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天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：数控机床与编程 （2005年4月版） 课程代码：0918、4695
天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：数控机床与编程 课程代码：0918、4695
第一部分 课程性质与目标
一、课程性质与特点
数控机床与编程是高等教育自学考试职业技术类机械制造及自动化（数控方向、本科）
专业教学计划中一门重要的专业技术课程，是在完成本专业基础课程学习之后必修的课程之一，本课程的学习一定会为全面掌握现代机械加工领域各学科的知识打下良好基础。
微电子、自动控制、电子计算机技术和机械制造中的机床设备相结合，形成了一种全新的机械加工设备——数控机床，这种技术在近年来得到了迅速的发展。本课程重点论述了数控机床的工作原理、数控加工工艺与编程、数控系统、进给与主轴驱动及控制、数控机床的机械结构及部件等方面的知识。
本学科是一门理论联系实际的课程，故在编写过程中对实践方面的内容及考核方法也做了相应的规定，望自学考试者遵照执行。本大纲叙述的内容尽可能简明实用，便于自学。
二、课程目标与基本要求
本课程的目标和任务是使学生通过本课程的自学和辅导考试，建立现代机械制造的全新
概念，了解数控技术的基本知识、基本理论和基本操作技能，为以后的学习和工作打下坚实基础。
课程基本要求如下：
1、了解国家有关机械制造业的方针、政策、法规，了解数控技术的发展趋势及发展方向。
2、熟悉数控机床工作原理、组成、特点及整体结构，为正确使用数控机床以及用先进技术改造传统生产设备奠定坚实基础。
3、掌握数控机床的手工编程知识与技巧。
4、掌握一种典型数控机床（数控车床、数控铣床、数控加工中心）的操作技能，并达到一定的加工水平，为今后从事数控机床的操作、维护、改造等具体工作打下良好基础。
三、与本专业其他课程的关系
本课程在机械制造及自动化专业的教学计划中被列为专业课，其先修课程是：机械制图
及计算机绘图、电工及电子技术基础、机床电控原理及PLC应用、机械设计基础和机械制造工程（一）、机械制造工程（二）。
数控机床的后续课程是现代制造技术、数控技术技能训练。
第二部分 考核内容与考核目标
第一章 概述
一、 学习目的与要求
通过本章的学习，对数控机床要有整体的了解；理解数控机床的作用、基本构成；了解数控机床的分类及其应用范围；熟悉数控机床的工作过程及编程方法；了解数控程序代码标准及数控机床控制轴数与联动轴数；了解数控机床的特点。
二、考核知识点与考核目标
（一）数控机床的作用（一般）
识记：数控机床的发展史及数控机床的作用
（二）数控机床的基本构成（次重点）
识记：数控机床的基本构成
理解：数控机床各组成部分的作用
（三）数控机床的分类及其应用范围（一般）
识记：数控车床、数控铣床、加工中心、车削中心（车铣中心）
（四）数控机床的工作过程（重点）
理解：数控机床的工作过程
（五）数控编程方法（一般）
理解：数控机床的编程方法
（六）数控程序代码标准（一般）
识记：数控机床的数控程序代码标准
（七）控制轴数与联动轴数（一般）
识记：数控机床的控制轴数与联动轴数
（八）数控机床的特点（次重点）
理解：数控机床的特点

第二章 计算机数控系统
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解CNC系统的组成、工作原理、可实现的功能及特点，了解CNC系统的硬件体系结构；理解数控系统的插补原理，掌握逐点比较法插补直线及圆弧；了解数控系统的刀具补偿功能。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述（一般）
识记：CNC系统的组成及其工作原理、CNC系统可实现的功能
理解：CNC系统的特点
（二）CNC系统的硬件体系结构（一般）
理解：单微处理器结构、多微处理器体系结构
（三）数控系统的插补原理（重点）
理解：插补的基本概念，插补方法的分类
应用：逐点比较法的原理，逐点比较法插补直线及圆弧
（四）数控系统的刀具补偿功能（一般）
识记：刀具半径补偿的概念及实现方法，刀具长度补偿的概念及实现方法

第三章 伺服系统及位置检测装置
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解数控系统对伺服系统的基本要求，开环系统、闭环系统、半闭环系统的区别与特点，熟悉步进电动机的工作原理及步距角、转速的计算。掌握位置检测装置的工作原理。
二、考核知识点与考核目标
（一）伺服系统概述（次重点）
识记：对伺服系统的基本要求；
理解：开环系统、闭环系统、半闭环系统；
（二）伺服系统电动机（次重点）
理解：反应式步进电动机的工作原理
应用：步进电动机的步距角、步进电动机的转速计算；
（三）位置检测装置（重点）
识记：位置检测装置的分类、常用的位置检测装置；
理解：光栅位置检测装置、脉冲编码器的工作原理；光栅的分类；
应用：莫尔条纹的特征、光栅检测装置的应用；

第四章 数控机床的机械结构
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解数控机床的机械结构；理解数控机床的主传动系统及进给传动系统；了解数控机床的自动换刀装置及回转工作台；
二、考核知识点与考核目标
（一）数控机床机械结构的特点（一般）
识记：数控机床机械结构的特点
（二）数控机床的主传动系统（次重点）
识记：数控机床的主传动系统的特点；数控机床的主轴部件；
理解：数控机床主传动系统的四种配置方式。
（三）数控机床的进给传动系统（重点）
识记：数控机床进给传动的特点；直线电动机进给系统；数控机床的导轨；进给系统传动间隙的消除
理解：滚珠丝杠螺母副的结构，滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整原理及方法，滚珠丝杠的支承方式
（四）自动换刀装置（一般）
识记：对换刀装置的基本要求；数控车床的自动转位刀架；加工中心自动换刀装置；
（五）数控机床的回转工作台（一般）
识记：数控回转工作台与分度工作台的区别与各自的作用

