《自动化制造系统》（2211）自学考试大纲
Ⅰ 课程性质与设置目的
一、课程的性质和任务
《自动化制造系统》课程，是全国高等教育自学考试机械制造与自动化专业的一门专业课。它是从事机器人、航天、车辆、环境等方面工作，尤其是数控加工是机械专业学生多半的职业取向，而自动化制造系统正是本专业与现代工业技术的有效结合点之一。"世界上各个工业国经济上的竞争，主要是制造技术的竞争"，制造过程正向着自动化、智能化、柔性化、高速化、精密化和宜人化等方向发展。为了提高我国产品的国际竞争力，应把握制造技术的动脉，掌握高新技术并使之尽快应用到生产当中去。
本课程是在阐明现代自动化制造系统基本概念的基础上，结合国内外的最新成果，采取课堂、现场教学、实验、参观和观看录像等形式系统地介绍现代自动化制造系统的设计及运行的基本理论和方法，旨在增强学生对自动化制造系统的了解、认识和熟悉，帮助学生树立发展我国制造业的雄心和信心，培养学生创新设计的思想和能力。
二、课程的基本要求
课程的基本要求是：了解自动化制造系统的一些基本概念和CAD/CAM的原理和组成；掌握数控加工基础知识，数控机床的构成、使用和相关工艺知识；熟悉基本零件数控加工工艺的编制；能熟练应用CAXA等CAM软件进行零件的造型设计、数控加工、仿真等；能进行机床的实际加工操作。本课程注重知识的学习和工程的实际应用相结合。
三、与相关学科的联系、分工与配合
本课程的前序课程为："制造技术基础"、 "液压与气动技术"、"微机原理及应用"、"控制工程基础"、"测试技术"、"计算机信息管理基础"等；与之相关的同级课程为"集成CAD/CAPP/CAM"、"先进制造技术"、"机电一体化产品设计"等。
四、本课程考试标准
本课程的考试标准，总体上与全日制普通高等学校同类专业的水平相一致。遵照国家高等教育自学考试的有关规定，针对成人自学考试的特点，注意和强调知识的科学性、系统性、应用性、和操作性，在考试命题中，应充分注意本课程的特点。
Ⅱ 课程内容与考核目标
第一章 自动编程系统概述
一、学习目的和要求
通过学习本章后，应懂得什么是数控图像自动编程系统；了解自动编程系统的概念、意义、原理和学习方法。
二、课程内容
（一）什么是数控图像自动编程系统
是一种菜单交互式图象数控编程系统。图象编程的主要特点是以图形要素为输入方式，不需要数控语言，从编程数据的来源
，零件及刀具几何形状的输入、显示、修改，刀具相对于工件的运动方式的定义，走刀轨迹的生成，加工过程的动态仿真显示，刀位验证直到数控加工程序的产生等，都是采用屏幕菜单和驱动命令在图形交互方式下得到的。它具有形象、直观、效率高等优点。
（二）了解自动编程系统的概念、意义、原理和学习方法
从零件图纸到获得数控加工程序的全过程，称为数控编程。手工编程又称人工编程，手工编程使用一般的计算工具，从写算式，填写程序单制作穿孔带等都要人去完成，因此速度慢，容易出错。
自动编程是用计算机把人们易懂的零件程序改写成数控机床能执行的数控加工程序，编程的大部分工作由计算机来完成。比手工编程效率提高几倍到几十倍，不占用机床就可进行程序检查，可直接制出穿孔纸带及工艺清单。
运用数控图象编程系统，编程人员基本上是将零件图"照搬"给计算机，无需进行图形信息转换，这样就大大减少了人为的错误，提高了编程的效率和质量，故可利用CAD系统进行工件设计，用CAPP生成数控机床上使用的工序卡，即生成NC指令单。就是说以加工零件轮廓为研究对象，系统直接读取零件的几何信息和刀具信息，用图形交互方式生成刀具运动轨迹的动态显示，以图形要素为输入方式，不需要数控语言，从编程数据的来源，零件及刀具几何形状的输入、显示、修改，刀具相对于工件的运动方式的定义，走刀轨迹的生成，加工过程的动态仿真显示，刀位验证直到数控加工程序的产生等，都是采用屏幕菜单和驱动命令在图形交互方式下得到的。它具有形象、直观、效率高等优点。
图象编程系统实质上是一个典型的CAD/CAM系统。自动编程主要分为两个阶段：
第一阶段是编程员对零件纸进行工艺分析，使用数控语言人工编写出零件的源程序单，这一阶段是编写零件源程序的阶段；
第二阶段是借助计算机和"编译程序"，对源程序进行翻译，数值计算，后置处理，编写出零件加工程序单，自动地穿出数控穿孔纸带，或将加工指令通过通讯接口直接送入数控机床。
自动编程系统的组成由硬件和软件两大部分组成。
三、考核知识点
（一）了解自动编程的概念和方法，明确自动编程系统的意义
（二）自动编程系统的组成和原理
（三）掌握图像自动编程系统的应用
四、考试目标
识记：图象编程系统的组成、原理，系统的应用与开发和发展情况。
理解：手工编程与自动编程的区别，图象编程系统的通用后置处理系统。
五、考核的具体要求
能（会）；本章只做一般的了解即可。
第二章 CAD/CAM系统
一、学习目的和要求
通过学习本章后，了解和熟悉CAD/CAM系统的定义、软硬件系统的组成、基本内容、系统的总体结构、系统的功能。
计算机辅助设计(Computer Aided Design)与计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)简称CAD/CAM，是指计算机作为主要技术手段，帮助人们处理各种信息，进行产品设计与制造。它能将彼此相对独立的传统设计与制造工作，作为一个整体来考虑，实现信息处理的高度一体化。
