上海数控技术（专科）（460103）04114数控机床自学考试完整版文档下载

上海市高等教育自学考试
数控技术应用专业（专科）（A080744）
数控机床（04114）
自学考试大纲

上海电机学院高等教育自学考试办公室编
上海市高等教育自学考试委员会组编
2013年版
I、课程性质及其设置的目的和要求
㈠　本课程的性质与设置的目的
《数控机床》是上海市高等教育自学考试数控技术应用专业（专科）必考的课程，是为培养和检验自学应考者掌握数控机床的典型结构，建立现代机械制造的全新概念，迎接我国加入WTO后所带来的挑战与机遇而设置的一门专业技术课程。
㈡　本课程的基本要求
开设《数控机床》这门课程的基本要求是：系统地、完整地、简明地向自学应考者传授数控机床的应用及发展趋势；数控机床的典型结构；数控车床与车削中心、数控铣床与加工中心、数控电加工机床等数控机床的传动与结构特点，帮助他们理解和掌握数控机床典型结构、原理、特点，同时也为他们进一步学习数控机床的故障诊断和维护维修、普通机床的数控化改造、数控机床设计等等打下扎实的基础。
㈢　与相关课程的联系
数控机床的先修课程是：《机械制图与计算机绘图》、《公差配合与技术测量》、《机械工程基础》、《机械原理及机械零件》、《金属切削机床概论》。
数控机床的后继课程是《数控机床维修与维护》、《数控机床编程与操作》。
II、课程内容与考核目标
第一章　数控机床概述
一、学习目的和要求
通过本章的学习，对数控机床有一整体的了解；了解数控机床的产生、发展历程、发展趋势；了解柔性制造、计算机集成制造当今制造自动化技术；深刻理解数控机床的主要性能指标；掌握数控机床的组成、工作过程与特点；数控机床的分类与应用范围。
二、课程内容
第一节　数控机床简介
㈠　数控机床的产生
1952年，第一台数控铣床在美国诞生。数控技术简称NC。计算机数控技术简称CNC。装备了数控系统的机床称为数控机床。
㈡　数控机床的工作过程
编制加工程序。加工程序的输入。预调刀具和夹具。数控装置对加工程序进行译码和运算处理。加工过程的在线检测。
㈢　数空机床的组成
人机交互装置。数控装置。伺服系统。机床本体。
㈣　数空机床的特点
适应范围广。生产准备周期短。工序高度集中。生产效率和加工精度高。能完成复杂型面的加工。有利于生产管理的现代化。
第二节　数控机床的分类与应用范围
㈠　按工艺用途分类
切削类。成形类。电加工类。测量、绘图类。
㈡　按运动方式分类
点位控制数控机床。点位直线控制数控机床。轮廓控制数控机床。
㈢　按伺服驱动的控制方式分类
开环控制数控机床。闭环控制数控机床。半闭环控制数控机床。
第三节　数控机床的主要性能指标
㈠　数控机床的精度
定位精度和重复定位精度。分度精度。分辨率与脉冲当量。加工精度。
㈡　机床数控系统的可控轴数与联动轴数。
2轴、2轴半、3轴、多轴联动
㈢　数控机床的运动性能指标
主轴转速。进给速度和加速度。行程。回转轴的转角范围。刀库容量和换刀时间。
第四节　数控机床的发展
㈠　数控机床的发展历程
㈡　数控机床的发展趋势
高速度与精度化。高柔性化。复合化。多功能化。智能化。造型宜人化。
第五节　柔性制造与计算机集成制造简介
㈠　柔性制造单元（FMC）
FMC的组成。FMC的特点。
㈡　柔性制造系统（FMS）
FMS的组成。FMS的特点。
㈢　计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的组成。CIMS的特点。CIMS的发展。

三、考核知识点
㈠　数控技术、数控机床的基本概念
㈡　数控机床的产生、发展历程、发展趋势
㈢　数控机床的主要性能指标
㈣ 数控机床的组成、工作过程与特点
㈤ 数控机床的分类与应用范围

