2025年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造實(shí)習(xí)考核試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪項(xiàng)不是CAD軟件中“參數(shù)化設(shè)計(jì)”的核心特征？A.尺寸驅(qū)動(dòng)模型修改B.特征樹記錄設(shè)計(jì)歷史C.支持非關(guān)聯(lián)幾何編輯D.基于約束的模型構(gòu)建2.在CAM加工中，“安全高度”通常設(shè)置在（）上方，以避免刀具與工件或夾具碰撞。A.工件最高點(diǎn)B.工件最低點(diǎn)C.機(jī)床工作臺(tái)面D.刀具初始位置3.數(shù)控加工中，G41指令表示（）。A.刀具半徑左補(bǔ)償B.刀具半徑右補(bǔ)償C.刀具長度正補(bǔ)償D.快速定位4.以下哪種文件格式是CAD軟件中常用的中立交換格式，支持三維模型的完整數(shù)據(jù)傳輸？A.DWGB.STLC.STEPD.DXF5.在SolidWorks中，繪制“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)”特征時(shí)，若旋轉(zhuǎn)軸未與輪廓共面，系統(tǒng)會(huì)提示（）。A.“輪廓不閉合”B.“旋轉(zhuǎn)軸無效”C.“未選擇旋轉(zhuǎn)方向”D.“需要基準(zhǔn)面”6.CAM編程中，“順銑”與“逆銑”的主要區(qū)別在于（）。A.刀具旋轉(zhuǎn)方向B.刀具與工件的相對運(yùn)動(dòng)方向C.切削深度D.進(jìn)給速度7.某零件圖紙標(biāo)注“Φ50H7/g6”，其中“g6”表示（）。A.孔的公差帶B.軸的公差帶C.表面粗糙度D.形位公差8.在Mastercam中生成“平面銑削”刀具路徑時(shí)，“切削方式”選擇“雙向”的主要目的是（）。A.減少空行程時(shí)間B.提高表面質(zhì)量C.降低切削力D.延長刀具壽命9.數(shù)控車床加工外圓時(shí)，若發(fā)現(xiàn)工件直徑尺寸逐漸變大，最可能的原因是（）。A.刀具磨損B.主軸轉(zhuǎn)速過高C.進(jìn)給速度過快D.切削液不足10.CAD軟件中“裝配體干涉檢查”功能的主要作用是（）。A.驗(yàn)證零件尺寸精度B.檢測零件間的空間沖突C.優(yōu)化裝配順序D.計(jì)算裝配體質(zhì)量11.以下哪種加工工藝適合使用“高速銑削”（HSM）？A.鑄鐵粗加工B.鋁合金薄壁件精加工C.模具深腔粗加工D.鋼件鉆孔12.在AutoCAD中，使用“圖案填充”命令時(shí)，若填充區(qū)域未閉合，系統(tǒng)會(huì)（）。A.自動(dòng)閉合缺口B.提示“未檢測到閉合區(qū)域”C.填充整個(gè)繪圖區(qū)域D.生成錯(cuò)誤日志13.CAM編程中，“殘余高度”參數(shù)主要影響（）。A.切削深度B.刀具路徑間距C.主軸轉(zhuǎn)速D.進(jìn)給速度14.數(shù)控加工中心的“換刀點(diǎn)”通常設(shè)置在（）。A.工件坐標(biāo)系原點(diǎn)B.機(jī)床參考點(diǎn)C.安全高度平面D.刀具初始位置15.以下哪項(xiàng)是“增材制造（3D打印）”與“減材制造（數(shù)控加工）”的本質(zhì)區(qū)別？A.加工精度B.材料利用率C.制造原理D.適用材料二、填空題（每空1分，共20分）1.CAD軟件中“草圖約束”包括幾何約束和________約束。2.數(shù)控代碼中，M03表示________，M08表示________。3.表面粗糙度符號“Ra3.2”中，“Ra”指________，“3.2”指________。4.在SolidWorks中，創(chuàng)建“掃描”特征需要________和________兩個(gè)要素。5.CAM編程時(shí)，“刀具半徑補(bǔ)償”分為________和________兩種類型。6.數(shù)控加工工藝中，“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”是指盡可能使用________作為定位基準(zhǔn)。7.某零件需加工Φ20H7的孔，推薦的加工路線為：鉆孔→________→________。8.在Mastercam中，“刀具路徑模擬”功能可驗(yàn)證________和________。9.公差配合中，“過盈配合”是指孔的尺寸________軸的尺寸。