上海市高等教育自學考試數控技術應用專業（專科）（A080744）數控加工編程與操作（04118）自學考試大綱

上海電機學院高等教育自學考試辦公室編

上海市高等教育自學考試委員會組編

2013年3月版

 

自考用書：《數控機床加工程序編制》：顧京主編，機械工業出版社，2011年6月第4版。

I、課程性質及其設置的目的和要求

㈠本課程的性質與設置的目的

《數控加工編程與操作》是上海市高等教育自學考試數控技術應用專業（專科）必考的課程，是為培養和檢驗自學應考者掌握數控機床加工程序編制的基本原理及各類常用數控機床加工程序的基本編程方法，強調理論聯系實際，全面培養技術應用型人才而設置的一門專業技術課程。

㈡本課程的基本要求

《數控加工編程與操作》這門課程的基本要求是：系統地、完整地、簡明地向自學應考者傳授數控機床加工程序編制的基礎知識；數控機床常用編程指令；數控編程中的數學處理；數控車床的編程方法；數控銑床的編程方法；加工中心的編程方法，幫助他們理解和掌握數控機床編程和操作的基本方法，同時也為他們進一步學習數控機床的故障診斷和維護維修、普通機床的數控化改造、數控機床設計等等打下扎實的基礎。

㈢與相關課程的聯系

數控加工編程與操作的先修課程是：《機械制圖與計算機繪圖》、《公差配合與技術測量》、《機械工程基礎》、《機械原理及機械零件》、《金屬切削機床概論》、《數控機床》。

數控加工編程與操作的后繼課程是《數控機床維修與維護》、《計算機輔助制造》。

II、課程內容與考核目標

第一章數控機床加工程序編制的基礎

一、學習目的和要求

通過本章的學習，了解數控機床程序編制的基本概念；掌握數控機床的坐標系、數控編程的格式、數控編程的工藝方法。

二、課程內容

第一節數控程序編制的概念

㈠數控程序編制的定義和方法

程序編制的定義。數控機床程序編制的具體步驟與要求。常用控制介質。程序檢驗方法。數控機床程序編制的方法。

㈡字符與代碼

ISO代碼。EIA代碼。

㈢字與字的功能類別

順序號字。準備功能字。尺寸字。進給功能字。主軸轉速功能字。刀具功能字。輔助功能字。

㈣程序段格式

程序段格式。加工程序的一般格式。

第二節數控機床的坐標系

㈠坐標系及運動方向

坐標系的命名原則。Z坐標指定。X坐標指定。Y坐標指定。旋轉坐標。附加坐標。數控機床的坐標簡圖。

㈡坐標系的原點

機床原點。編程原點。加工原點。

㈢絕對坐標系和增量坐標系

絕對坐標系。增量坐標系

第三節數控加工的工藝設計

㈠數控加工工藝內容的選擇

選擇方法。不適合數控加工的內容。

㈡數控加工工藝性分析

尺寸標注應符合數控加工的特點。幾何要素的條件應完整、準確。定位基準可靠。

㈢數控加工工藝路線的設計

工序的劃分。順序的安排。數控加工工藝與普通工序的銜接。

㈣數控加工工序的設計

確定走刀路線和安排工步順序。定位基準與夾緊方案的確定。夾具的選擇。刀具的選擇。確定刀具與工件的相對位置。確定加工用量。

㈤數控加工專用技術文件的編寫

數控加工工序卡。數控加工走刀路線圖。編寫要求。

三、考核知識點

㈠數控編程的基本概念

㈡數控程序格式、程序段格式、程序字。

㈢數控機床的坐標系

㈣數控加工工藝基礎

四、考核要求

㈠數控編程的基本概念

1、識記：⑴編程的定義；⑵編程的步驟；⑶常用控制介質；⑷程序檢驗的方法；⑸編程的方法。

㈡數控程序格式、程序段格式、程序字。

1、識記：⑴數控程序格式；⑵程序段的格式與特點；⑶程序字功能含義。

2、領會：⑴各程序字的使用特點。

㈢數控機床的坐標系

1、識記：⑴坐標系命名原則；⑵坐標軸指定；⑶坐標軸方向；⑷旋轉坐標；⑸附加坐標。

2、領會：⑴機床坐標系、加工坐標系、編程坐標系及其相互關系；⑵絕對坐標系、增量坐標系。

㈣數控加工工藝基礎

