2019年天津3537CNC雕刻机操作技能自考考试大纲

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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：CNC雕刻机操作技能

课程代码：3537、4313

第一部分课程性质与目标

－、课程的性质与特点

CNC雕刻机操作技能是精密机械技术专业（专科）的一门重要的专业课。CNC雕刻技术是传统雕刻技术与现代数控技术结合的产物，它秉承了传统雕刻精细轻巧、灵活自如的操作特点，同时利用了现代数控加工中的自动化技术，将二者有机的结合在一起，成为一种先进的雕刻技术。所有这些技术最终都是通过CNC雕刻机转化为真正的生产能力。使用CNC雕刻技术和CNC雕刻机已经成为雕刻行业的一种潮流。

二、课程目标与基本要求

学习本课程，使学生掌握精雕CAD/CAM软件JDPaint的使用，能独立运用JDPaint软件完成文字、纹理、图案、薄壁件产品、小型复杂曲面、艺术浮雕曲面等的加工；具备选择及刃磨刀具和加工方法、后置处理、生成数控加工程序，并在雕刻机上完成零件加工的能力。主要通过在计算机上机与在CNC雕刻机上实践相结合的教学方法，使学生在CAD/CAM软件的实际应用能力和雕刻机的操作能力方面获得必要的知识与技能。本大纲以JDPaint5.0为蓝本。

具体要求：

1、了解CNC雕刻的发展与特点，知道这门技术的应用范围和未来发展方向。

2、熟悉系统的结构和类型，软件的特点，操作原理和使用方法；了解软、硬件配置及选型原则。

3、掌握JDPaint5.0软件中的CAD建模方法，具有根据设计要求合理选择线框建模、曲面建模等各种建模方法并完成设计操作的能力。

4、熟悉JDPaint5.0软件的各种刀具路径的编制方法，在具备金属切削基本理论、机械制造工艺基本理论的基础上，能根据工件材料、加工要求等各种具体情况，合理选择刀具，确定切削用量等各种工艺参数。

5、了解软件在生产使用中与机床的联系，具备独立完成操作使用的能力。

6、掌握雕刻机的操作技能，具备独立完成典型产品加工的能力。

7、了解软件及雕刻机的基本性能，具备及时正确分析与处理常见操作故障的能力。

本课程实践性强，学习时应注意联系实际，完成足够的实践学时。

三、与本专业其他课程的关系

本课程是对专业基础课的综合应用，学习本课程的考生必须先掌握计算机应用、工程制图、机械加工工艺、机械制造基础等课程内容。

第二部分考核内容与考核目标

第1章CNC雕刻及其应用

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解CNC雕刻的特点、应用，掌握CNC雕刻流程及对产品的雕刻区域的精确评价指标。

二、考核知识点与考核目标

（一）CNC雕刻的特点（重点）

识记：CNC雕刻的概念

理解：CNC雕刻的特点

应用：CNC雕刻系统的流程图

（二）CNC雕刻的应用（次重点）

理解：雕刻产品的评价指标

应用：CNC雕刻在工业领域的应用

第2章CNC雕刻系统

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握CNC雕刻系统的组成及各部分的作用，了解雕刻机数控系统加工运动的特色及CNC雕刻机的分类等。

二、考核知识点与考核目标

（一）CNC雕刻系统的组成（重点）

识记：CNC雕刻机的结构特点

理解：CNC雕刻系统的组成及各部分的作用

应用：CNC雕刻机的应用特色

（二）雕刻机数控系统加工运动的特色及雕刻机的分类（一般）

识记：雕刻机数控系统加工运动的特色

理解：雕刻机的分类、特点

应用：典型机型的应用范围

第3章基础知识

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握制图的基本知识、金属切削知识与刀具以及常用测量工具的使用。应能够读懂机械制图中机件的形状、方位和标注尺寸，正确选择刀具及切削用量，正确使用量具等。

二、考核知识点与考核目标

（一）金属切削知识与刀具（重点）

识记：切削用量的概念、刀具分类及特点

理解：提高切削用量的途径

应用：CNC雕刻加工切削用量的选择

（二）制图基础知识（次重点）

识记：视图的表达方法

理解：图样的比例及尺寸标注基本方法

应用：识读图样

（三）常用测量工具（一般）

识记：常用测量工具的结构与工作原理

理解：常用测量工具的读数方法

应用：常用测量工具的使用

第4章绘图与编辑基础知识

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解JDPaint软件的图形绘制功能，掌握图形的有关编辑操作命令、图形变换和转换操作，刀具路径编程基础操作等。应能够快速准确绘制二维图形，并能够根据给出的图像进行抄图，然后进行刀具路径编程。

