《精密加工与特种加工》（2213）自学考试大纲
Ⅰ 课程性质与设置目的 一、课程性质和任务
《精密加工与特种加工》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
。它的实践性很强，既要掌握数控技术概念，又要掌握数控机床的结构，还要动手编程。为了使从事机械行业的人士通过该课程的学习和考试，掌握数控加工的基础知识，具备数控编程的能力。本考试课程所用教材是《数控机床与编程》，刘书华主编，机械工业出版社。本课程的先行课是《数控技术及应用》，
二、教学目的
本课程的目的在于，使参试者了解数控技术基本概念，初步掌握数控机床的组成和机械结构的组成及其各部分的特点，初步掌握编程基本指令，能对较复杂的零件进行编程，同时也为后继课程的学习打下坚实的基础。
三、课程要求
《精密加工与特种加工》是一门应用性很强的课程，它所涉及的内容也十分广泛。本课程的具体要求是，使参试者比较全面系统地初步掌握数控技术的基本概念、数控机床的组成、机械结构的组成及其各部分的特点，初步掌握编程基本指令。所选取的内容包括以下几个方面：数控机床概述，数控系统及其应用，数控机床的机械结构，数控加工系统的工艺装备，数控加工工艺基础，数控编程。
参试者在学习本课程中应把重点放在三方面：一是掌握数控机床的机械结构各方面的知识，二是掌握数控加工系统的工艺装备和数控加工工艺基础，三是掌握数控编程中所用的各项指令。
Ⅱ 考试内容与考核目标
第一章 数控机床概述
一、学习目的和要求
1、了解数控机床的产生和发展过程 2、了解数控机床的特点及应用
3、理解数控系统的组成和工作原理的基本知识 4、了解数控机床的分类的方法
二、课程内容
（一）数控机床的产生和发展 1、数控机床的产生 2、计算机数控
3、数控机床和数控系统的发展 4、机械制造系统的发展
（二）数控机床的特点及应用 1、数控机床的优点 2、数控机床应用范围
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（三）数控机床的组成和工作原理 1、数控机床的组成 2、数控机床的工作原理 3、数控系统的主要工作过程 （四）数控机床的分类 1、按控制系统的特点分类
2、按执行机构的伺服系统类型分类 3、按加工方式分类 4、按照功能水平分类
三、考核知识点
（一）数控机床的特点及应用 （二）数控机床的组成和工作原理 （三）数控机床的分类
四、考核要求
（一）数控机床的特点及应用 识记：数控机床的优点 识记：数控机床应用范围
（二）数控机床的组成和工作原理 理解：数控机床的组成 理解：数控机床的工作原理
简单应用：在实际生产中观察数控机床加工零件的过程 （三）数控机床的分类
识记：按控制系统的特点分类
识记：按执行机构的伺服系统类型分类 识记：按加工方式分类 识记：按照功能水平分类
简单应用：现场判别数控机床的类别
第二章 数控系统及其应用一、学习目的和要求
1、了解数控系统的基本硬件结构基本知识
2、了解数控系统控制软件的功能与结构的基本知识 3、了解经济型数控系统的构成原理 4、了解数控系统的选用方法
二、课程内容
（一）数控系统的基本硬件结构 1、基本硬件构成 2、微机基本系统 3、接口
（二）数控系统控制软件的功能与结构 1、控制软件的结构 2、数控系统的功能
（三）经济型数控系统的构成原理
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1、经济型数控系统的概述 2、数控系统的硬件组成 3、数控系统的软件组成 （四）数控系统的选用方法 1、数控系统与机床的配合 2、数控机床的精度
三、考核知识点
（一）数控系统的基本硬件 （二）数控系统的选用
四、考核要求
识记：基本硬件构成 识记：微机基本系统 识记：接口
（二）数控系统的选用
识记：数控系统与机床的配合 识记：数控机床的精度
应用：现场收集数控系统与机床配合的资料
第三章 数控机床的伺服系统
一、学习目的和要求
1、了解伺服系统的基本情况 2、掌握步进电机驱动系统知识
3、了解直流伺服电机和交流伺服电机的特性
二、课程内容
（一）概述
1、数控机床对伺服系统的要求 2、伺服系统常用的驱动元件 （二）步进电机驱动系统 1、步进电机及其工作原理 2、步进电机的参数选择 3、步进电机的控制与驱动
（三）直流伺服电机和交流伺服电机的特性
三、考核知识点
步进电机驱动系统
四、考核要求
步进电机驱动系统
理解：步进电机及其工作原理 识记：步进电机的参数选择 识记：步进电机的控制与驱动
简单应用：实际了解步进电机的工作情况
第四章 数控机床的位置检测装置