1、識記：⑴數控加工工藝內容選擇；⑵數控加工工藝性分析；⑶數控加工工藝路線的設計；⑷數控加工專用技術文件及其作用。

2、領會：⑴數控加工工序的設計。

第二章常用編程指令及數學處理

一、學習目的和要求

通過本章學習，了解數控編程的數學處理方法。掌握數控機床的常用編程指令的格式及使用特點。

二、課程內容

第一節常用M指令

㈠程序停止——M00

㈡選擇停止——M01

㈢程序結束——M02

㈣主軸正轉、反轉、停止——M03、M04、M05

㈤換刀——M06

㈥切削液開關——M07、M08、M09

㈦程序停止并把光標返回到起始位置——M30

第二節常用G指令

㈠絕對尺寸與增量尺寸指令——G90、G91

㈡坐標系設定——G50、G92

㈢坐標偏置與取消——G53~G59

㈣坐標平面選擇指令——G17、G18、G19

㈤快速點定位指令——G00

㈥直線插補指令——G01

㈦圓弧插補指令——G02、G03

㈧刀具半徑補償指令——G40、G41、G42

㈨刀具長度補償指令——G43、G44、G49

第三節程序編制中的數學處理

㈠選擇原點、換算尺寸

原點選擇方法。尺寸換算。

㈡基點與節點

基點計算方法。節點概念。

㈢程序編制中的誤差

誤差組成。

三、考核知識點

㈠常用M指令

㈡常用G指令

㈢數學處理

四、考核要求

㈠常用M指令

1、識記：⑴常用M指令格式、特點。

2、領會：⑴常用M指令應用。

㈡常用G指令

1、識記：⑴常用G指令格式、使用特點。。

2、領會：⑴常用G指令應用。

3、簡單應用：⑴能閱讀程序段。

4、綜合應用：⑴應用常用指令編寫中等復雜零件的數控車削、銑削精加工程序。

㈢數學處理

1、識記：⑴誤差組成；⑵節點、基點概念。

2、領會：⑴原點選擇方法；⑵二維圖紙的基點計算。

第三章數控車床的程序編制

一、學習目的和要求

通過本章學習，掌握數控車床的程序編制方法；能編寫中等復雜零件的數控加工程序。

二、課程內容

第一節數控車床程序編制的基礎

㈠數控車床的主要功能

簡易數控車床。經濟型數控車床。多功能數控車床。車削中心。

㈡工藝裝備特點

對刀具的要求。對刀座的要求。數控車床可轉位刀具特點。

㈢對刀

一般對刀。機外對刀儀對刀。ATC對刀。自動對刀。

第二節數控車床程序編制的基本方法

㈠F功能

每轉進給G95、每分鐘進給G94

㈡S功能

主軸最高轉速限制（G50）。恒線速度控制（G96）。恒線速度取消（G97）。

㈢T功能

書寫格式。刀補號。取消刀補。

㈣M功能

常用M指令

㈤G功能

加工坐標系設定。倒角、倒圓編程。刀尖圓弧自動補償功能。單一固定循環。復合固定循環。螺紋切削。子程序。

第三節典型零件的程序編制

㈠確定工序和裝夾方式

㈡設計和選擇工藝裝備

㈢選擇刀具和確定走刀路線

㈣選擇刀片和決定切削用量

㈤計算基點坐標值

㈥程序編制

三、考核知識點

㈠數控車床程序編制基礎知識

㈡數控車床程序編制基本方法

㈢典型零件的程序編制

四、考核要求

㈠數控車床程序編制基礎知識

1、識記：⑴數控車床分類；⑵數控車床的工藝裝備特點。

2、領會：⑴數控車床的對刀方法。

㈡數控車床程序編制基本方法

1、識記：⑴F、S、T功能代碼含義及用途；⑵常用M指令含義及用途。

2、領會：⑴加工坐標系設定、倒角倒圓編程、刀尖圓弧自動補償、單一固定循環、復合固定循環、螺紋切削、子程序等指令的格式和應用。

㈢典型零件的程序編制

1、簡單應用：⑴能閱讀數控加工程序。

2、綜合應用：⑴綜合應用編程指令編寫中等復雜零件的數控加工程序；⑵能根據加工程序繪制零件輪廓。

第四章數控銑床與加工中心的程序編制

一、學習目的和要求

通過本章學習，掌握數控銑床與加工中心的程序編制方法；能編寫中等復雜零件的數控加工程序。

二、課程內容