计算机辅助设计可帮助设计人员完成诸如数值计算、产品性能分析、实验数据处理、计算机辅助绘图、仿真及动态模拟等工作，它将改变传统的经验设计方法，由静态和线性分析向动态和非线性分析、可行性设计向优化设计过渡、并极大地提高生产效率。
计算机辅助制造是指使用计算机系统进行规划、管理和控制产品制造地全过程，它即包括与加工直接联系地计算机监测与控制，也包括使用计算机来管理生产经营、提供计划与进度表等。
由于制造中所需地信息和数据许多来自设计阶段，因此对制造和设计来说这些数据和信息是共享的。实践证明，将计算机辅助设计和制造作为一个整体来规划与开发，可以取得更明显的效益，这就是所谓的"CAD/CAM一体化技术"。随着技术的进步，CAD和CAM的功能最终将融为一体。
二、课程内容
（一）CAD/CAM的基本内容
传统的生产流程，首先根据市场需要进行产品的设计。产品的设计过程是通过创造、分析和综合以达到满足某特定功能要求的一种活动。依据经验、实验数据以及相关产品的标准规范等创建设计模型，对设计模型进行分析计算优化，直到满足设计目标，然后进行结构设计、绘制产品图样、进行修改、编制技术文档，根据产品图样和技术文件进行生产。
CAD/CAM系统可以大量地存储数据，快速地检索和处理数据，在工程数据处理、图形绘制、数值计算等方面具有很强地模型构造、图形处理、高速运算和逻辑分析能力，可完成复杂的工程分析计算。在生产过程中，计算机可以有效地辅助设计人员进行产品的构思和模型的构造、工程分析计算和优化、可进行产品性能的模拟仿真、绘制工程图样和文档编辑，辅助工艺人员和管理人员编制工艺规程，制订生产计划和作业调度计划，且控制机械工作，并在加工过程中进行质量控制等。
（二）CAD/CAM软、硬件系统
了解CAD/CAM硬件系统的组成，掌握计算机硬件系统选择的基本原则。熟悉选择CAD/CAM软件系统的要点。
两轴到两轴半加工方式：可
直接利用零件的轮廓曲线生成加工轨迹指令，而无需建立其三维曲面模型；提供轮廓加工和区域加工功能，在生成加工轨迹时，有丰富的进退刀和下刀方式可供选择。三轴加工方式：多样化的加工方式可以安排从粗加工、半精加工、到精加工的加工工艺路线，高效生成刀具轨迹。四轴到五轴加工方式（可选配置）：针对叶轮、叶片类零件提供的多轴加工功能，加工整体叶轮和叶片。
提供多种NURBS曲面造型手段：可通过列表数据、数学模型、字体、数据文件及各种测量数据生成样条曲线；通过扫描、放样、旋转、导动、等距、边界网格等多种形式生成复杂曲面；并提供了测量数据造型、加工代码反读等功能。
特征实体造型
主要有位伸、旋转、导动、放样、倒角、圆角、打孔、筋板、分模等特征造型方式，可以将二维的草图轮廓快速生成三维实体模型。
知识加工
通过运用知识加工，数控编程的初学者可以在一天内学会编程；经验丰富的编程者则可以将加工的工艺经验进行记录、保存和重用，大幅提高编程效率和编程的自动化程度。
生成加工工序单
CAXA制造工程师可自动按加工的先后顺序生成加工工序单。在加工工序单上有必要的零件信息、刀具信息、代码信息，加工时间信息，方便编程者和机床操作者之间的交流，减少加工中错误的产生。
加工工艺控制
CAXA制造工程师提供了丰富的工艺控制参数，可以方便地控制加工过程，使编程人员的经验得到充分的体现。丰富的刀具轨迹编辑功能可以控制切削方向以及轨迹形状的任意细节，大大提高了机床的进给速度。得到高品质的加工效果和加工效率。
加工轨迹仿真
CAXA制造工程师提供了轨迹仿真手段以检验数控代码的正确性。可以通过实体真实感仿真模拟加工过程，展示加工零件的任意截面，确保加工正确无误。
（三）几何造型与特征建模
1、几何造型概述
几何造型是一种技术，它能将物体的形状及属性存储在计算机里，表示该物体的三维几何模型。这个模型是对原物体的确切数学描述或是对原物体某种状态的真实模拟，并为各种不同的后续应用提供信息。
在CAD/CAM一体化中有内部几何造型和外部几何造型。两者实践上很难一致。
通常使用的几何模型有：线模型、表面模型、实体模型。
2、实体造型介绍
常用的实体造型方法是：扫描变换法、几何体素构造法、边界表示法、分割表示法、和特征造型法（Feature Modeling）。
在CAD/CAM系统中引入特征概念，有利于CAD/CAM系统集成问题的解决。也
是CAD/CAM造型技术的发展方向。
由于CAD/CAM软件较多，其制图方法也不一样。
CAXA制造工程师XP（传统参数化造型CAD），主要是运用二维到三维的制图模式，即先制作二维草图，再按严格的造型方法去创造三维模型。这种方法需要设计人员对软件比较熟悉。
而CAXA三维实体设计XP（创新式协同设计CAD），运用的是最新的拖放式技术，设计人员就想小孩搭积木一样把一个个想要的实体摆放进来，然后对它进行空间定位，做出自己想要的三维模型。用户还可以根据自己的需要，扩充自己的基本件库，当需要使用是，只需从目录中拖放出放到想要的地方，就可以完成不同行业的设计要求。
以下是两种系统的比较一览表。
三、考核知识点
（一）CAD/CAM系统的定义
（二）软硬件系统的组成、基本内容
（三）系统的总体结构、系统的功能