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（一）数控系统的基本硬件
一、学习目的和要求
1、了解数控机床位置检测装置的基本知识 2、了解编码器和编码盘的基本知识 3、了解光栅装置的基本知识 4、了解磁栅装置的基本知识
5、了解旋转变压器测量装置的基本知识 6、了解同步感应器测量装置的基本知识
二、课程内容
1、开环、闭环、半闭环系统
2、数控机床对检测装置的要求、检测装置分类 （二）编码器和编码盘 1、增量式光电编码器 2、编码盘测量装置 （三）光栅测量装置 1、光栅测量的工作原理
2、光栅测量装置的数字变换线路 3、读数头
4、等倍头透镜系统 （四）磁栅测量装置 1、磁栅测量装置的组成 2、磁头 3、检测电路
（五）旋转变压器测量装置 1、旋转变压器的结构
2、旋转变压器的组成及工作原理 3、相位工作方式 4、幅植工作方式
5、感应同步器测量装置 6、感应同步器的结构 7、感应同步器的工作原理
三、考核知识点
（一）开环、闭环、半闭环系统
（二）数控机床对检测装置的要求、检测装置分类 （三）光栅测量装置工作原理
四、考核要求
（一）概述
识记：开环、闭环、半闭环系统 识记：数控机床对检测装置的要求 识记：检测装置分类 （二）光栅测量装置
识记：光栅测量的工作原理
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（一）概述 识记：光栅测量装置的数字变换线路 识记：读数头
识记：等倍头透镜系统
第五章 数控机床的机械结构
一、学习目的和要求
1、了解数控机床的总体结构知识 2、了解数控机床机械结构要求的范围 3、理解数控机床的主传动系统设计方法 4、了解同步带传动的基本知识
5、理解数控机床的进给传动的系统类型 6、了解数控机床的液压与气压传动系统 7、理解机床支承件的功用和要求 8、理解数控机床导轨功用和要求
二、课程内容
（一） 数控机床的总体结构 1、数控机床机械结构的组成 2、数控机床的总体布局 1、高刚度 2、高抗振性
3、高的低速运动平稳性 4、高的定位精度
5、热变形对加工精度的影响 6、人机关系要求
1、对主传动系统的要求 2、数控机床主轴的调速方法 3、分级变速系统的设计 4、无级变速传动链的设计 5、主轴部件及主轴箱 6、高速主轴的设计 1、同步带传动的特点 2、同步带结构和规格 3、带轮结构
1、滚珠丝杠传动 2、静压丝杠螺母副 3、双导程蜗杆蜗轮副 4、齿轮传动副 5、直线电动机系统
1、电动系统与液压系统的比较
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（二）数控机床机械结构要求（三）数控机床的主传动系统（四）同步带传动（五）数控机床的进给传动系统（六）数控机床的液压与气压传动系统
2、气压系统与的比较 3、液压传动系统 4、气压传动系统 （七）机床支承件
1、机床支承件及其功用 2、对机床支承件的基本要求
3、数控机床机床支承件的结构特点 4、床身 5、立柱
1、机床导轨的功用 2、导轨的基本
3、导轨的基本类型及特点 4、数控机床常用的滑动导轨 5、滚动导轨
三、考核知识点
（一）数控机床的总体结构 （二）数控机床机械结构要求
（三）数控机床的主传动系统设计方法 （四）带传动
（五）数控机床的进给传动的系统 （六）数控机床的液压与气压传动系统 （七）机床支承件 （八）数控机床导轨
四、考核要求
（一）数控机床的总体结构
识记：数控机床机械结构的组成 识记：数控机床的总体布局
简单应用：现场观察各类数控机床的总体布局（二）数控机床机械结构要求 识记：高刚度 识记：高抗振性
识记：高的低速运动平稳性 识记：高的定位精度
识记：热变形对加工精度的影响 识记：人机关系要求
理解：对主传动系统的要求 理解：数控机床主轴的调速方法 理解：分级变速系统的设计 理解：无级变速传动链的设计 理解：主轴部件及主轴箱 识记：高速主轴的设计
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（八）数控机床导轨 （三）数控机床的主传动系统 综合应用：设计分级变速系统 （四）同步带传动
识记：同步带传动的特点 识记：同步带结构和规格 识记：带轮结构
（五）数控机床的进给传动系统 理解:滚珠丝杠传动 识记：静压丝杠螺母副 识记：双导程蜗杆蜗轮副 理解:齿轮传动副
识记：直线电动机系统
简单应用：现场观察滚珠丝杠、齿轮传动副的结构 （六）数控机床的液压与气压传动系统 识记：电动系统与液压系统的比较 识记：气压系统与的比较 识记：液压传动系统 识记：气压传动系统 （七）机床支承件
