空间单元模型的计算机内部表示常用四叉树和八叉树结构。（5）半空间法该方法是在 CSG 模式基础上引进的。空间被分成两半，一半是有意义的，即具有物质的。利用半空间的概念很容易将 CSG 模型中的物体继续分割。3.CSG 法与 BReps 法各有何优缺点。（P22）【答】5.计算机辅助数控编程技术的发展大概经历了几个阶段？【答】（1）数控语言自动编程（APT）20 世纪 50 年代，MIT 设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制的语言，成为 APT。采用 APT 语言编制的数控程序具有程序简练、走到控制灵活等缺点。APT 的不足：难以描述复杂的几何形状，确定法几何直观性；难以实现高度的自动化、集成化。（2）图形自动编程系统针对 APT 的缺点，70 年代微处理机问世后，图形自动编程系统进入使用阶段，将编程语言中的大量信息变成了现实屏幕上的直观图形，成为人机对话式的程序编制工作。（3）CAD/CAM 集成数控编程系统随着 CAD/CAM 一体化的发展，逐渐形成了计算机集成制造系统（CIMS）及并行工程（CE）的概念，为了适应着两者的发展需要，数控编程系统朝着集成化和智能化方向发展。6.数控铣削常用的刀具有哪些？加工参数包括哪些内容？（P35P36）【答】常用刀具有：平刀、圆鼻刀（飞刀）、球刀。加工参数有：切削速度、进给量、背吃刀量、切削速度。7.零件图样分析包括哪些内容？（P3637）【答】（1）检查构成加工轮廓的几何条件有无缺陷。（2）分析尺寸公差、表面粗糙度要求。（3）形状和位置公差要求。8.数控编程的典型流程是什么？（P3637）【答】（1）分析零件图样和工艺要求。（2）自动编程。（3）编写加工程序单。（4）程序检验。（5）传输 NC 程序到机床加工。*以下为自己编写的简答题以下为自己编写的简答题9.对特征建模技术进行简单介绍。（P25）【答】特征建模技术包含了更多的工程信息和数据，这种实体被称为特征。特征，除了包含零件的几何拓扑信息外，还包含了设计制造过程所需要的一切非几何信息，如材料信息、尺寸，形状公差信息、热处理及表面粗糙度信息和刀具信息等。特征就是一个包含工程含义或意义的几何原型外形。特征在此已不是普通的体素，而是一种封装了各种属性和功能的元素。10.广义 CAM 与侠义 CAM。（P27）【答】广义的 CAM 是指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制造过程，包括工艺过程设计、工装设计、NC 自动编程、生产作业计划、生成控制、质量控制等；侠义的 CAM 仅指计算机辅助制造部分，即数控加工（NC）。它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。第第 3 章章 冲压磨具冲压磨具1.简述冲压工序的分类。（P42P44）【答】冲压工艺分为分离工序和成形工序。（1）分离工序包括：落料、冲孔、切断（剪切）、修边（切边）、剖切、切口。（2）成形工序包括：弯曲（压弯）、辊弯、卷弯、辊形（纵向辊弯）、拉弯、扭曲、拉深、翻边、缩口、胀形、整形、旋压。2.试说明冲裁变形过程的 3 个阶段。（P47）【答】3.冲裁件断面存在哪 4 个特之区？各有什么特点？（P49）【答】4.生产实际中如何选择合理的冲裁间隙？（P49P52）【答】生产实际中，一般是以观察冲裁件断面状况来判定冲裁间隙是否合理，即塌角带和断裂带小、光亮带能占整个断面的 1/3 左右，不出现二次光亮带、毛刺高度合理，得到这种断面状况的冲裁间隙就是在合理的范围内。确定合理冲裁间隙的方法主要有：理论计算法、查表法、经验记忆法。5.普通冲裁应满足哪几个方面的结构工艺性要求？（P62P64）【答】（1）应尽量避免应力集中的结构。（2）冲裁件应避免有过长的悬臂和窄槽。