二、考核知识点与考核目标

（一）刀具路径编程基础操作（重点）

识记：刀具路径、加工模拟等相关术语的概念

理解：刀具路径生成的流程及相关参数设置

应用：刀具路径编程实例

（二）抄图（次重点）

识记：抄图的概念及目的

理解：抄图方法

应用：抄图实例

第5章机床基本操作方法

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握CNC雕刻机的基本操作方法。能够独立操作CNC雕刻机。本教材选用的机床为北京精雕科技有限公司生产的睿雕GDCarver280，控制系统为JD40系统，控制软件为EN3D6.0。

二、考核知识点与考核目标

（一）CNC雕刻机床手工操作及控制软件基本操作（重点）

识记：EN3D6.0加工程序编辑界面和雕刻控制界面组成部分和功能

理解：定义手工运动步长的方法及功能键

应用：手工操作机床

（二）工件及刀具的装夹（次重点）

识记：刀具装夹过程中的注意事项

理解：规则工件与不规则工件的装夹方法

应用：正确合理装夹工件及刀具

（三）切削液的使用（一般）

识记：切削液的作用

理解：CNC雕刻加工中常用材料的冷却方法

应用：正确使用切削液

第6章基本雕刻流程

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握CNC雕刻机的基本雕刻流程。能够按照雕刻流程进行工件的加工。

二、考核知识点与考核目标

（一）雕刻加工流程（重点）

识记：雕刻流程的概念

理解：CNC雕刻加工的基本流程

应用：雕刻实例

第7章锥度平底刀修磨方法

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握磨刀机的使用方法，锥度平底刀修磨方法。能够校准磨刀机并修磨锥度平底刀。

二、考核知识点与考核目标

（一）锥度平底刀磨制方法（重点）

识记：开半径、磨制后角和锥角、点尖和测量的步骤及注意事项

理解：锥度平底刀各部分及角度识别

应用：磨刀操作步骤

（二）磨刀机使用及校准（次重点）

识记：磨刀机的功能与结构

理解：磨刀机的校准方法

应用：磨刀机的校准与保养

（三）锥度平底刀修磨方法（一般）

理解：锥度一致性的保证措施

应用：平底刀修磨方法

第8章加工程序管理编辑操作

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握CNC雕刻过程中的加工程序管理编辑操作相关内容的设置方法，能熟练进行加工程序管理编辑、合理选择雕刻方式以及刀具、系统参数设置等。

二、考核知识点与考核目标

（一）编辑操作（重点）

识记：编辑菜单各命令的功能

理解：路径选取方法与参数设置

应用：操作中合理选用各功能

（二）文件管理（次重点）

识记：文件管理功能菜单包括的内容

理解：文件管理功能的操作方法。

应用：在EN3D6.0中进行文件管理操作

（三）视图操作（重点）

识记：EN3D6.0中视图菜单中各命令的作用与操作方法。

应用：在EN3D6.0中进行视图操作。

第9章雕刻控制操作

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握EN3D的“雕刻加工”界面相关内容的设置方法，能在工件生成刀具路径前合理设置主轴转速、进给速度、工件大小、材料、加工参数等。

二、考核知识点与考核目标

（一）雕刻基本操作控制（重点）

识记：雕刻控制操作包括的内容

理解：控制雕刻机电动机转速变化、进给速度改变、运动步长定义及手工控制机床和开始加工等工作的设置方法。常用快捷键。

应用：使用“雕刻加工”界面各按钮设置相关参数

（二）特例运动控制（次重点）

识记：四种特例运动

理解：四种特例运动的功能

应用：四种特例运动的控制方法

（三）特殊加工功能及其他功能（一般）

识记：阵列循环加工的应用场合。常用功能键及参数设置。

理解：特殊加工功能及其他功能参数设置

应用：简单几何图形加工参数设置

第10章CNC雕刻机的使用、维护与保养

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握CNC雕刻机的使用规范，机械部件的维护、数控系统的维护。应能够规范操作机床，做好预防性维护工作，提高数控机床的使用寿命。

二、考核知识点与考核目标

（一）CNC雕刻机的使用规范（重点）

识记：CNC雕刻机对使用环境的要求

理解：机床使用注意事项

应用：机床的使用规范

（二）CNC雕刻机的维护与保养（次重点）

理解：机床机械部件和数控系统的维护与保养

应用：机械部件和数控系统的日常维护

第11章典型加工实例

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握常见材料的加工性能和加工方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）黄铜高频模加工（重点）

识记：黄铜的特性与用途

理解：高频模的加工要求

应用：雕刻加工过程

（二）精密冲头加工（重点）

识记：精密冲头的加工要求

理解：刀具轨迹生成

应用：雕刻加工过程

第12章曲面修补与编程操作

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握曲面修补与编程操作。

二、考核知识点与考核目标

（一）曲面编程操作（重点）

识记：影响工件加工精度的因素

理解：加工域的限定与保护

应用：型腔凹模类型模具的加工过程

（二）曲面修补（次重点）

识记：曲面修补的应用场合

理解：IGES文件输入到JDPaint中的过程

应用：曲面修补的方法

第13章CNC雕刻机操作

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握CNC雕刻机操作。

二、考核知识点与考核目标

（一）工件原点定义（重点）

识记：精确找点与分中的定义

理解：XY、Z轴原点的定义方法

应用：工件表面无对刀基准时的定义方法

（二）工件装夹、找正操作（次重点）

识记：机床夹具的作用、分类、组成

理解：工件装夹的常用方法

应用：工件装夹的基本要求

（三）成品检验及工件拆卸（一般）

理解：成品检验内容与方法

应用：工件拆卸的方法

第14章整体立铣刀的修磨方法

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握整体立铣刀的修磨方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）双刃牛鼻刀的修磨（重点）