四、考核要求
㈠　数控技术、数控机床的基本概念
1、识记：⑴ NC概念；⑵ CNC概念；⑶ 数控机床概念。　
㈡　数控机床的产生、发展历程、发展趋势
1、识记：⑴ FMC概念；⑵ CIMS概念；⑶ 发展趋势。
2、领会：⑴ FMS组成与概念；⑵ 数控机床高速高精度化对数控系统提出的要求。
㈢　数控机床的主要性能指标
1、识记：⑴ 数控机床的主要精度指标；⑵分辨率与脉冲当量概念；⑶ 数控机床的主要运动性能指标。　
2、领会：⑴ 2轴、2轴半、3轴、多轴联动的区别与适用范围。　
㈣ 数控机床的组成、工作过程与特点
1、识记：⑴ 数控机床的组成；⑵ 数控机床的特点。　
2、领会：⑴ 数控机床的工作过程。　
㈤ 数控机床的分类与应用范围
1、识记：⑴ 数控机床的各种分类方法；⑵ 数控机床的应用范围；⑶ 加工中心的概念。　
2、领会：⑴ 点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床的区别与适用范围；⑵ 开环控制、闭环控制、半闭环控制数控机床的区别与适用范围。

第二章　数控机床的典型结构
一、学习目的和要求
通过本章学习，掌握数控机床的主传动、进给传动、支承部件、自动换刀装置、辅助装置的典型结构，以便正确使用数控机床。
二、课程内容
第一节　数控机床的主传动系统
㈠　数控机床主传动的特点。
转速高，功率大，它能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。主轴转数的变换迅速可靠，并能自动无级变速，使切削工作始终在最佳状态下进行。为实现刀具的快速或自动装卸，主轴上还必须设计有刀具自动装卸、夹紧、主轴定向停止和主轴孔内的切屑清楚装置。
㈡　数控机床主轴的变速方式
带有变速齿轮的主传动。同步带传动的主传动。主轴电动机直接驱动的主传动。内置电动机主轴的主传动。
㈢　主轴部件
主轴及主轴前端结构。主轴的支承结构。主轴的定向停止。主轴内的刀具自动夹紧和清除切屑装置。
㈣　电主轴
高速轴承技术。高速电动机技术。油雾润滑。冷却装置。内置脉冲编码器。自动换刀装置。高速刀具的装卡方式。高频变频装置。
第二节　数控机床进给运动的传动部件
㈠　对进给运动的要求
㈡　滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杠螺母副的结构。滚珠丝杠副的特点。滚珠丝杠副间隙的调整。滚珠丝杠的安装。
㈢　传动齿轮间隙消除机构
直齿轮圆柱齿轮传动间隙的调整。斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除。锥齿轮传动间隙的消除。齿轮齿跳传动间隙的消除。
㈣　数控机床的回转工作台
分度工作台。数控回转工作台。
第三节　数控机床的支承部件
㈠　床身
床身的结构布局。数控机床床身的结构形式与材料。
㈡　导轨
滚动导轨。塑料导轨。静压导轨。
第四节　自动换刀装置
㈠　自动换刀的形式
回转刀架换刀。更换主轴头换刀。带刀库的自动换刀系统。
㈡　刀具交换装置
无机械手换刀。机械手换刀。
㈢　刀库。
刀库的类型。刀库的容量。刀具的选择方式。
第五节　数控机床的辅助装置
㈠　数控机床的液压与气动装置
主要完成的功能
㈡　数控机床的防护装置
滚珠丝杠副的防护装置。导轨的防护装置。
㈢　数控机床的排屑装置
链板式。永磁式。刮板式。螺旋式。
㈣ 数控机床的润滑系统
油脂润滑。油液润滑。集中润滑系统的控制功能。