（3）因受凸模刚度的限制，冲裁件的孔径不宜太小。（4）冲裁件上孔与孔、孔与边之间的距离不宜过小。（5）在弯曲件或拉深件上冲孔时，为避免凸模受水平推力而折断，孔壁与制件之间应保持一定距离，使0.5LRt。6.弯曲件的工艺性分析通常考虑那几个方面？（P76P78）【答】（1）弯曲半径弯曲件的半径不宜过大或过小。过大因受回弹影响，弯曲件的精度不易保证；过小则会产生弯裂。（2）直边高度弯曲件的直边高度不宜过小。直边过小时，弯曲成形时在模具上的支持长度会过小，不易形成足够的弯矩，很难得到精确形状的之间。（3）孔边距离过边过小，使其位于弯曲变形区内，则在弯曲变形时孔的形状会发生畸变。（4）部分边缘弯曲当局部弯曲某一段边缘时，为防止在交接处由于应力集中而产生撕裂，可预先冲裁卸荷孔或切槽，也可以将弯曲线移动一段距离，以离开尺寸突变处。（5）弯曲线与板材轧制方向弯曲线与板材轧制方向垂直时，弯曲件的公益性最好，故尽可能避免弯曲线与板材轧制方向平行。（6）弯曲件的尺寸精度弯曲件尺寸公差最好取较高精度值，相应角度公差最好大于0.5，否则应增加整形工序或其他工艺措施。7.根据应力应变状态的不同，拉深毛坯划分为哪 5 个区域？拉深变形主要在哪个区域完成？（百度文库）【答】（1）平面凸缘区拉深的主要变形区，在厚度方向承受亚应力，一般材料在切向压缩径向伸长同时，厚度有所增厚，当拉深程度比较大，拌料又比较薄时，坯料凸缘部分在切向压应力作用下有可能失稳拱起，形成起皱。（2）凸缘圆角部分径向手拉应力伸长，切向受压应力压缩，厚度方向受凹模圆角的压力和弯曲作用。压力和弯曲作用。（3）筒壁部分属于已成形区，材料不会发生大的变形，可能会发生少量纵向伸长变形和厚度减小（4）底部圆角区承受径向拉应力和切向拉应力作用，并受凸模圆角压力和弯曲作用，材料变薄最严重，此处容易出现拉裂。（5）筒底受平面拉应力作用，双向拉伸变形，厚度有所减薄，但由于这一区域受到与凸模接触面摩擦力的作用，基本上不产生塑性变形或不大的塑性变形。8.简述冲模 CAD/CAM 系统的功能。（P8586）【答】（1）图形处理功能即冲压制件、冲模零件等的二维图形、三维图形的输入与输出、转换、存储于控制。（2）冲压工艺的分析计算包括冲压的工序设计、能力计算、搭边、排样等。系统具有用有限元法对制件及模具结构的静动态特性、强度、振动、变形、金属流动特性等进行分析的能力。（3）冲压零件的加工工艺及 NC 程序自动编制系统应具有三、四、五坐标机床加工模具零件的能力，并能在图形显示终端上识别、校核刀具轨迹和刀具干涉，以及对加工过程的模拟进行仿真。（4）存储冲模技术资料及设计知识的数据库。系统应具有统一处理和管理设计、制造及生产计划等全部信息（包括相应软件）的能力。*以下为自己编写的简答题以下为自己编写的简答题9.排样方法的原则。（P59）【答】（1）尽量减少废料面积。（2）考虑提高材料利用率的同时，使模具结构简单、模具寿命高、操作方便安全。（3）不影响之间使用性能的前提下，可适当修改冲裁件尺寸和形状，以提高材料的利用率，同时使模具结构简单，操作方便安全。10.采用级进冲裁和单工序冲裁时，确定工序顺序的原则有哪些？（P67）【答】（1）采用导正销定距级进冲裁时，一般先冲孔后落料；（2）采用侧刃定距级进冲裁时，侧刃采编工序一般暗拍在前，与首次冲孔同时进行。（3）采用搭边派样级进冲裁（冲废级进）时，一般也是侧刃裁边安排在前，制件形状按照由里到外的顺序冲裁，最后切断，将制件分离成形。（4）多工序冲裁用单工序冲裁时，应先将制件与毛坯分离，然后以外轮廓定位进行其他冲裁。注意后续冲裁工序定位基准要一直，以避免定位误差与尺寸链换算。对于大小不同、相距较劲的孔，为减少孔的变形，应先冲大孔，后冲小孔。11.拉深工序安排的一般规则。（P85）【答】（1）先行工序不妨碍后续工序的完成。（2）每道拉深工序的最大变形程度不能超过其极限值。