2024年上海市04118数控加工编程与操作自考考试大纲

上海市高等教育自学考试数控技术应用专业（专科）（A080744）数控加工编程与操作（04118）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

2024年3月版

自考用书：《数控机床加工程序编制》：顾京主编，机械工业出版社，2011年6月第4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

《数控加工编程与操作》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加工程序编制的基本原理及各类常用数控机床加工程序的基本编程方法，强调理论联系实际，全面培养技术应用型人才而设置的一门专业技术课程。

㈡本课程的基本要求

《数控加工编程与操作》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加工程序编制的基础知识；数控机床常用编程指令；数控编程中的数学处理；数控车床的编程方法；数控铣床的编程方法；加工中心的编程方法，帮助他们理解和掌握数控机床编程和操作的基本方法，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

数控加工编程与操作的先修课程是：《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》。

数控加工编程与操作的后继课程是《数控机床维修与维护》、《计算机辅助制造》。

II、课程内容与考核目标

第一章数控机床加工程序编制的基础

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解数控机床程序编制的基本概念；掌握数控机床的坐标系、数控编程的格式、数控编程的工艺方法。

二、课程内容

第一节数控程序编制的概念

㈠数控程序编制的定义和方法

程序编制的定义。数控机床程序编制的具体步骤与要求。常用控制介质。程序检验方法。数控机床程序编制的方法。

㈡字符与代码

ISO代码。EIA代码。

㈢字与字的功能类别

顺序号字。准备功能字。尺寸字。进给功能字。主轴转速功能字。刀具功能字。辅助功能字。

㈣程序段格式

程序段格式。加工程序的一般格式。

第二节数控机床的坐标系

㈠坐标系及运动方向

坐标系的命名原则。Z坐标指定。X坐标指定。Y坐标指定。旋转坐标。附加坐标。数控机床的坐标简图。

㈡坐标系的原点

机床原点。编程原点。加工原点。

㈢绝对坐标系和增量坐标系

绝对坐标系。增量坐标系

第三节数控加工的工艺设计

㈠数控加工工艺内容的选择

选择方法。不适合数控加工的内容。

㈡数控加工工艺性分析

尺寸标注应符合数控加工的特点。几何要素的条件应完整、准确。定位基准可靠。

㈢数控加工工艺路线的设计

工序的划分。顺序的安排。数控加工工艺与普通工序的衔接。

㈣数控加工工序的设计

确定走刀路线和安排工步顺序。定位基准与夹紧方案的确定。夹具的选择。刀具的选择。确定刀具与工件的相对位置。确定加工用量。

㈤数控加工专用技术文件的编写

数控加工工序卡。数控加工走刀路线图。编写要求。

三、考核知识点

㈠数控编程的基本概念

㈡数控程序格式、程序段格式、程序字。

㈢数控机床的坐标系

㈣数控加工工艺基础

四、考核要求

㈠数控编程的基本概念

1、识记：⑴编程的定义；⑵编程的步骤；⑶常用控制介质；⑷程序检验的方法；⑸编程的方法。

㈡数控程序格式、程序段格式、程序字。

1、识记：⑴数控程序格式；⑵程序段的格式与特点；⑶程序字功能含义。

2、领会：⑴各程序字的使用特点。

㈢数控机床的坐标系

1、识记：⑴坐标系命名原则；⑵坐标轴指定；⑶坐标轴方向；⑷旋转坐标；⑸附加坐标。

2、领会：⑴机床坐标系、加工坐标系、编程坐标系及其相互关系；⑵绝对坐标系、增量坐标系。

㈣数控加工工艺基础

1、识记：⑴数控加工工艺内容选择；⑵数控加工工艺性分析；⑶数控加工工艺路线的设计；⑷数控加工专用技术文件及其作用。

2、领会：⑴数控加工工序的设计。

第二章常用编程指令及数学处理

一、学习目的和要求

通过本章学习，了解数控编程的数学处理方法。掌握数控机床的常用编程指令的格式及使用特点。

二、课程内容

第一节常用M指令

㈠程序停止——M00

㈡选择停止——M01

㈢程序结束——M02

㈣主轴正转、反转、停止——M03、M04、M05

㈤换刀——M06

㈥切削液开关——M07、M08、M09

㈦程序停止并把光标返回到起始位置——M30

第二节常用G指令

㈠绝对尺寸与增量尺寸指令——G90、G91

㈡坐标系设定——G50、G92

㈢坐标偏置与取消——G53~G59

㈣坐标平面选择指令——G17、G18、G19

㈤快速点定位指令——G00

㈥直线插补指令——G01

㈦圆弧插补指令——G02、G03

㈧刀具半径补偿指令——G40、G41、G42

㈨刀具长度补偿指令——G43、G44、G49

第三节程序编制中的数学处理

㈠选择原点、换算尺寸

原点选择方法。尺寸换算。

㈡基点与节点

基点计算方法。节点概念。

㈢程序编制中的误差

误差组成。

三、考核知识点

㈠常用M指令

㈡常用G指令

㈢数学处理

四、考核要求

㈠常用M指令

1、识记：⑴常用M指令格式、特点。

2、领会：⑴常用M指令应用。

㈡常用G指令

1、识记：⑴常用G指令格式、使用特点。。

2、领会：⑴常用G指令应用。

3、简单应用：⑴能阅读程序段。

4、综合应用：⑴应用常用指令编写中等复杂零件的数控车削、铣削精加工程序。

㈢数学处理

1、识记：⑴误差组成；⑵节点、基点概念。

2、领会：⑴原点选择方法；⑵二维图纸的基点计算。

第三章数控车床的程序编制

一、学习目的和要求