第一節程序編制的基礎

㈠機床的主要功能及加工對象

機床主要功能。加工工藝范圍。

㈡工藝裝備的特點

夾具。刀具。

㈢加工工藝性分析

選擇并確定數控加工部位及工序內容。零件圖樣的工藝性分析。零件毛坯的工藝性分析。零件的加工工藝設計。

第二節編程的基本方法

㈠FANUC 0i-MB系統簡述

㈡基本編程指令的應用

坐標系設定指令。G00——快速運動指令。G01——直線插補指令。G02、G03——圓弧插補指令。G04——暫停指令。G40、G41、G42——刀具半徑補償功能。G43、G44、G49——刀具長度補償指令。子程序調用。G50、G51——圖形比例及鏡像功能指令。G68、G69——坐標系旋轉指令。

㈢固定循環功能

G73——高速鉆孔循環。G74——攻螺紋（左螺紋）循環。G76——精鏜循環。G80——撤消固定循環。G81——定點鉆孔循環。G82~G89——固定循環。

㈣加工中心換刀程序

㈤用戶宏功能（B類宏功能應用）

變量的種類。變量的運算。控制指令。用戶宏程序命令。用戶宏程序應用舉例。

㈥編程時應注意的問題

零件尺寸公差對編程的影響。圓弧參數計算誤差對編程的影響。轉接凹圓弧對編程的影響。尖角處使用過渡圓弧的問題。

第三節圖形的數學處理

㈠直線輪廓的圖形處理

㈡曲面的數學處理

第四節典型零件的程序編制

工藝分析。加工調整。數學處理。編寫加工程序。

三、考核知識點

㈠程序編制的基礎知識

㈡編程的基本方法

㈢圖形的數學處理制

㈣典型零件的程序編制

四、考核要求

㈠程序編制的基礎

1、識記：⑴機床的主要功能及加工對象；⑵工藝裝備的特點。

2、領會：⑴加工工藝性分析。

㈡編程的基本方法

1、識記：⑴用戶宏功能；⑵編程時應注意的問題。

2、領會：⑴基本編程指令的應用；⑵固定循環功能和應用。

㈢圖形的數學處理制

1、領會：⑴直線輪廓的圖形處理；⑵曲面的數學處理。

㈣典型零件的程序編制

1、簡單應用：⑴能閱讀數控加工程序。

2、綜合應用：⑴綜合應用編程指令編寫中等復雜零件的數控加工程序；⑵能根據加工程序繪制零件輪廓。

Ⅲ、有關說明與實施要求

一、關于考核目標的說明

1、關于考試大綱與教材的關系

考試大綱以綱要的形式規定了數控機床的基本內容，是進行學習和考核的依據；教材是考試大綱所規定課程內容的具體化和由淺入深、循序漸進地系統論述，大量例題便于理解，詳細的解題步驟和分析，便于自學應考者自學、理解和掌握。考試大綱和教材在內容上基本一致。

2、關于考核目標的說明

（1）本課程要求應考者掌握的知識點都作為考核內容。

（2）關于考試大綱四個能力層次的說明

識記：要求應考者能知道本課程中有關的名詞、概念、原理和知識的含義，并能正確認識和表述。

領會：要求在識記的基礎上，能全面把握本課程中的基本概念、基本原理、基本公式等內容，并能加以區別和聯系，同時有能正確表述。

簡單應用：要求在領會的基礎上，能應用本課程中基本知識、基本原理、基本方法中的少量知識分析和解決簡單理論問題或應用問題。

綜合應用：要求在簡單應用的基礎上，能運用學過的各個知識點，綜合分析和解決比較復雜的問題。

二、關于自學教材的說明

《數控機床加工程序編制》：顧京主編，機械工業出版社，2011年6月第4版。

三、自學方法指導

1．自學教材

自學是高等教育自學考試的主要環節和基本方式，要求考生認真刻苦地自學教材，以求按規定的要求掌握課程內容。

在開始學習每一章時，首先閱讀自學考試大綱，大致了解該章的主要內容和要求。

學習正文時，可先粗讀一遍，初步了解本章的具體內容，對不懂的地方做一記號，然后再進行精讀。熟悉基本原理、基本概念和基本方法，對重點、難點要反復鉆研，力求深入理解。建議閱讀正文時作讀書筆記，將每章的基本內容、重要原理、概念等扼要地記錄下來，以加深對教材內容的理解和培養綜合歸納能力。