（3）已成形部分和待成形部分之间不应再发生材料的转移。（4）大批量生产中，若模具壁厚强度允许，应采用落料拉深符合工艺。（5）凸缘部分测侧壁部分的孔、槽均在拉深工序先完成后在冲出，修边工序一边安排在最后，并常与冲孔符合进行。（6）当拉深件的尺寸精度要求较高或有小的圆角半径时，应增加整形工序。（7）复杂形状的制件，一般先内后外的顺序。（8）多次拉深中，加工硬化严重的材料，必须安排中间退火。12.冲模制造领域数控编程的内容与步骤（冲模 CAM，P88）【答】（1）分析冲模零件图样，进行加工工艺处理。（2）数学处理，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据。（3）编制零件加工工序，制备控制介质（磁盘或网络传输）。（4）小何程序及首件试切。13.CAM 系统的 5 个模块。（P88）【答】（1）交互工艺参数输入模块；（2）刀具轨迹生成模块；（3）刀具轨迹编辑模块；（4）三维加工动态仿真模块；（5）后置处理模块。第第 4 章章 注塑模具设计注塑模具设计1.简述塑料制品到模具设计制造的流程。（P108）【答】（1）市场调研（2）方案设计（3）技术设计（4）制造设计2.注塑模具按其结构特征大致可分为几种？（P115）【答】（1）单分型面（2）多分型面（3）热流道（4）斜导柱侧向抽芯（5）斜销内抽芯3.一套模架主要由哪几部分组成？（P113）【答】模架是将各结构件组成整体的连接系统，包括：（1）定模座板（2）定模板（3）动模板（4）动模板导柱（5）导套等。4.选择分型面时应遵循什么原则？（P128）【答】（1）分型面应选择在塑料外形最大轮廓处。（2）选择分型面时应尽量减小塑料在分型面上的投影面积，以减小所需的锁模力。（3）有利于塑料的脱模，确保在开模时使塑料留在动模一侧。（4）分型面的位置要有利于模具的排气及浇注系统的布置。（5）应保证塑料的同轴度。（6）便于模具的加工，特别是型芯的加工。（7）分型面的选择要满足塑料的使用要求，要考虑飞边在塑料上的位置，尤其对外观有明确要求的塑料，更应注意分型面对外观的影响。（8）应尽量减少抽芯机构，降低模具的复杂系数。（9）有侧凹或侧孔时要尽量使侧抽距离最小。避免长抽芯，抽芯要放在动模开模的方向。5.多型腔的排位应注意什么？（P126）【答】（1）尽可能采用平衡式排位，确保均衡进料和同时充满型腔。（2）圆形排位所占的模板尺寸较大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工麻烦，常用 H 型排位和直线排位。（3）尽量使模具型腔排位紧凑，以便缩小模具的外形尺寸，减轻模具重量。（4）型腔排位和浇口开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料现象。（5）力求塑料中心与模具中心距离为整数，以利于制造（6）避免塑料排位时型芯和型腔方位颠倒。6.浇注系统设计时应遵循哪些原则？（P130）【答】（1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性，包括塑料的温度和剪切速度；（2）采用尽量短的流程，以减小热量和压力的损失，缩短成型周期，提高成型效果，减少塑料用量。（3）应有利于排气，保证流体流动顺利，快而不紊乱。（4）防止型芯、塑料变形和嵌件位移，避免塑流正面冲击小直径型芯或脆弱的金属镶件，以及防止浇口处由于过大的收缩应力而造成塑料变形。（5）便于修正浇口以保证塑件的外观（6）一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模腔内，应结合型腔的布局同时考虑。（7）进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。7.浇口有哪几种类型？浇口位置的设计原则是什么？