10.3D建模時(shí)，“抽殼”特征需指定________和________。三、操作題（每題15分，共30分）操作1：使用SolidWorks繪制如圖1所示的三維零件（單位：mm）（注：圖1為帶凸臺(tái)的階梯軸，具體參數(shù)：總長100mm，大端直徑Φ40mm（長30mm），小端直徑Φ25mm（長50mm），中間過渡段為R5mm圓角；左端有Φ12mm×20mm的盲孔，右端有M16×1.5的外螺紋（有效長度25mm）；頂部有一個(gè)Φ8mm×15mm的沉頭孔，沉頭直徑Φ15mm，深度5mm。）操作2：在Mastercam中為上述零件的Φ40mm外圓（大端）生成精加工刀具路徑（要求：使用Φ12mm立銑刀，刀具材料硬質(zhì)合金；切削參數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速2500r/min，進(jìn)給速度1200mm/min，切削深度0.5mm；安全高度50mm，下刀高度10mm；刀具路徑類型為“輪廓銑削”，順銑方式，補(bǔ)償方向左補(bǔ)償。）四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某公司需加工一批鋁合金薄壁箱體零件（壁厚2mm），材料為6061-T6，要求表面粗糙度Ra1.6，尺寸公差±0.1mm?，F(xiàn)有設(shè)備：三軸數(shù)控加工中心（主軸最高轉(zhuǎn)速12000r/min）、普通銑床、數(shù)控車床。請制定合理的加工工藝路線，并說明關(guān)鍵工藝要點(diǎn)（如裝夾方式、刀具選擇、切削參數(shù)）。2.數(shù)控加工中，某零件的孔加工后尺寸超差（實(shí)際尺寸比圖紙大0.08mm），經(jīng)檢查刀具尺寸正確，程序無誤。請分析可能的原因，并提出解決措施。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造實(shí)習(xí)考核答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.A3.A4.C5.B6.B7.B8.A9.A10.B11.B12.B13.B14.C15.C二、填空題1.尺寸2.主軸正轉(zhuǎn)；切削液開3.輪廓算術(shù)平均偏差；Ra的上限值為3.2μm4.輪廓（截面）；路徑5.左補(bǔ)償（G41）；右補(bǔ)償（G42）6.同一組基準(zhǔn)面7.擴(kuò)孔；鉸孔（或精鏜孔）8.刀具路徑正確性；是否存在碰撞9.小于10.壁厚；移除的面三、操作題操作1答案要點(diǎn)：（1）新建零件文件，選擇前視基準(zhǔn)面繪制草圖1：-繪制水平中心線，以原點(diǎn)為起點(diǎn)，繪制長度100mm的直線；-以中心線為對稱線，繪制大端Φ40mm（半徑20mm）、長度30mm的矩形，小端Φ25mm（半徑12.5mm）、長度50mm的矩形，中間用R5mm圓角過渡；-標(biāo)注尺寸并完全約束，退出草圖。（2）生成“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)”特征：-選擇草圖1，旋轉(zhuǎn)軸為中心線，旋轉(zhuǎn)角度360°，生成階梯軸主體。（3）繪制左端盲孔：-選擇左端面（Φ40mm端面）繪制草圖2：-以中心為圓心，繪制Φ12mm圓，標(biāo)注尺寸，退出草圖；-生成“拉伸切除”特征，深度20mm（盲孔）。（4）繪制右端外螺紋：-選擇右端面（Φ25mm端面）繪制草圖3：-以中心為圓心，繪制Φ14.7mm圓（M16×1.5螺紋小徑，計(jì)算公式：公稱直徑-1.0825×螺距=16-1.0825×1.5≈14.37mm，取14.7mm為簡化值）；-生成“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)”特征，長度25mm；-使用“螺紋裝飾線”功能，選擇外圓柱面，輸入?yún)?shù)M16×1.5，有效長度25mm。（5）繪制頂部沉頭孔：-選擇上視基準(zhǔn)面，通過“基準(zhǔn)面”功能創(chuàng)建與階梯軸頂部相切的基準(zhǔn)面；-在新基準(zhǔn)面繪制草圖4：-繪制Φ15mm圓（沉頭直徑）和Φ8mm同心圓（通孔直徑），標(biāo)注位置尺寸（需根據(jù)零件結(jié)構(gòu)確定沉頭孔中心到軸線的距離，假設(shè)為15mm）；-生成“拉伸切除”特征，沉頭深度5mm（從頂面到沉頭底部），通孔深度貫穿至階梯軸底部。