通过本章学习，掌握数控车床的程序编制方法；能编写中等复杂零件的数控加工程序。

二、课程内容

第一节数控车床程序编制的基础

㈠数控车床的主要功能

简易数控车床。经济型数控车床。多功能数控车床。车削中心。

㈡工艺装备特点

对刀具的要求。对刀座的要求。数控车床可转位刀具特点。

㈢对刀

一般对刀。机外对刀仪对刀。ATC对刀。自动对刀。

第二节数控车床程序编制的基本方法

㈠F功能

每转进给G95、每分钟进给G94

㈡S功能

主轴最高转速限制（G50）。恒线速度控制（G96）。恒线速度取消（G97）。

㈢T功能

书写格式。刀补号。取消刀补。

㈣M功能

常用M指令

㈤G功能

加工坐标系设定。倒角、倒圆编程。刀尖圆弧自动补偿功能。单一固定循环。复合固定循环。螺纹切削。子程序。

第三节典型零件的程序编制

㈠确定工序和装夹方式

㈡设计和选择工艺装备

㈢选择刀具和确定走刀路线

㈣选择刀片和决定切削用量

㈤计算基点坐标值

㈥程序编制

三、考核知识点

㈠数控车床程序编制基础知识

㈡数控车床程序编制基本方法

㈢典型零件的程序编制

四、考核要求

㈠数控车床程序编制基础知识

1、识记：⑴数控车床分类；⑵数控车床的工艺装备特点。

2、领会：⑴数控车床的对刀方法。

㈡数控车床程序编制基本方法

1、识记：⑴F、S、T功能代码含义及用途；⑵常用M指令含义及用途。

2、领会：⑴加工坐标系设定、倒角倒圆编程、刀尖圆弧自动补偿、单一固定循环、复合固定循环、螺纹切削、子程序等指令的格式和应用。

㈢典型零件的程序编制

1、简单应用：⑴能阅读数控加工程序。

2、综合应用：⑴综合应用编程指令编写中等复杂零件的数控加工程序；⑵能根据加工程序绘制零件轮廓。

第四章数控铣床与加工中心的程序编制

一、学习目的和要求

通过本章学习，掌握数控铣床与加工中心的程序编制方法；能编写中等复杂零件的数控加工程序。

二、课程内容

第一节程序编制的基础

㈠机床的主要功能及加工对象

机床主要功能。加工工艺范围。

㈡工艺装备的特点

夹具。刀具。

㈢加工工艺性分析

选择并确定数控加工部位及工序内容。零件图样的工艺性分析。零件毛坯的工艺性分析。零件的加工工艺设计。

第二节编程的基本方法

㈠FANUC 0i-MB系统简述

㈡基本编程指令的应用

坐标系设定指令。G00——快速运动指令。G01——直线插补指令。G02、G03——圆弧插补指令。G04——暂停指令。G40、G41、G42——刀具半径补偿功能。G43、G44、G49——刀具长度补偿指令。子程序调用。G50、G51——图形比例及镜像功能指令。G68、G69——坐标系旋转指令。

㈢固定循环功能

G73——高速钻孔循环。G74——攻螺纹（左螺纹）循环。G76——精镗循环。G80——撤消固定循环。G81——定点钻孔循环。G82~G89——固定循环。

㈣加工中心换刀程序

㈤用户宏功能（B类宏功能应用）

变量的种类。变量的运算。控制指令。用户宏程序命令。用户宏程序应用举例。

㈥编程时应注意的问题

零件尺寸公差对编程的影响。圆弧参数计算误差对编程的影响。转接凹圆弧对编程的影响。尖角处使用过渡圆弧的问题。

第三节图形的数学处理

㈠直线轮廓的图形处理

㈡曲面的数学处理

第四节典型零件的程序编制

工艺分析。加工调整。数学处理。编写加工程序。

三、考核知识点

㈠程序编制的基础知识

㈡编程的基本方法

㈢图形的数学处理制

㈣典型零件的程序编制

四、考核要求

㈠程序编制的基础

1、识记：⑴机床的主要功能及加工对象；⑵工艺装备的特点。

2、领会：⑴加工工艺性分析。

㈡编程的基本方法

1、识记：⑴用户宏功能；⑵编程时应注意的问题。

2、领会：⑴基本编程指令的应用；⑵固定循环功能和应用。

㈢图形的数学处理制

1、领会：⑴直线轮廓的图形处理；⑵曲面的数学处理。

㈣典型零件的程序编制

1、简单应用：⑴能阅读数控加工程序。

2、综合应用：⑴综合应用编程指令编写中等复杂零件的数控加工程序；⑵能根据加工程序绘制零件轮廓。

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

《数控机床加工程序编制》：顾京主编，机械工业出版社，2011年6月第4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四章的内容，并适当突出重点章节（主要是第二章的第一节、第三章以及第四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、数控车床编程、数控铣床编程。

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．下列G指令中，（）是非模态指令。

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

二、多项选择题

1．G17、G18、G19指令是用来选择（）的平面。

A.直线插补B.圆弧插补

C.刀具补偿D.G00定位

三、填空题：

1．半径编程加工圆弧时，当圆弧夹角时，R为正。

四、简答题：

1．数控机床坐标系的命名原则？

五、数控车床编程：

1．加工图示零件，试编程。

已知：毛坯Ф55mm，L=90mm

材料：铝

要求：FANUC-0T系统

六、数控铣床与加工中心的编程

1．已知某零件的程序（FANUC 0i-MB系统）如下，用φ8的立铣刀精铣外轮廓，试完成以下要求：

（1）解释程序中有下划线的指令；

（2）试用粗实线画出零件轮廓，并标明各交点、切点坐标或对零件标注尺寸

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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