三、考核知识点
㈠　数控机床的主传动系统
㈡　数控机床进给运动传动部件
㈢　数控机床的支承部件
㈣ 自动换刀装置
㈤ 数控机床的辅助装置

四、考核要求
㈠　数控机床的主传动系统
1、识记：⑴　数控机床主传动的特点；⑵　主轴部件的性能要求；⑶　电主轴概念与特点。
2、领会：⑴　数控机床主轴的变速方式；⑵ 主轴及主轴前端结构；⑶ 主轴的支承结构；⑷ 主轴的定向停止方法与作用；⑸ 主轴内的刀具自动夹紧和清除切屑装置。
3、简单应用：⑴ 主轴支撑的结构及配置形式。　
4、综合应用：⑴ 主轴结构及其工作原理。
㈡　数控机床进给运动传动部件
1、识记：⑴　滚珠丝杠螺母副的结构、特点；⑵　滚珠丝杠滚珠循环方式分类；③ 滚珠丝杠的安装。　
2、领会：⑴　各种回转工作台的特点与适用范围。　
3、简单应用：⑴ 滚珠丝杠副的间隙调整；⑵　齿轮传动的间隙调整。
㈢ 数控机床的支承部件
1、识记：⑴　数控车床、数控铣床与加工中心床身的结构布局形式；⑵　数控机床床身的结构形式与材料。
2、领会：⑴　滚动导轨、塑料导轨、静压导轨特点与适用范围。
㈣ 自动换刀装置
1、识记：⑴　自动换刀装置的基本要求；⑵　自动换刀的形式；⑶　刀库的容量。
2、领会：⑴　刀库的类型；⑵　刀具选择方式。
3、简单应用：⑴ 机械手结构及工作原理。
4、综合应用：⑴ 换刀的动作过程。
㈤ 数控机床的辅助装置
1、识记：⑴　数控机床的液压与气动装置的主要功能。
2、领会：⑴　数控机床的防护装置；⑵　数控机床的排屑装置；
⑶ 数控机床的润滑系统。

第三章　数控车床与车削中心
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解数控车床的布局、分类、用途；了解车削中心的特点和典型结构；掌握数控车床的传动与结构、液压原理与换刀控制，以便今后能正确使用数控车床。
二、课程内容
第一节　数控车床概述
㈠　数控车床的布局、用途及分类
数控车床的组成及布局。数控车床的用途。数控车床的分类。
㈡　MJ-50数控车床的用途、布局及技术参数
MJ-50数控车床的用途。MJ-50数控车床的布局。MJ-50数控车床的主要技术参数。
第二节　数控车床的传动与结构
㈠　主传动系统与主轴箱结构
主运动传动系统。主轴箱结构
㈡　进给传动系统及传动装置
进给传动系统的特点。进给传动系统。进给传动装置。
㈢　自动回转刀架
㈣ 机床尾座
第三节　数控车床的液压原理图及换刀控制
㈠　液压系统原理图
卡盘动作的控制。回转刀架的控制。尾座套筒动作的控制。
㈡　回转刀架转位换刀的控制
第四节　数控车削中心
㈠　车削中心的工艺范围
㈡　C轴控制与伺服控制
㈢　自驱动刀具的典型结构
变速传动装置。自驱动刀具附件。

三、考核知识点
㈠　数控车床的布局、用途及分类
㈡　数控车床的传动与结构
㈢　数控车床的液压原理图及换刀控制
㈣ 数控车削中心

四、考核要求
㈠　数控车床的布局、用途及分类
1、识记：⑴　数控车床床身导轨、刀架的布局形式与特点；⑵　数控车床的用途。　
2、领会：⑴　数控车床的分类、特点、适用范围。　
3、简单应用：⑴　根据数控车床外观图指出数控车床主要机械部件及其作用。
㈡　数控车床的传动与结构
1、识记：⑴　数控车床的主轴箱结构特点；⑵　数控车床的进给传动系统的特点。　
2、领会：⑴　数控车床的X、Z轴进给传动装置的动作原理；⑵　数控车床的自动回转刀架换刀过程；⑶ 机床尾座工作原理。　
3、简单应用：⑴　数控车床如何实现螺纹加工的功能。
4、综合应用：⑴　主轴箱结构及工作原理；⑵ 进给装置结构及工作原理；⑶ 刀架结构及工作原理。
㈢ 数控车床的液压原理图及换刀控制
1、识记：⑴　卡盘动作的控制；⑵　尾座套筒动作的控制。　
2、领会：⑴　回转刀架转位换刀的控制。　
㈣ 数控车削中心
1、识记：⑴　车削中心的工艺范围。　
2、领会：⑴　C轴控制与伺服控制。
3、简单应用：⑴　车削中心上如何实现轴向、径向孔和槽的加工。　
4、综合应用：⑴ 自驱动刀具的典型结构及工作原理。