第五章 数控加工技术基础
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解零件的数控加工工艺及数控机床的坐标系统；熟悉数控加工程序的编制方法及数控编程中的工艺处理问题，为操作数控机床打下基础。
二、考核知识点与考核目标
（一）数控加工基础知识（重点）
识记：零件的数控加工工艺
理解：数控机床的坐标系统；
（二）数控加工程序（次重点）
理解：数控加工程序的结构与格式；数控加工常用的功能指令及其代码；
（三）数控编程中的工艺处理（一般）
识记：零件装夹方法及对刀点的确定；工步的划分与走刀路线的确定；刀具及切削用量的选择；
第六章 数控编程
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解数控车床、数控铣床、加工中心的编程方法及各自的特点。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述（一般）
识记：数控编程的概念和方法；数控编程的内容和步骤；
（二）数控车床编程（次重点）
识记：数控车床编程基础、基本指令编程、圆锥指令编程、螺纹加工编程、子程序、循环加工编程
（三）数控铣床编程（一般）
识记：数控铣床编程基础、基本指令编程、刀具长度补偿、刀具半径补偿、镜象加工编程、子程序调用；
（四）加工中心编程（一般）
识记：加工中心的编程特点、加工中心常用的指令编程、刀具选择与刀具交换、刀具偏置、刀具长度补偿、刀具半径补偿、孔加工固定循环、子程序。

第三部分 实践环节
实验一：数控机床操纵面板
一、目的与要求
熟悉实验机床的操纵面板，熟悉数控加工程序的输入方法；
二、实验内容
1、熟悉实验机床的操纵面板；
2、练习数控加工程序的输入；
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
一台数控车床（数控铣床或加工中心）；
2、考核方式
形成性考核： 在规定的时间内，输入一段数控机床加工程序。

实验二：数控机床加工零件的安装及刀具的设置
一、目的与要求
1、了解数控机床上加工零件的安装、找正的方法。
2、熟悉数控机床刀具的选择与刀具参数的设置方法。
二、实验内容
1、在数控车床（数控铣床或加工中心）上安装零件并找正。
2、在数控车床（数控铣床或加工中心）上进行换刀练习并练习刀具参数的设置。
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
一台数控车床（数控铣床或加工中心）；
2、考核方式
形成性考核： 在规定的时间内，安装零件并找正，同时进行换刀并设置刀具参数。

实验三：数控机床常用指令的练习
一、目的与要求
1、熟悉快速点定位、直线进给、圆弧进给编程。
2、了解刀具半径补偿和长度补偿功能。
3、熟悉其它的G功能、M功能、F功能、S功能和T功能。
二、实验内容
在数控车床（或数控铣床）上，输入手工编制的程序进行上述功能的模拟实验。
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
一台数控车床（数控铣床或加工中心）；
2、考核方式
形成性考核： 在规定的时间内，完成一件中等难度工件的加工程序编写并完成模拟加工。
实验四：数控加工综合练习
一、考核的目的与要求
掌握一种典型数控机床操作，并加工出中等难度的工件。
二、实验内容
在数控车床（数控铣床或加工中心）上，安装工件、找正工件，输入刀具参数、输入手工编制的程序并加工出具有一定精度要求的工件。
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
一台数控车床（数控铣床或加工中心）；
2、考核方式
形成性考核： 在规定的时间内，完成一件中等难度工件的加工程序编写输入并完成加工。
第四部分 有关说明与实施要求
一、 考核目标的能力层次表述
本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。
理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。
应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、 指定教材
1、指定教材：《数控机床及应用》 李佳主编 清华大学出版社 2001年7月第1版
2、参考教材：《数控机床的编程及应用》 于华主编 机械工业出版社 1998年版

三、 自学方法指导
1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。
2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。
3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。
4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、 对社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2、应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目标。
3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意，增删内容，以免与大纲脱节。
4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。
5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。
7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。
8、助学学时：本课程共4学分，理论课2学分，实验课2学分，建议总课时72学时，
课时分配如下：
章次
内容
学时
第一章
概述
2
第二章
计算机数控系统
6
第三章
伺服系统及位置检测装置
6
第四章
数控机床的机械结构
6
第五章
数控加工技术基础
4
第六章
数控编程
12
实验一
数控机床操纵面板
4
实验二
数控机床加工零件的安装及刀具的设置
4
实验三
数控机床常用指令的练习
12
实验四
数控加工综合练习
16
合计
72

五、 关于命题考试的若干规定
1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点，试题内容不超纲。
2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为20%、“理解”为35%、“应用”为45%。
3、试题难易程度应合理：易、教易、较难、难比例为2：3：3：2。
4、每份试卷中各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。
5、试题类型一般分为：填空、单项选择题、判断题、简答题、问答题、计算题、编程题。
6、考试采用闭卷笔试，考试时间为150分钟，采用百分制评分，60分合格。

六、 题型示例
（一）填空
数控机床是一类由 实现控制的机床。
（二）单项选择题
，美国PARSON公司与麻省理工学院（MIT）合作，研制出世界上第一台数控机床。
A．1952年 B．1953年 C．1954年 D．1955年
（三）判断题
由于数控机床的加工精度高、生产率高，因此它特别适用于大批量生产。（ ）
（四）简答题
数控机床的基本构成是什么？
（五）问答题
为什么数控机床得到了迅速的发展？
（六）计算题
用逐点比较法插补如下图形轨迹，要求写出插补过程并绘出插补轨迹。（图略）
（七）编程题
请编写如下图所示零件的加工程序。（图略）
5
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