操作2答案要點(diǎn)：（1）導(dǎo)入模型：將SolidWorks零件保存為STL或STEP格式，導(dǎo)入Mastercam。（2）設(shè)置加工環(huán)境：-選擇“2D銑削”模塊，定義工件坐標(biāo)系（G54），原點(diǎn)設(shè)置在階梯軸大端端面中心；-定義毛坯尺寸：長100mm，直徑Φ45mm（大于零件最大直徑Φ40mm）。（3）刀具設(shè)置：-選擇Φ12mm硬質(zhì)合金立銑刀，輸入刀具參數(shù)：直徑12mm，刃長30mm，刀柄直徑16mm，刀具號T01。（4）參數(shù)設(shè)置：-加工類型：輪廓銑削（Profile）；-切削方式：順銑（ClimbMilling）；-補(bǔ)償方向：左補(bǔ)償（LeftCompensation）；-安全高度（Clearance）：50mm，下刀高度（Retract）：10mm，進(jìn)刀/退刀方式：圓弧切線進(jìn)刀（避免垂直下刀）；-切削參數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速S=2500r/min，進(jìn)給速度F=1200mm/min，切削深度（Stepdown）：0.5mm（精加工單刀切削）。（5）選擇加工對象：-選取Φ40mm外圓的輪廓線（需在模型中提取邊界曲線），設(shè)置加工深度為大端長度30mm（Z方向從0到-30mm）。（6）生成刀具路徑并驗(yàn)證：-點(diǎn)擊“計(jì)算路徑”生成軌跡；-使用“實(shí)體模擬”功能檢查是否存在過切或碰撞；-后處理生成數(shù)控代碼（如FANUC系統(tǒng)），代碼示例：```%O0001G40G49G80G90T01M06G54G00X0Y0S2500M03G43H01Z50.0Z10.0G01Z-0.5F1200G41D01X20.0Y0G01Y30.0G03X20.0Y60.0R20.0（假設(shè)輪廓為圓形，實(shí)際需根據(jù)模型調(diào)整）G40G01X0Y0G00Z50.0M05M30%```四、綜合分析題1.加工工藝路線及關(guān)鍵要點(diǎn)：工藝路線：毛坯準(zhǔn)備（鋁合金板料）→粗銑外形（留0.5mm余量）→精銑底面（作為基準(zhǔn)）→粗銑內(nèi)腔（留0.3mm余量）→精銑內(nèi)腔及側(cè)壁（保證壁厚2mm）→鉆鉸定位孔→去毛刺→檢驗(yàn)。關(guān)鍵工藝要點(diǎn)：-裝夾方式：使用真空吸盤或?qū)Ｓ密涀A具，避免薄壁變形；底面用支撐塊均勻支撐，減少夾緊力。-刀具選擇：粗加工用Φ20mm硬質(zhì)合金立銑刀（大直徑減少切削力），精加工用Φ10mm球頭銑刀（減少側(cè)壁接刀痕）；刀具前角12°~15°，后角8°~10°，提高鋒利性。-切削參數(shù)：粗加工：轉(zhuǎn)速n=8000r/min（鋁合金允許高轉(zhuǎn)速），進(jìn)給f=1500mm/min，切深ap=2mm（分層切削）；精加工：轉(zhuǎn)速n=10000r/min，進(jìn)給f=1000mm/min，切深ap=0.3mm（小切深減少變形）。-冷卻潤滑：使用水性切削液，高壓噴射冷卻，避免熱變形；精加工時(shí)采用微量潤滑（MQL），減少切削液殘留對表面質(zhì)量的影響。-工藝策略：采用“對稱加工”，先銑削兩側(cè)壁再加工底部，平衡應(yīng)力；內(nèi)腔加工時(shí)使用“螺旋下刀”，避免垂直下刀引起的振動(dòng)。2.孔加工尺寸超差原因及解決措施：可能原因：-機(jī)床熱變形：長時(shí)間加工后，主軸或床身因溫升膨脹，導(dǎo)致刀具實(shí)際位置偏移。-刀具磨損：雖刀具尺寸初始正確，但加工多件后，刀具后刀面磨損（VB≥0.3mm），實(shí)際切削直徑增大。-工件裝夾松動(dòng)：夾緊力不足，加工時(shí)工件微小移位，導(dǎo)致孔位置或尺寸變化。-切削參數(shù)不當(dāng)：進(jìn)給速度過高或切削深度過大，引起刀具彈性變形（“讓刀”現(xiàn)象），但此處尺寸偏大，可能為“壓刀”現(xiàn)象（刀具剛性不足，受徑向力后偏移）。-測量誤差：測量工具未校準(zhǔn)（如千分尺零位偏移），或測量時(shí)用力過大導(dǎo)致工件變形。解決措施：-機(jī)床熱平衡：加工前空運(yùn)行30分鐘，使機(jī)床達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)；加工過程中間隔停