第四章　数控铣床
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解数控铣床的布局、分类、用途；了解典型数控铣床的主传动系统和进给传动系统，以便今后能正确使用数控铣床。
二、课程内容
第一节　数控铣床概述
㈠　数控铣床的组成与布局
数控铣床的布局。数控铣床的组成。数控铣床的特点。
㈡　数控铣床的用途
㈢ 数控铣床的分类
按主轴布置形式分类。按机床结构形式分类。按机床功能特征分类。
第二节 XK5750型数控铣床
㈠ XK5750型数控铣床的用途、布局及技术参数
XK5750型数控铣床的用途。XK5750型数控铣床的布局。XK5750型数控铣床的主要技术参数。
㈡ XK5750型数控铣床的主传动系统与结构
主运动传动系统。万能铣头结构
㈢ XK5750型数控铣床的进给传动系统与结构
进给运动传动系统。进给运动传动装置。
㈣ 数控铣床的数控回转工作台
数控回转工作台的结构与安装。数控回转工作台的工作原理。双导程蜗杆副的工作原理及特点。
第三节 XKA21系列数控龙门镗铣床
㈠ XKA21系列数控龙门镗铣床的用途、布局及技术参数
机床的用途。机床的布局。机床的主要技术参数。
㈡ XKA21系列数控龙门镗铣床的部件结构
机床基础部件。滑枕式镗铣头。进给传动装置。辅助装置

三、考核知识点
㈠　数控铣床的组成、布局和用途
㈡　数控铣床的分类
㈢ 典型数控铣床的传动系统、升降台自动平衡装置
㈣ 数控龙门镗铣床的布局及部件结构

四、考核要求
㈠　数控铣床概述
1、识记：⑴　数控铣床的布局、组成、特点、分类。
2、领会：⑴　数控铣床的工艺用途。
3、简单应用：⑴　根据数控铣床外观图指出数控铣床主要机械部件及其作用。　
㈡ XK5750型数控铣床
1、识记：⑴　XK5750型数控铣床的用途、布局及技术参数。　
2、领会：⑴　主运动传动系统与结构；⑵ 进给运动传动系统与传动装置；⑶ 数控铣床的数控回转工作台。
3、简单应用：⑴　万能铣头的配置及其旋转；⑵ 双导程蜗杆副的工作原理。
4、综合应用：⑴ 万能铣头的结构及工作原理；⑵ 升降台自动平衡装置的工作原理；⑶ 数控回转工作台的结构及工作原理。
㈢ XKA21系列数控龙门镗铣床
1、识记：⑴　XKA21系列数控龙门镗铣床的用途、布局及技术参数。　
2、领会：⑴　XKA21系列数控龙门镗铣床的部件结构。
3、简单应用：⑴　静压蜗杆蜗条传动副的工作原理。　

第五章　加工中心
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解加工中心的特点、分类、用途和布局；了解典型加工中心的主轴单元结构、回转工作台结构和刀具交换装置结构。
二、课程内容
第一节 加工中心概述
㈠　加工中心的组成及特点
㈡ 加工中心的应用
㈢ 加工中心的分类
按机床布局方式分类。按机床功能特征分类。按运动坐标数和联动轴数分类。按加工精度分类。按自动换刀装置分类。
第二节 立式加工中心
㈠ 立式加工中心的用途、布局及技术参数
机床的用途。机床的特点。机床的布局。机床的主要技术参数。
㈡ 立式加工中心的传动与结构。
主传动系统与主轴箱结构。进给传动系统与传动装置。自动换刀装置。
第三节 卧式加工中心
㈠ 卧式加工中心的用途、布局及技术参数
机床的用途。机床的布局。机床的主要技术参数。
㈡ 卧式加工中心的传动与结构。
主传动系统与主轴箱结构。进给传动系统与传动装置。工作台。自动换刀装置。