四、考试要求
识记：CAD/CAM软硬件系统的组成、CAD/CAM系统的总体结构。
理解：CAD/CAM系统研究的基本内容。
简单应用：CAM造型和CAD造型的差异。
五、考核的具体要求
能（会）；通过本章的学习，了解CAD/CAM系统的一般知识。
第三章 数控加工工艺与编程
一、学习目的和要求
通过学习本章后，应掌握数控加工的工艺知识和编程方法。
二、课程内容
（一） 数控加工对象
数控铣削的定义、数控铣床的种类、型号、规格及性能
铣削是由多齿刀具（铣刀）做连续旋转运动，工件相对于刀具作连续移动（平移、旋转）的运动在铣床上切削加工的方法。数控铣床主要完成铣削加工，具有三个直线坐标轴，如增加一个回转工作台C轴，再增加一个主轴回转轴A，则构成五个坐标轴，可进行五面加工。
CNC立式镗、铣床和立式加工中心：
它适应于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面和立体零件，以及模具的内、外型腔等。
CNC卧式镗、铣床和卧式加工中心：
它适应于加工形状复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。多坐标联动的卧式加工中心还可以加工复杂的曲面、曲线、叶轮、模具等。
（二）数控加工工艺基础知识
熟悉数控加工的工艺特点，掌握工序、工步划分的原则：
1、保证精度和粗糙度的原则：
数控加工要求工序尽可能的集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，一般是先粗后精，先面后孔。加工时使用大流量的冷却和-润滑液进行喷淋
2、提高生产效率的原则：
减少换刀次数，节省换刀时间。应将需用同一把刀的加工部分完成后，再换另一把刀来加
工其它部位。数控精加工时往往精车刀从工件右端开始一次精车完成。减少编程量，减少程序段数。
综合： 余量均匀，刀用到底；先基后它，先粗后精；先面后孔，先主后次；先上后下，先内后外；程序最短，空程量少。
注意处理刀具的引入和退出方法：
数控加工，程序按段进行，每段的运动指令，总是使刀具从本段的起点向本程序段的终点运动，运动开始时要升速，到达指定的 F 值时进行切削，快接近终点时降速，直到终点。
升速和降速的过渡过程中，伺服系统的刚性差，不宜进行切削。
根据伺服系统的升速时间常数和降速时间常数，可计算出刀具的引进和切出距离。
（三）数控加工的工艺分析
铣削方式的选择：
顺铣、铣刀旋转方向与工件进给方向一致。
逆铣、铣刀旋转方向与工件进给方向相反。切削不稳定，加工粗糟。
数控铣床顺铣、逆铣的简单判别方法：
铣刀右旋，对于凸形件顺时针走刀方向为顺铣。对于凹形件逆时针走刀方向为顺铣。
对称和不对称铣。
单向和往复铣削。
选择原则：保证图纸允许加工质量的前提下，最大缩短加工时间。
对于钢材，在走刀单程路径较短、抬刀时间相对长时，采用往复加工。
对于在走刀单程路径较长、加工表面质量要求较高时，采用单向加工。
对于加工外型、开槽、型腔等两轴半的加工，可采用平面轮廓和平面区域加工方法。
对于三坐标曲面加工可采用曲面轮廓和曲面区域加工等方法。
（四）数控加工的工艺参数
主要铣削参数及其选择
程序编制时，必须确定每道工序的切削用量，它包括主轴的转速、进给速度、每转进给、切削深度和切削宽度、铣削速度等等，还有其它切削要素。确定时应根据机床说明书的规定和要求，以及刀具的耐用度去选择和计算。还应结合实际经验。
主轴转速N 是切削线速度，是刀具的直径。
计算进给速度 为铣刀的齿数，为每齿切削厚度。每转进给量
（五）数控编程的基本概念
目前大多数数控系统使用国际通用的ISO代码，既通用的G代码。掌握通用的加工代码格式。熟悉一个程序应有的指令，数控系统的坐标系设定、换刀、冷却系统开关、后置处理等。
（六）数控编程的方法
（七）数控手工编程实例
三、考核知识点
（一）了解数控加工的概念、数控机床的组成和分类、数控机床控制系统的组成和功能。
（二）掌握数控加工的工艺参数和工艺分析
（三）掌握数控加工的编程
方法
四、考核要求
（一）了解数控加工的概念、数控机床的组成和分类、数控机床控制系统的组成和功能。
识记：数控加工的基本概念。
理解：数控机床控制系统的组成和功能。
（二）掌握数控加工的工艺参数和工艺分析
识记：加工参数的确定原则和方法。
理解：数控加工路线的确定及工艺分析。
简单应用：基本的工艺分析。
综合应用：在一个综合示例中完成工艺处理。
（三）掌握数控加工的编程方法。
识记：常用数控加工代码的理解和掌握
理解：数控编程的知识及加工方法
简单应用：数控铣床的机床坐标系和工件坐标系的建立。
综合应用：针对具体零件图纸，可以进行数控加工的手工编程。
五、考核的具体要求
1、能（会）；可以进行一般的零件加工的工艺分析。
2、能（会）；能进行准确的手工加工编程。
第四章 CAD/CAM编程软件概论
一、学习目的和要求
通过学习本章后，应懂得现代机械制造业中的自动编程和自动加工方法和应用，及CAD/CAM编程软件的基本常识。
二、课程内容
（一）CAM软件发展过程
（二）CAD/CAM集成数控编程系统简介