（P134P135）【答】浇口类型：直接式浇口、侧浇口、点浇口、潜伏浇口。浇口位置的设计原则是：（1）浇口位置应设置在制品上最易清除的部位，同时尽可能不影响制品的外观和功能。（2）尽量选择在分型面上，以便于模具加工及浇口的清理。（3）浇口位置距型腔各个部位的距离尽量一致。（4）浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、厚壁的部位，以保证充满的顺利和完全。（5）避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件，产生变形错位或弯曲。（6）尽量避免使制品熔接痕，或使熔痕出现在制品的重要部位。（7）应使塑料在流入型腔时，能沿着平行型腔方向均匀流入，并有利于型腔内气体的排除。（8）其位置应选在使塑料冲模流程最短处，以减小压力损失，有利于模具排气。（9）大型或扁平制品建议采用多点进浇，可防止制品翘曲变形和缺料。（10）浇口尺寸由制品大小几何形状结构和塑料种类决定，可先取小尺寸再根据试模状况进行修正。（11）一模多穴时，相同的制品采用对称进浇方式，不同制品在同一模具中成形时有限将最大制品放在靠近主流道位置。（12）在浇口附近的冷料穴尽头，设置拉料杆以利于浇道脱模。第第 5 章章 AutoCAD 的应用的应用1.文件的基本操作包括哪几种？各种操作的方式有哪些？（P160162）【答】文件的基本操作包括：（1）创建新文件（2）打开文件（3）保存文件各种操作的方式都有以下几种：（1）菜单命令（2）标准工具栏（3）快速访问工具栏（4）命令行2.三键鼠标的各键有什么功能？分别加以说明？（P162P163）【答】（1）左键：选择对象、定位。（2）右键：主要用于打开快捷菜单。（3）3.AutoCAD 2009 命令的调用方式常用的有几种？分别说明怎样调用？（P163）【答】（1）键盘（2）下拉菜单（3）工具条按钮（4）【功能区】选项板按钮（5）快捷菜单4.数据的输入方式常用的有几种？坐标值的输入方式有哪些？（P163P165）【答】数据的输入方式常用的有：鼠标和键盘。坐标值的输入方式有：坐标值键盘输入、鼠标指定点、扑捉特殊点。5.常用的控制视图的显示方式有哪些？怎样执行其命令？（P165168）【答】（1）实时缩放（2）窗口缩放（3）比例缩放（4）全部缩放（5）恢复上一视图（6）图形的平移（7）鸟瞰视图（8）图形的重画和重生成6.矩形阵列和环形阵列对话框怎样设置？（自己编写）【答】矩形阵列：（1）选择要阵列的对象。（2）分别输入“行”和列的“列”的数目。（3）分别输入“行偏移”和“列偏移”的值。（4）如果有角度偏移，在“阵列角度”输入角度值。环形阵列：（1）选择要阵列对象。（2）输入环形阵列的中心点，也可以在视图中选取。（3）选取“环形阵列的方法”，共有三种：项目总数和填充角度、项目总数和项目总角度、填充角度和项目间的角度。（4）根据步骤（3）的方法，相应输入“项目总数”、“填充角度”或“项目间角度”的值（3 个只有 2 个可输入数字）。7.怎样创建表面粗糙度、基准符合等图块？属性怎样建立？（自己编写）【答】（1）在 1x1 的正方形中，绘制表面粗糙度符号。（2）下拉菜单中，依次单击“绘图”“块”“定义属性”，打开“定义属性”对话框。（3）在“属性”区域中的“标记”、“提示”、“值”各栏中，分别在对应的栏目中输入“表面粗糙度的值”、“粗糙度”“12.5”等内容；在文字区域的高度输入“0.5”；在“文字选项”区域“对正”的下拉框，选中“调整”。（4）单击确定按钮，根据提示，制定文字基线的第 1 个点和第 2 个点。（5）单击“创建块”按钮，打开“块定义”对话框，输入块名“表面粗糙度”，选择前四步建立的对象（共 4 个）。（6）单击按钮“拾取点”，选择三角形的下部顶点为表面粗糙度符号的插入点，单击确定按钮，完成表面粗糙度块的的制作。