三、考核知识点
㈠　加工中心的特点与分类
㈡　立式加工中心的用途和布局
㈢ 立式加工中心的传动与结构
㈣ 卧式加工中心的用途和布局
㈤ 卧式加工中心的传动与结构

四、考核要求
㈠　加工中心概述
1、识记：⑴　加工中心的组成、特点与分类。
2、领会：⑴　加工中心的工艺用途。
㈡ 立式加工中心
1、识记：⑴　立式加工中心的用途、布局及技术参数。　
2、领会：⑴　主传动系统与主轴箱结构；⑵ 进给传动系统与传动装置；⑶ 自动换刀装置。
3、简单应用：⑴　主轴配置形式及预紧方法；⑵ 主轴准停装置的结构原理；⑶ 自动换刀装置的工作过程。
4、综合应用：⑴ 主轴箱结构的工作原理；⑵ 进给装置结构的工作原理。
㈢ 卧式加工中心
1、识记：⑴　卧式加工中心的用途、布局及技术参数。　
2、领会：⑴　主传动系统与主轴箱结构；⑵ 进给传动系统与传动装置；⑶ 工作台的类型；⑷ 自动换刀装置的形式。
3、简单应用：⑴　液压配重机构。　
4、综合应用：⑴ 主轴箱结构的工作原理；⑵ 进给装置结构的工作原理；⑶ 卧式加工中心工作台的分度原理；⑷ 自动换刀装置结构及其工作原理。

第六章　数控磨床
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解数控磨床的特点、分类、用途；了解数控端面外圆磨床、数控坐标磨床、数控强力成形磨床的部件结构。
二、课程内容
第一节　数控磨床概述
㈠　数控磨床的特点及用途
㈡ 数控磨床的分类
按工艺用途分类。按机床的功能特征分类。
第二节 MK1620/500-H数控端面外圆磨床
㈠ 机床特点及用途
㈡ MK1620/500-H数控端面外圆磨床的技术参数
㈢ MK1620/500-H数控端面外圆磨床的部件结构
基础件床身。砂轮架及进给机构。工作台及进给传动装置。头架。尾架。砂轮修整器及测量装置。机床辅助装置
第三节 HAUSER S35-400数控坐标磨床
㈠ 机床的组成及布局
基础部件。磨头。主轴单元。工作台
㈡ HAUSER S35-400数控坐标磨床的各坐标轴及磨削运动
各坐标轴及运动。加工不同轮廓时的磨削运动
㈢ HAUSER S35-400数控坐标磨床的技术参数
㈣ 数控坐标磨床的部件结构
高速磨头。可选配部件
第四节 数控强力成形磨床
㈠ 数控强力成形磨床简介
强力成形磨削的概念。强力成形磨削的特点。强力成形磨削对机床的要求。
㈡ 数控强力成形磨床的特点及用途
㈢ MKL7150x16/2数控强力成形磨床的技术参数
㈣ MKL7150x16/2数控强力成形磨床的部件结构
机床各执行件的布置与结构。机床床身的结构。磨头主轴的支撑与前端密封结构。金刚石滚轮及修整器。

三、考核知识点
㈠　数控磨床的特点与分类
㈡　数控端面外圆磨床的用途、特点及部件结构
㈢ 数控坐标磨床的各坐标轴及运动，机床部件结构
㈣ 数控强力成形磨床的用途、特点及部件结构