CAXA制造工程师是基于实体的、windows原创风格的CAM软件。采用国际流行的尖端技术---精确特征造型，通过曲面与特征的完美结合，创造任意复杂的三维造型，先进的基于实体的NC加工，强大的丰富的轨迹生成和通用的后置处理。
基于实体的特征造型，复杂形体，轻松创造。
基于实体的NC加工，数控加工，高质高量。
丰富流行的数据接口：如IGES、DXF、SAT、STT、VRML、PARASOLID等。
Windows界面操作。
全面开放的2D、3D、二次开发平台。
CAXA软件的使用说明
1、特征造型使用说明：
实体的特征生成过程：
先定义草图勾画平面----基准面。
然后用各种线生成功能生成草图，草图必须是一个封闭的环。
再利用草图就可以生成特征了。
2、加工使用说明：
构造毛坯，选择粗、精加工方法，确定切削用量和加工参数，分别生成各自的刀具轨迹。
然后进行轨迹仿真。
后置处理，选择配置机床，生成G代码。
三、考核知识点
（一）CAD/CAM软件系统的基本原理和发展
（二）CAXA-XP制造工程师CAD/CAM软件系统的应用
理解轮廓、区域和岛:
轮廓是指一系列首尾相接的曲线的集合。区域是指由外轮廓和岛之间的部分，表示待加工的区域。外轮廓用来界定加工区域的外部边界，岛用来屏蔽其内部不需加
工或需保护的部分。
掌握刀具、刀具库设置及各参数表的填写，包括切削用量（轨迹控制参数），如主轴转速、接近速度、进给速度、退刀速度、行间连接速度、慢速下刀相对高度、安全高度、起止高度等。
进退刀参数的设置。
四、考核要求
（一）了解CAD/CAM软件的发展过程，比较几种常见的CAD/CAM软件
识记：几种常见的CAD/CAM软件的各自特点。
理解：CAD/CAM软件的发展过程。
（二）CAXA-XP制造工程师CAD/CAM软件系统的应用
识记：CAXA-XP制造工程师CAD/CAM软件系统的基本知识。
理解：CAXA-XP制造工程师CAD/CAM软件系统的基本操作。
简单应用：用各种线生成功能生成草图。
综合应用：掌握利用草图生成特征的方法。
五、考核的具体要求
1、能（会）；零件实体的特征生成、轨迹生成、机床后置处理及G代码生成。
2、能（会）；通过简单加工实例，完成设计与加工编程。
第五章 零件的加工造型
一、学习目的和要求
通过学习本章后，了解CAXA-XP的总体功能；熟悉CAXA-XP制造工程师软件的各种零件加工造型的方法。
二、课程内容
（一）设计造型与加工造型的区别
本质区别
由于加工造型与设计造型的目的不同，决定了加工造型和设计造型存在一定的差异。设计造型的目的是为了将产品的形状和配合的关系表达清楚，它要求的几何表达方式比较统一，且必须是完整的，一般三维实体图形或纯二维工程图纸加工的造型目的，是为了给加工轨迹提供几何依据，虽然加工造型的基础是设计造型，但是它的造型表现形式不一定使用统一的几何表达方式，可以是二维线框、三维曲面、三维实体或它们的混合体。
CAM对造型的要求
1、尽量用二维替代三维
大多数机床在三维曲面或实体的加工中使用直线插补方式，它没有直接生成的二维轨迹的精度高，也没有生成二维轨迹的速度快。所以CAM加工中的基本原则是能用二维轨迹完成的尽量不应三维轨迹做。由此看出，会有很多在设计中做三维造型的产品，在加工中只需要一些二维轮廓。
2、工艺对造型的特殊要求
既使用三轴加工的造型，由于需要考虑加工工艺，其造型形状有时也和设计造型迥然不同。
3、混合模型的使用
混合模型在加工造型中用的很多，它可以在实体、曲面、二维线框任意混合使用。在设计造型上的混合模型一般是实体和曲面的混合，很少用到线框、曲面的混合。在加工造型中，这种混合的应用的主要目的是为了简化模型，提高效率。
4、化整为零提高
运行效率
（二）线框造型
线框（线架）造型包括：
1、曲线绘制：各种直线、圆弧、椭圆、样条线、点、文字、公式曲线、多边形、二次曲线、等距线等和草图、曲线投影、相关线。
草图是实体生成所依赖的封闭曲线，也称是轮廓，它也是特征造型准备的一个平面封闭图形。草图中的曲线必须绘制在一个基准面上。
绘制草图的五个步骤：确定草图基准平面、选择草图状态、图形的绘制、图形的编辑、草图参数化修改。
确定草图基准平面：可以是特征树中已有的坐标平面，也可以是实体生中成的某个平面，还可以是构造出来的平面。构造基准平面有七个方式。
曲线投影是指一条曲线沿某一方向向一个作实体的基准平面投影，得到曲线在该基准面上的投影线。投影对象是空间曲线、实体的边、曲面的边，投影功能只有在草图下有效。
相关线包括曲面或实体的交线、边界线、参数线、法线、投影线等。
2、几何变换
几何变换使用在编辑图形和曲面方面，对实体无效。有平移、平面旋转、旋转、平面镜像、镜像、阵列和缩放七个功能。
（三）曲面造型
在构造完成决定曲面形状的关键线框后，选用各种曲面生成和编辑方法，在线框上构造所需定义的曲面来描述零件的外表面。
曲面生成方式有十种：直纹面、旋转面、扫描面、边界面、放样面、网络面、导动面、等距面、平面和实体表面。
（四）实体造型
又称是特征造型。CAXA制造工程师采用精确的特征造型技术，使设计过程简单、直观、准确。通常的特征包括：孔、槽、型腔、点、凸台、圆拄体、块、锥体、球体、管子等。
实体造型一般先在一个平面上绘制二维图形，然后再运用各种方式生成三维实体。
三、考核知识点