閱讀正文以后，應按復習思考題來檢查自己對教材內容掌握的程度，發現理解不深的地方要再次重點閱讀。建議將復習思考題的答案記在筆記本上，以便復習。

2．理論聯系實際

本課程是實踐性很強的專業課，學習中必須重視理論聯系實際。

四、對社會助學的要求

1．要熟悉考試大綱對課程提出的總的要求和各章的知識點。要掌握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核要求。

2．輔導時，要以考試大綱為依據，指定教材為基礎，不要隨意刪減內容，以免與大綱脫節。

3．輔導時，應注重基礎，突出重點。培養考生的正確學習方法，提高自學能力，在自學過程中善于提出問題、分析問題、解決問題。

五、關于命題考試的要求

1、覆蓋面與重點章節

本課程的命題考試，應根據本大綱規定的考核知識點和考核要求，來確定考試范圍；不要任意擴大成縮小考試范圍，提高或降低考核要求。考試命題要覆蓋到本大綱的第一章到第四章的內容，并適當突出重點章節（主要是第二章的第一節、第三章以及第四章等以及本大綱的考核要求中所提到的全部內容），命題要體現本各章的基本內容。

2、試卷能力層次比例

試卷對能力層次的要求應結構合理。對不同能力層次要求的試題分數比例，一般為：識記占20%，領會占30%，簡單應用占30%，綜合應用占20%。

3、試卷難易比例

要合理安排試卷的難度。試卷難易度分為易、較易、較難、難四個檔次，每份試卷中不同難度試題的分數比例一般為：易占20%，較易占30%，較難占30%，難占20%。試卷難易度與能力層次不同，在各能力層次中，都可有難易度不同的試題。

4、題型

試題題型有：單項選擇題、多項選擇題、填空題、簡答題、數控車床編程、數控銑床編程。

5、考試形式、考試時間

考試方法為閉卷筆試，考試時間為150分鐘。采用百分制，60分及格。

附錄：題型舉例

一、單項選擇題

1．下列G指令中，（）是非模態指令。

A.G00 B.G01 C.G02/G03 D.G04

二、多項選擇題

1．G17、G18、G19指令是用來選擇（）的平面。

A.直線插補B.圓弧插補

C.刀具補償D.G00定位

三、填空題：

1．半徑編程加工圓弧時，當圓弧夾角時，R為正。

四、簡答題：

1．數控機床坐標系的命名原則？

五、數控車床編程：

1．加工圖示零件，試編程。

已知：毛坯Ф55mm，L=90mm

材料：鋁

要求：FANUC-0T系統

六、數控銑床與加工中心的編程

1．已知某零件的程序（FANUC 0i-MB系統）如下，用φ8的立銑刀精銑外輪廓，試完成以下要求：

（1）解釋程序中有下劃線的指令；

（2）試用粗實線畫出零件輪廓，并標明各交點、切點坐標或對零件標注尺寸

O1231；

N100 G21;

N105 G54 G00 G17 G40 G49 G80 G90;

N110 T01；

N116 M06;

N115 X0.0 Y0.0 S1000 M03;

N120 G43 H01 Z50.0 M08;

N125 Z10.0;

N130 G01 Z-3.0 F100;

N135 G41 D02 Y10.0;

N140 Y60.0;

N145 X20.0;

N150 G02 X35.0 Y45.0 R15.0;

N155 G03 X55.0 R10.0;

N160 G02 X70.0 Y60.0 R15.0;

N165 G01 X90.0;

N170 Y20.0;

N175 G02 X70.0 Y0.0 R20;

N180 G01 X20.0;

N185 X-10.0 Y30.0;

N195 G40 G00 X-25.0 Y0.0;

N200 G49 G00 Z50.0;

N205 M05;

N210 G91 G28 Z0.0 M09;

N215 G28 X0.0 Y0.0;

N220 M30;

O1231 G21

G54 G17

G80 T01

M06 G43 H01

G41 D02 G91 G28 Z0.0

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