四、考核要求
㈠　数控磨床概述
1、识记：⑴　数控磨床的特点与分类。
2、领会：⑴　数控磨床的工艺用途。
㈡ MK1620/500-H数控端面外圆磨床
1、识记：⑴　机床特点及用途；⑵ 技术参数。　
2、领会：⑴　部件结构。
㈢ HAUSER S35-400数控坐标磨床
1、识记：⑴　机床的组成及布局；⑵ 技术参数。　
2、领会：⑴　数控坐标磨床的部件结构；⑵　数控坐标磨床的各坐标轴。
3、简单应用：⑴　数控坐标磨床的行星运动；⑵ 加工不同轮廓时的磨削运动。　
㈣ 数控强力成形磨床
1、识记：⑴　强力成形磨削的概念；⑵ 强力成形磨削的特点；⑶ 强力成形磨削对机床的要求；⑷ 数控强力成形磨床的特点及用途；⑸ MKL7150x16/2数控强力成形磨床的技术参数。　
2、领会：⑴　MKL7150x16/2数控强力成形磨床的部件结构。
3、简单应用：⑴　MKL7150x16/2数控强力成形磨床的坐标轴及如何联动。　
Ⅲ、有关说明与实施要求
一、关于考核目标的说明
1、关于考试大纲与教材的关系
考试大纲以纲要的形式规定了数控机床的基本内容，是进行学习和考核的依据；教材是考试大纲所规定课程内容的具体化和由浅入深、循序渐进地系统论述，大量例题便于理解，详细的解题步骤和分析，便于自学应考者自学、理解和掌握。考试大纲和教材在内容上基本一致。
2、关于考核目标的说明
（1）本课程要求应考者掌握的知识点都作为考核内容。
（2）关于考试大纲四个能力层次的说明
识记：要求应考者能知道本课程中有关的名词、概念、原理和知识的含义，并能正确认识和表述。
领会：要求在识记的基础上，能全面把握本课程中的基本概念、基本原理、基本公式等内容，并能加以区别和联系，同时有能正确表述。
简单应用：要求在领会的基础上，能应用本课程中基本知识、基本原理、基本方法中的少量知识分析和解决简单理论问题或应用问题。
综合应用：要求在简单应用的基础上，能运用学过的各个知识点，综合分析和解决比较复杂的问题。
二、关于自学教材的说明
《数控机床》：全国数控培训网络天津分中心组编，机械工业出版社，2012年4月第3版。
三、自学方法指导
1．自学教材
自学是高等教育自学考试的主要环节和基本方式，要求考生认真刻苦地自学教材，以求按规定的要求掌握课程内容。
在开始学习每一章时，首先阅读自学考试大纲，大致了解该章的主要内容和要求。
学习正文时，可先粗读一遍，初步了解本章的具体内容，对不懂的地方做一记号，然后再进行精读。熟悉基本原理、基本概念和基本方法，对重点、难点要反复钻 研，力求深入理解。建议阅读正文时作读书笔记，将每章的基本内容、重要原理、概念等扼要地记录下来，以加深对教材内容的理解和培养综合归纳能力。
阅读正文以后，应按复习思考题来检查自己对教材内容掌握的程度，发现理解不深的地方要再次重点阅读。建议将复习思考题的答案记在笔记本上，以便复习。
2．理论联系实际
本课程是实践性很强的专业课，学习中必须重视理论联系实际。
四、对社会助学的要求
1．要熟悉考试大纲对课程提出的总的要求和各章的知识点。要掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核要求。
2．辅导时，要以考试大纲为依据，指定教材为基础，不要随意删减内容，以免与大纲脱节。
3．辅导时，应注重基础，突出重点。培养考生的正确学习方法，提高自学能力，在自学过程中善于提出问题、分析问题、解决问题。
五、关于命题考试的要求
1、覆盖面与重点章节
本课程的命题考试，应根据本大纲规定的考核知识点和考核要求，来确定考试范围；不要任意扩大成缩小考试范围，提高或降低考核要求。考试命题要覆盖到本大纲的第一章到第六章的内容，并适当突出重点章节（主要是第二章、第三章、第四章以及第五章等以及本大纲的考核要求中所提到的全部内容），命题要体现本各章的基本内容。
2、试卷能力层次比例
试卷对能力层次的要求应结构合理。对不同能力层次要求的试题分数比例，一般为：识记占20%，领会占30%，简单应用占30%，综合应用占20%。
3、试卷难易比例
要合理安排试卷的难度。试卷难易度分为易、较易、较难、难四个档次，每份试卷中不同难度试题的分数比例一般为：易占20%，较易占30%，较难占30%，难占20%。试卷难易度与能力层次不同，在各能力层次中，都可有难易度不同的试题。
4、题型
试题题型有：单项选择题、多项选择题、填空题、简答题、分析题。
5、考试形式、考试时间
考试方法为闭卷笔试，考试时间为150分钟。采用百分制，60分及格。

附录：题型举例
一、单项选择题
1．计算机数控控制的英文缩写是（ ）。
A．MC B．NC C．CNC
二、多项选择题
1．半闭环控制系统的位置测量元件装在（ ）。
A．丝杠端部 B．伺服电机的端部 C．工作台上 D．主轴上
三、填空题：
１．柔性制造系统有 、 、 三个部分组成。
四、简答题：
１．滚珠丝杠副的间隙消除方法？
五、分析题：
１．数控车床如何实现螺纹加工的功能？