（一）线框造型和曲面造型
（二）实体造型
四、考核要求
了解设计造型与加工造型的区别
识记：产品的形状和配合的关系表达，工艺对造型的特殊要求，用各种线生成功能生成草图，保证草图必须是一个封闭的环。
理解：实际上机操作能力的训练
简单应用：利用草图生成特征。
综合应用：完成零件的造型设计、轨迹生成、轨迹编辑。
五、考核的具体要求
1、能（会）；熟练地应用各种方法来完成零件的线框（线架）造型。
2、能（会）；熟练地应用各种方法来完成零件的实体造型。
3、能（会）；熟练地应用各种方法来完成零件的曲面造型。
第六章 零件的加工方法
一、学习目的和要求
通过学习本
章后，掌握CAXA-XP制造工程师软件的各种零件加工方法。
二、课程内容
（一）刀具轨迹的生成
（二）知识库加工
（三）后置处理与加工代码
（四）加工轨迹编辑
（五）线架加工实例
（六）曲面造型的加工
（七）实体/曲面混合造型的加工
注意CAXA各类加工方法的特点
平面轮廓加工
功 能：平面轮廓加工主要用于加工外形及开槽，属于两轴半精加工方式。轮廓线可以是封闭轮廓，也可以是实体上的一部分。加工时需要构造出一个空间轮廓来。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取平面轮廓加工，设定参数表确定后，拾取加工轮廓和加工方向，再选择内、外轮廓，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
1、主要加工参数：
● 加工精度：既刀具轨迹和实际加工模型的偏差值。
● 拔摸斜度：表示两轴半加工时轮廓具有的倾斜度，与拔摸基准配合使用。
● 刀次：生成刀位的行数。（既每加工一层所用刀的次数）
● 顶层高度：加工零件的最高高度。设定为0则表示坐标系Z0在工件上表面；设定为工件高度值时则表示坐标系Z0在工件的底面。
● 底层高度：加工完成后，最后一层所在的高度。
CAXA中有一个坐标系，既是G54坐标系，可设在工件的顶或底面。
● 每层下降高度：每加工完一层后，加工下一层时刀具下降的高度。（注意：层中有行）
2、拐角过渡方式：尖角过渡和圆弧过渡两种。
3、走刀方式：单向和往复两种。
● 单向：抬刀连接，既加工到一行刀位的终点时，抬到安全高度，再沿直线快速走刀到下一行的首点的安全高度，按指定的下刀方式进刀，并沿着相同方向进行加工。
● 往复：直线连接，与单向不同的是在进给完一个行距后刀具沿着相反方向进行加工，行间不抬刀。
往复走刀效率高，但行间连接的质量差，用于粗铣。单向走刀有一致的刀纹，表面质量好。
4、轮廓补偿：在有轮廓加工的方式中，需要考虑刀具的大小，既相对于轮廓的补偿量。补偿是左偏还是右偏取决于加工是内轮廓还是外轮廓。有三种方式：
● ON：刀具中心线与轮廓重合，即不考虑补偿。
● TO：刀具中心线不到轮廓，相差一个刀具半径。
● PAST：刀具中心线超过轮廓一个刀具半径。
加工外轮廓时，用TO，如用PAST则变为内轮廓。（相当于一个是G41，另一个是G42）
加工内轮廓时，用TO，如用PAST则变为外轮廓。（相当于一个是G41，另一个是G42）
5、行距定义
方式：它是每层加工中刀具的吃刀量。
● 行距方式：确定最后加工完工件的余量及每两次加工之间的行距。
● 余量方式：可定义每次加工完的余量，最多可定义10次。
6、拔摸基准：用于工件的顶层轮廓和底层轮廓大小不一时，无需画出两个轮廓，只是指定顶层或底层为拔摸基准即可。
7、层间走刀：单向和往复两种。
定义与走刀方式相同，单向有抬刀，往复时加工完一层后不抬刀而直接进刀到下一层。
平面区域加工
功 能：平面区域加工方法主要用于加工中间有多个岛的平面加工轨迹，属于两轴半精加工方式。加工时需要构造出一个区域空间轮廓和岛的轮廓来。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取平面区域加工，设定参数表确定后，拾取加工轮廓和加工方向，再拾取岛，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
走刀方式：平行加工和环切加工两种。
● 平行加工：刀具以平行方式进行切削加工，可以改变与X轴的夹角。也有单向和往复之分。
● 环切加工：刀具以环绕轮廓走刀方式切削工件。可以选择从里向外或从外向里。
区域内是否抬刀
● 是：刀具以抬刀方式从一个区域到另一个区域。
● 否：刀具以环绕方式从一个区域到另一个区域。
3、岛参数
除了轮廓可选余量、斜度外，岛也可以改变这些参数，其含义与轮廓相同。
4、清根参数 加工型腔较深且吃刀量较大时，需要做清根处理。
5、其它参数 与平面参数相同。
曲面轮廓加工
功 能：曲面轮廓加工生成沿一个轮廓线加工曲面的刀具轨迹。加工时需要构造出一个空间轮廓来确定加工区域。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取曲面轮廓加工，设定参数表确定后，拾取加工曲面，再拾取干涉曲面，再拾取加工轮廓和加工方向，再选择内、外轮廓，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
基本相同于平面轮廓加工，有几点特殊说明：