识记：牛鼻刀修磨原理

理解：修磨注意事项

应用：牛鼻刀的磨制过程

（二）球头刀的修磨（次重点）

理解：修磨注意事项

应用：球头刀的修磨过程

第15章加工状态判断及调整

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应掌握工件加工中的在线检验方法，正确判断加工及刀具磨损状态，并及时作出调整。

二、考核知识点与考核目标

（一）工件加工中的在线检验及刀具磨损状态判断（重点）

识记：刀具磨损的几个阶段、

理解：影响刀具磨损的因素和降低刀具磨损的方法

应用：工件加工中的在线检验内容

（二）加工状态的判断与调整（次重点）

理解：加工状态的判断方法

应用：不正常加工状态的调整

（三）意外情况的处理（一般）

理解：常见意外情况分析

应用：意外情况处理顺序与方法

第16章常见加工材料加工性能及试切加工

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解常见雕刻材料的加工性能，合理选择加工参数，进行新材料试切加工。

二、考核知识点与考核目标

（一）常见加工材料的加工性能（重点）

识记：材料的切削加工性能等级

理解：影响加工性能的因素

应用：材料的相对切削加工性能

（二）刀具切削速度与主轴转速（次重点）

识记：切削速度的概念

理解：合理选择切削速度和主轴转速的意义

应用：主轴转速的计算

（三）试切加工（一般）

识记：试切加工的目的

理解：新材料试切加工的方法

应用：试切中的操作参数调整

第17章常见操作故障分析与处理

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解加工中常见操作故障并对其进行分析，正确处理各类故障。

二、考核知识点与考核目标

（一）加工质量不高分析与处理（重点）

理解：影响加工质量的因素

应用：提高加工质量的方法

（二）加工断刀频繁分析与处理（次重点）

识记：断刀原因分析

理解：减少断刀的方法

应用：加工中避免断刀原因的存在，减少断刀

（三）机床运行故障（一般）

识记：机床运行故障分类

理解：常见故障原因

应用：常见故障处理方法

第三部分实践环节

实验：CNC雕刻机操作实践

一、考核的目的与要求

通过本实验的学习，学生应掌握雕刻CAD/CAM软件操作、CNC雕刻机的基本操作方法、常见故障及其排除方法，并能够完成典型零件的加工。

二、考核的内容

阶段一：CNC雕刻机的基本操作

1、机床开启及回原点。

2、控制软件基本操作。

3、手工控制机床操作。

阶段二：绘图与刀具路径编程基础操作

1、平面绘图与编辑变换。

2、刀具路径编程基础操作。

阶段三：加工程序管理编辑与雕刻控制操作

1、NC程序文件调入及编辑操作。

2、雕刻控制操作。

阶段四：典型曲面编程操作

1、曲面数据输入与修补操作。

2、雕刻参数设定及路径生成。

阶段五：CNC雕刻机加工操作

1、刀具、工件装夹，定位找正。

2、工件原点定义操作。

3、切削液的选择调备。

4、尺寸检验及精度控制。

5、学会排除程序及加工方面的常见故障。

6、综合以上内容完成典型零件的加工。

三、考核方式与环境要求

1、考核环境：CNC雕刻机加工技术实验室睿雕JDCarver280机床，控制系统为JD40系统，控制软件为EN3D6.0。

2、考核方式：该课程实践操作结束后直接进行CNC雕刻机实践操作的终结性考核。采用”优、良、中、及格、不及格”五级评分制。

第四部分有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

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

《CNC雕刻机操作技能》李渊志主编中国劳动社会保障出版社2006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6学分，其中理论课2学分，实践课4学分，建议总助学课时108学时，课时分配如下：

五、关于命题考试的若干规定

(包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考试方法和考试时间等)

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。

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60％、"应用"为20％。

3、试题难易程度应合理：易、较易、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：填空题、问答题、计算题等。

6、理论考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。

六、题型示例（样题）

（一）填空题

1、精雕CNC雕刻系统由、两部分组成。

2、CNC雕刻加工中，切削用量的选择原则是。

（二）问答题

1、简述CNC雕刻加工的基本流程。

2、简述锥度平底刀的“二刃、三面、四角”。

（三）计算题

1、某种钢材的允许切削速度范围为40～60m/min，如果使用直径为8mm的平底铣刀进行加工，使用的主轴电动机转速范围为3000～18000r/min,应该将主轴转速设置为多少比较合适？

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