识记：机床支承件及其功用 识记：对机床支承件的基本要求
识记：数控机床机床支承件的结构特点 识记：床身 识记：立柱
简单应用：现场观看数控机床的支承件结构 （八）数控机床导轨 理解：机床导轨的功用 识记：导轨的基本要求
理解：导轨的基本类型及特点 识记：数控机床常用的滑动导轨 识记：滚动导轨
简单应用：现场观察各类导轨的结构
第六章 数控加工系统的工艺装备
一、学习目的和要求
1、数控刀具系统的基本知识
2、理解自动换刀系统的各类自动换刀装置 3、了解数控夹具系统基本知识 4、了解回转工作台基本知识
二、课程内容
（一）数控刀具系统
1、数控机床对刀具的要求
2、机床所用刀具材料的类型及选择 3、数控车床刀具
4、加工中心的刀具系统
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5、刀具的预调
（二）各类自动换刀装置 1、转塔式自动换刀装置
2、刀库式自动换刀装置、夹具的要求、选用方法、典型结构 （三）数控夹具系统 1、数控夹具的要求 2、选用方法
3、各类数控夹具的典型结构 （四）回转工作台 1、数控回转工作台 2、分度工作台
三、考核知识点
（一）数控刀具系统 （二）各类自动换刀装置 （三）数控夹具系统 （四）回转工作台
四、考核要求
（一）数控刀具系统
识记：数控机床对刀具的要求、
识记：数控机床所用刀具材料的类型及选择 理解：数控车床刀具
识记：加工中心的刀具系统 理解：刀具的预调
简单应用：学会使用光学数显刀具预调仪 （二）各类自动换刀装置 理解：转塔式自动换刀装置 理解：刀库式自动换刀装置
简单应用：现场观察各类自动换刀装置的类型和工作原理 （三）数控夹具系统 识记：数控夹具的要求
识记：数控夹具的选用方法 识记：各类数控夹具的典型结构 （四）回转工作台
识记：数控回转工作台 识记：分度工作台
第七章 数控加工工艺基础
一、学习目的和要求
1、理解数控加工技术的知识
2、理解数控加工工艺设计各方面的内容
3、了解零件的结构设计与数控加工工艺性的知识
二、课程内容
（一）数控加工技术概述
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1、数控加工工艺的概念 2、数控加工工艺的主要内容 3、数控加工的工艺特点 4、数控加工的特点
5、数控加工的工艺适应性 （二）数控加工工艺设计
1、数控加工工艺设计的主要内容 2、数控加工工艺的设计
3、数控加工零件的工艺性分析 4、数控加工的工艺路线设计 5、数控加工工序的设计
6、数控加工专用技术文件的编写
（三）零件的结构设计与数控加工工艺性
三、考核知识点 （一）数控加工技术概述
（二）数控加工工艺设计
四、考核要求
（一）数控加工技术概述 识记：数控加工工艺的概念 识记：数控加工工艺的主要内容 理解：数控加工的工艺特点 理解：数控加工的特点
理解：数控加工的工艺适应性
简单应用：现场选择适合数控加工的零件 （二）数控加工工艺设计
识记：数控加工工艺设计的主要内容 理解：数控加工工艺的设计
理解：数控加工零件的工艺性分析 理解：数控加工的工艺路线设计 理解：数控加工工序的设计
识记：数控加工专用技术文件的编写
综合应用：选择适合数控加工的零件，确定其数控加工工艺，设计数控加工的工艺路线
第八章 数控编程
一、学习目的和要求
1、掌握程序编制的基础知识 2、掌握车床编程的方法 3、掌握数控车床编程实例 4、掌握加工中心程序编制方法
二、课程内容
（一）程序编制的基础 1、程序编制的基本概念 2、程序结构与格式
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3、数控机床坐标系 4、数控系统指令功能 （二）数控车床编程基础 1、数控车床的编程特点 2、编程规则
3、数控车床的坐标系和运动方向 4、数控车床常用指令 （三）数控车床编程实例 （四）加工中心程序的编制 1、基本代码使用 2、刀具半径补偿 3、子程序
4、孔加工固定循环 5、镜像指令 6、自动回归原点 7、刀具补偿长度
三、考核知识点
（一）程序编制的基础 （二）数控车床编程基础 （三）加工中心程序的编制
四、考核要求
（一）程序编制的基础
理解：程序编制的基本概念 理解：程序结构与格式 理解：数控机床坐标系 理解：数控系统指令功能
简单应用：现场判别数控坐标系的方向
综合应用：现场操作设定机床坐标系、工件坐标系（二）数控车床编程基础 理解：数控车床的编程特点 理解：编程规则
理解：数控车床的坐标系和运动方向 理解：数控车床常用指令