1、行距和刀次：
● 行距表示刀位之间的距离。
● 刀次表示产生刀具轨迹的行数。
这两者是相互关联的，一般如果要加工轮廓内的曲面全部加工，又无法确定合适的刀次时，可以给出一个较大的数，系统会自动计算并删除多余的刀次。
2、给定轮廓线后，以轮廓线为界进行曲面加工。一次加工成型，不下层，属于精加工。
3、此时G54的Z0面为旋转轴所在的平面上。
曲面区域加工
功 能：曲面区域加工方法主要用于生成
加工曲面上的封闭区域（可以带岛）的刀具轨迹。加工时需要构造出一个区域空间轮廓和岛的轮廓来。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取曲面区域加工，设定参数表确定后，拾取加工曲面，再拾取干涉曲面，拾取加工轮廓和加工方向，再拾取岛，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
基本相同于曲面区域加工，有几点特殊说明：
1、走刀方式：平行加工和环切加工两种。
● 平行加工：刀具以平行方式进行切削加工，可以改变与X轴的夹角。也有单向和往复之分。
● 环切加工：刀具以环绕轮廓走刀方式切削工件。可以选择从里向外或从外向里。
2、行距与步长 步长为刀具轨迹的最小步距。
3、此时G54的Z0面为旋转轴所在的平面上。
投影加工
功 能：投影加工方法主要用于将已有的刀具轨迹投影到待加工曲面上而生成该曲面上的刀具轨迹。原有轨迹决定投影轨迹的X和Y向，加工曲面决定Z向。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取投影加工，设定参数表确定后，拾取加工轨迹，再拾取加工曲面，再拾取干涉曲面，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
基本相同于上述。
等高粗加工
功 能：等高粗加工方法主要用于生成大量去除毛坯材料的刀具轨迹。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取粗加工，设定参数表确定后，拾取毛坯，选择加工方向，再拾取加工曲面，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
基本相同于上述。有几点特殊：
1、毛坯类型：
● 拾取两点、拾取轮廓、拾取曲面三种。
● 毛坯切入方式：直接切入和外切入。
2、走刀类型：
● 层优先：既加工完这一层所有的内、外型后再加工下一层。
● 深度优先：加工有凸、凹槽的零件，则在加工到凹型部分时，先将这一部分的深度加工完后再加工其它部分。
3、使用技巧：
● 选择环切时，加工凸模最好选择从外向里，加工凹模选择从里向外。若不能确定时，选择从外向里。
● 最好选择端刀。若是球刀，第一刀的吃刀量太大，不利于切削。
● 最好用平行加工中的往复切削，空行程时候少，且行距可以达到刀具直径的70%。环切则不行。
等高精加工
功 能：等高精加工方法适合于较陡面的加工，按等高距离下降，一层一层地加工。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取等高线加工，设定参数表确定后，拾取加工
曲面，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
基本相同于上述。有几点特殊：
1、零件类型：有实体零件和模具零件的选择。
2、这种方法与曲面加工的区别在于，它在较陡面时有较多的刀次，而曲面加工则是固定的行距，在平缓处有较多的刀次，对于要求较高的曲面，常常用此方法。
参数线加工
功 能：参数线加工方法是沿曲面的参数线方向所产生的三轴刀具轨迹。可以对单个或多个曲面进行加工。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取参数线加工，设定参数表确定后，拾取加工曲面，拾取进刀点和加工方向，改变曲面方向，拾取干涉曲面，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
1、切削余量：
● 加工余量：对加工曲面的预留量。
● 干涉余量：对干涉面的预留量。
2、干涉检查：当曲面的曲率半径小于刀具半径时如不加干涉检查，会产生过切。
3、切削参数：
● 行距的定义方式：可以是以下三种，任选一种。
残留高度：加工后刀具轨迹在行进方向离加工曲面的最大距离。是球刀时特有。在加工较陡面时使用。
刀次：刀具轨迹的行数。
行距：每行刀位之间的距离。当加工曲面的曲率半径较大时或不需要精密尺寸时使用。
● 步长定义方式：
加工精度（误差）和步长。
● 每行进退刀方式：
垂直、直线、圆弧、矢量、强制。
4、限制面：
利用刀具轨迹遇到限制面时停止的特点，可以设置一定的限制面，从而可以与干涉面配合使用，在不同的场合下，取得更好的加工质量。如同时使用两个限制面，可以得到刀具轨迹每行的中间段。
限制线加工
功 能：限制线加工方法可以生成多个曲面的三轴刀具轨迹。刀具轨迹被限制在两系列线内，可以对曲面作整体处理，中间不抬刀。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取限制线加工，设定参数表确定后，拾取第一系列限制线，再拾取第二系列限制线，拾取进刀点和加工方向，拾取加工曲面，拾取干涉曲面，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：基本相同于参数线加工。
1、切削余量：
● 加工余量：对加工曲面的预留量。
● 干涉余量：对干涉面的预留量。
2、切削参数：
● 行距的定义方式：可以是以下三种，任选一种。
加工误差：刀具轨迹在步进方向的加工误差。
刀次：刀具轨迹的行数。
行距：每行刀位之间的距离。当加工
曲面的曲率半径较大时或不需要精密尺寸时使用。
轮廓精度：
● 每行进退刀方式：
垂直、直线、圆弧、矢量、强制。
导动加工
功 能：它是二维加工的扩展。是二轴半轨迹。它用轮廓线沿导动线平行运动生成轨迹。
操作说明：
从应用菜单中的轨迹生成中选取导动加工，设定参数表确定后，拾取加工曲面，拾取进刀点和加工方向，改变曲面方向，拾取干涉曲面，既可生成刀具轨迹。（左键拾取，右键确定）
加工参数：
基本参数同上，有一个参数截距：在导动方向上用弧长作为每一个截距。这也就表示每层的高度不同。
三、考核知识点
（一）CAXA-XP制造工程师软件的各种零件加工方法
（二）后置处理与生成G代码
（三）加工轨迹的编辑
四、考核要求
识记：各种刀具轨迹生成的方法。
理解：刀具库的设置。
简单应用：加工轨迹编辑的应用。
综合应用：实体/曲面混合造型加工的应用，后置处理方法及加工代码的生成。
五、考核的具体要求
1、能（会）；熟练地应用各种加工方法完成一般零件的加工。
2、能（会）；熟练地完成较复杂的零件的加工造型，加工轨迹生成、编辑，工艺参数设置等。
第七章 数控机床加工操作
一、学习目的和要求
通过学习本篇后，应了解加工零件的要求、工艺路线、机床特性；熟悉数控机床的操作的安全规定；正确掌握数控机床的开机和关机；熟练进行机床控制系统的操作。
二、课程内容
1．安全操作规定
2．机床控制系统操作
3．加工实例
三、考核知识点
（一）实际操作知识
（二）安全操作及机床的操作规程
四、考核要求
机床安全操作规定，机床控制系统操作。
识记：安全操作规程，机床控制系统的操作方法。
理解：加工过程的各种操作和参数设置。
简单应用：安全操作、对刀、程序的输入、编辑等。
综合应用：完成实际加工。
五、考核的具体要求
能（会）；能进行机床的实际编程与加工。
说明：由于本课程有2学分的实践环节，故可以安排在实践中考核。
Ⅲ 有关说明与实施要求
一、基本安排
1、课程学时安排
建议本课程总学时为112学时，其中包括实践性教学环节为32学时。
2、使用专业：机械工程及自动化 使用对象：本科四年级
3、成绩评定: 理论考试：30% 上机作业：40% 实验报告：30%
教学安排
教学内容 理论 实
验 第一章 自动编程系统概述 4 第二章 CAD/CAM系统 4 第三章 数控加工工艺与编程 24 第四章 CAD/CAM编程软件概论 4 第五章 零件的加工造型 20 第六章 零件的加工方法 20 第七章 数控机床的加工操作 4 综合实训 32 合计 112 32(其中) 二、关于课程内容与考核目标中有关提法的说明
1、考试大纲与指定教材的关系
本考试大纲是进行学习和考核的依据，指定教材是考试大纲所规定的课程内容的具体化，是学习掌握本门课程知识的基本内容和范围。本考试课程可采用由清华大学出版社出版的杨伟群，宋放之主编的《数控工艺员培训教程（数控铣）》《数控工艺员培训教程（数控车）》作为正式的教材。也可以参考其它教材。
2、关于考核目标的说明
为使考试内容具体化和考试要求标准化，本考试大纲在列出课程内容的基础上，对各章都规定了考核目标，包括考核知识点和考核要求，这是学习和掌握本门课程的考核内容和范围。明确考核目标，使考生进一步明确考试的内容和要求，更有目的地系统学习材料；使考试命题者更加明确命题范围和要求，更准确地安排试题的知识能力层次和难度。
本考试大纲在考核目标中，按照识记、理解、应用、综合运用四个层次规定其应达到的能力层次要求。四个能力层次要求是递进关系。各能力层次的含义是：
识记：要求考生能知道本课程中有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达。
理解：要求考生在识记的基础上，能全面把握本课程中的基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别和联系。
基本应用：要求考生在领会的基础上，能运用本课程的基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关理论和实际问题。
综合运用：深一步的提高。
三、自学方法的指导
《自动化制造系统》是自学考试自动化制造系统专业考生应考的一门专业课程。为帮助考生学习掌握这门课程，提出几点学习建议，供广大考生学习时参考：
1、教材为本
本教材是根据本门课程自学考试大纲的要求，是适合于自学考试的，它是大纲所规定的课程内容的具体化。考生要通过学习教材，获得本门课程的专业知识。因此，学习这门课程要求考生以教材为本，全面系统地进行自学。要准确地掌握教材中的基本概念，弄清弄懂自动化制造系统活动中各种基本规律的含义，按照教材中分析的原理、原则以及它们之间的