简单应用；对车床常用指令进行运用 综合应用：对具体零件进行编程 （三）加工中心程序的编制 理解：基本代码使用 理解：刀具半径补偿 理解：子程序
理解：孔加工固定循环 理解：镜像指令 理解：自动回归原点 理解：刀具补偿长度
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简单应用：对加工中心常用指令进行运用 综合应用：对具体零件进行编程
Ⅲ 有关说明与实施要求
为了使本大纲的规定在个人自学、社会助学和考试命题中得到贯彻落实，现对有关问题作如下说明，并提出具体实施要求。
一、自学考试大纲的目的和作用
课程自学考试大纲是根据专业自学考试计划要求，结合自学考试的特点而制定的。目的在于对个人自学、社会助学和课程的考试命题进行指导和规定。自学考试大纲是编写自学考试教材和辅导书的依据，是社会助学组织进行自学辅导的依据，是自学者学习教材、掌握课程内容知识范围和程度的依据，也是进行自学考试命题的依据。
二、自学考试大纲与教材的关系
自学考试大纲是进行学习和考核的依据，教材是学习掌握课程知识的基本内容与范围，教材内容是大纲所规定的课程知识和内容的扩展和发挥。
大纲与教材所体现的课程内容内容应基本一致。大纲里面的课程内容和考核知识点，教材里面一般也应有；教材里面有的内容，大纲里不一定体现。若教材中的内容与大纲要求不一致，以大纲为准。
三、关于自学教材与主要参考书
1、指定教材： 刘书华主编，《数控机床与编程》机械工业出版社，2001年（第1版）高等工科院校适用教材
2、参考读物：
[1] 廖效果主编 《数字控制机床》华中科技大学出版1992年第1版社 [2] 王宝成主编《数控机床与编程实用教程》天津大学出版社2005年
四、关于自学要求与自学方法的指导
本大纲的课程基本要求是依据专业考试计划和专业培养目标而确定的。课程基本要求还明确了课程的基本内容，以及对基本内容掌握的程度。基本要求中的知识点构成了课程内容的主体部分。因此，课程基本内容掌握程度、课程考核知识点是高等教育自学考试考核的主要内容。
五、关于考核内容和目标的说明
本课程要求考生学习和掌握的知识点内容都是考核内容。课程中各章的内容均由若干知识点组成，在自学考试中成为考核知识点。因此，课程自学考试大纲中所规定的考试内容是以分解为考核知识点的方式给出的。由于各知识点在课程中的地位、作用以及知识自身内容的特点不同，自学考试将对各知识点分别按照认知层次确定其考核要求。在考试目标中，按照识记、理解、简单应用、综合应用四个层次规定其应达到的能力要求。四个层次是等级递进关系。各能力层次的含义是：
识记：能够知道本课程中有关的理解、识记、原理、知识的含义，并且能够正确认识和表达。
理解：在识记了解的基础上，能把全面把握本课程中的基本概念、基本原理和基本方法，能够掌握有关概念、原理、方法的区别和联系。
简单应用：在领会的基础上，能够运用本课程中的基本概念、基本原理、基本方法中的
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知识分析和解决一般理论或实际问题。
综合应用：在简单应用的基础上，能够运用本课程中的基本概念、基本原理、基本方法中的知识综合分析和解决较深的理论或较难的实际问题。
六、对社会助学的要求
1、社会助学者应明确本课程的性质与设置要求，根据本大纲规定的考试内容和考核目标，把握指定教材的基本内容，对自学者进行切实有效的辅导，引导他们掌握正确的学习方法，防止自学中的各种偏向，体现社会助学的正确导向。
2、要正确处理基本概念、基本知识、基本原理和应用能力的关系。要适当联系实际，努力引导自学应考者将基础理论知识转化为认识、分析和解决实际问题的能力。
3、要正确处理重点和一般的关系。课程内容有重点和一般之分，而考试内容则是全面的，分布到各章。社会助学者应指导自学应考者对教材进行系统全面的复习，在全面辅导的基础上，突出重点，把重点辅导与兼顾一般相结合。切忌孤立地抓重点，把自学者引向猜题押题。
七、关于试卷结构及考试的有关说明
1、本大纲各章所规定的考核要求中各知识点都是考试的内容。试题覆盖到章，适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。
2、命题不应有超出大纲中考核知识点范围的试题，考核目标不得高于大纲中所规定的相应最高能力层次要求。
4、试题的难度可分为：容易，较难，难；它们在试卷中所占分数比例依次大致为：40%、20%、40%。
5、试题的题型有：选择题、判断题、编程题。
6、考试方式为笔试、闭卷；考试时间为120分钟；60分为及格线。考试时只允许带钢笔或圆珠笔、2B铅笔和橡皮、计算器。
….