内在联系，进一步掌握本门学科的知识体系。我们学习《自动化制造系统》,就是要学习和掌握自动化制造系统的特点和规律，并把对自动化制造系统规律的认识和理解，转化为学前教育的行动指南，并有效的运用于自动化制造系统的时间活动中。所以，考生在复习应考时切忌化范围、挑重点，更不要猜题、押题，走捷径，把精力消耗在不必要的地方。
2、在理解的基础上识记
实践表明，以理解为基础的识记，无论是记忆的全面性、速度，还是精确性和牢固性都比机械识记好。因此，在学习时，要充分发挥考生自觉性高、理解力强的优势，勤奋思考，在理解的基础上进行识记。一个概念、一条原理、一项规律、一种学说，只靠机械重复、死记硬背是不行的，只有真正理解的知识才能印象深、记得牢，才有助于将所学知识纳入自己已有的认知结构，储存在长时记忆库中，随时可以提取。否则生吞活剥、不求甚解，不能举一反三、融会贯通，便达不到掌握教材的目的。
3、理论联系实际
学习理论，掌握规律，其目的是学习以致用，指导实践。本门学科是一门应用性很强的学科，它与学前教育活动中的许多方面都有密切的联系，为了更好的学习掌握教材，必须遵循理论联系实际的原则。考生在学习时，应自觉的将所学知识与本职工作的实际联系起来运用。这样，一方面可以增加感性认识，更深刻地领会教材的内容；另一方面可将知识转化为能力，提高自己分析问题和解决问题的本领，将这门课程学好、学活。
四.对社会助学的要求
1、社会助学者应根据本大纲规定的课程内容和考核目标，认真钻研指定教材，明确本门课程与其他课程不同的特点和学习要求，对考生进行切实有效的辅导，引导他们防止自学中的各种偏向，把握好社会助学的正确方向。
2、社会助学者应以教材为本，全面辅导，由于考试内容是全面的，覆盖面至全书各章，因此，应辅导考生全面系统地学习教材，掌握全部考试内容和考试知识点，切忌划范围，挑重点，或引导考生猜题、押题。
3、要辅导考生准确地掌握教材中的基本概念，这是构成本门学科体系的基石，是理解本门学科的知识、原理、规律的重要条件。在此基础上按照教材中不同层次和内在联系，了解和掌握本门学科的知识体系，弄清弄懂自动化制造系统活动中规律性的问题。
4、正确处理学习知识和提高能力的关系，努力引导考生将所学知识与生活实际联系起来，对照比较，分析研究，把所学知识和理论转化为能力，在全面辅导基础上，培养和提高自学考生分析
问题和解决问题的能力。
五、关于考试命题的若干问题
1、本课程的考试命题，应根据本大纲所规定的课程内容和考试目标来确定考试范围和考核要求，不要任意扩大和缩小考试范围，提高或降低考核要求。考试命题要覆盖到各章，并适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度，体现本课程的内容重点。
2、本课程在试题中对不同能力层次的要求的分数比例，一般为：识记占30%，理解占30%，应用占40%。
3、试题要合理安排难度结构。试题难易程度可分为易、较易、较难、难四个等级。每份试卷中，不同难易度试题的分析比例，一般为：易占20%、较易占30%、较难占30%、难占20%。必须注意，试题的难易度与能力层次不是一个概念，在各能力层次中都会存在不同难度的问题，切忌混淆。
4、本课程考试试卷采用的题型，一般有：名词解释题、单项选择题、简答题、填空题、编程题等组成。
附录 题型举例
一、单项选择题（请将正确答案的字母代号填在题后的括号中，多选错选不得分） （每题1分，共20分）
1、在铣削一个凹槽的拐角时，很容易产生过切。为避免这种现象的产生，通常采取的措施是：（ ）
A. 降低进给速度 B. 提高主轴转速
C. 提高进给速度 D. 更换直径大的铣刀，提高刀具的刚性
答案：A
二、填空题（每题2分，共10分）
已知零件的外围轮廓的零件图如下所示，该零件已进行过粗加工，留2mm余量。T02为直径20mm的立式铣刀，刀具补偿号为D05，工件厚度为20mm，。采用工艺路线采用左刀补，加工路线是OABCO，设O点为编程原点。请根据已有的语句在括号中填写正确的
程序。
G92 X0 YO Z50
G90 G00 X-20 Y-20
G00 Z-20 F150 S1000 T0101 M03
（ ）
X100
（ ）
G01 X400
Y300
（ ）
（ ）
G00 Z50 M05
（ ）
M30
G92 X0 YO Z50
G90 G00 X-20 Y-20
G00 Z-20 F150 S1000 T0101 M03
（G01 G42 D05 X0 Y0）
X100
（G02 X300 I100）
G01 X400
Y300
（G03 X0 I-200）
（G01 Y-20）
G00 Z50 M05
（G40 X0 Y0）
M30
三、上机编程题
零件的设计简单步骤：
打开CAXA-制造工程师软件。点选左边设计树中的平面XY。按F2绘制草图或点击
用同样的方法在实体的基础上创建草图，让后利用拉伸
实体出料的方法造出实体模型如下图所示：
完成零件插座板的造型，可对其进行加工与加工分析。
加工分析参见CAXA加工方法。
加工步骤和参数选择如下（略）
2
1
我们都不是好孩子！