附录 题型举例
一、选择题：（每题2分，共计40分）
1、以下指令代码中，辅助性工艺指令代码是 ：（ D ） A．G01 B. T0101 C. F100 D. M03 2、指令G40的含义是：（ c ）
A.刀具左补偿 B. 刀具右补偿 C.取消刀具补偿 D.刀具长度补偿 3、加工箱体类零件平面时，应选择的数控机床是：（ b ）
A. 数控车床 B. 数控铣床 C. 数控钻床 D. 数控镗床 4、下列指令中属于非模态代码指令是：（ c ）
A. G90 B. G91 C. G04 D. G54 5、在G54中设置的数值是：（ a ）
A. 工件坐标系的原点相对机床坐标系原点偏移量 B.刀具的长度偏差值 C. 工件坐标系原点 D. 工件坐标系的原点相对对刀点的偏移量 6、G90 G01 X50.0 Y-20.0 F 表示：（ c ）
A.刀具快速移动到X=50，Y=-20处 B. 编程错误 C.刀具按进给速度移动到X=50，Y=-20处
D. 刀具快速向X正方向移动50，Y负方向移动20
7、考虑刀具与工件相对运动关系及坐标系方向，编程时采用（ B ）原则。
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A.刀具固定不动，工件移动。 B.工件固定不动，刀具移动。 C. 由机床说明书决定。
D. 分析机床运动关系后，再根据实际情况确定。 8、刀具长度补偿的地址用：（ B ）
A. D B. H C. R D. J 9、地址编码A的意义是：（ A ）
A. 围绕X轴回转运动的角度尺寸 B. 围绕Y轴回转运动的角度尺寸 C. 平行于X轴的第二尺寸 D. 平行于Y轴的第二尺寸 10、刀具远离工件的运动方向为坐标的（ c ）方向。
A .右 B. 左 C. 正 D. 负
11、数控系统将所收到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以（ C ）形式向伺服系统发出执行命令。
A. 输入信号 B. 脉冲信号 C. 位移信号 D. 反馈信号 12、步进电机输出的角位移与（ A ） 成正比。
A．脉冲数目 B. 脉冲频率 C. 脉冲当量 D. 以上都是 13、数控机床中常用的测量直线位移的测量元件是：（ C ）
A．光电编码盘 B.旋转变压器 C.光栅 D.测速发电机 14、在数控机床上，下列划分工序的方法中错误的是：（ d ） A. 按所用刀具划分工序 B. 以加工部位划分工序
C. 按粗、精加工划分工序 D. 按不同的加工时间划分工序 15、关于加工中心编程时，下面哪种说法是错误的：（ c ）
A. 进行合理的工艺分析 B. 自动换刀要有足够的空间 C. 尽量采用机内对刀 D. 尽量采用工序集中
16、如果要用数控机床钻直径5mm深100mm的孔是，钻孔循环指令应选择：（ B ） A. G81 B. G83 C. G84 D. G76 17、数控机床的控制装置包括：（ C ）
A. 伺服电机和驱动系统 B. 程序载体和光电阅读机
C. 信息处理、输入输出装置 D. 位移、速度检测装置和反馈系统 18、下列刀具中，（ b ）的刀位点是刀头底面的中心。
A. 车刀 B. 立铣刀 C. 球头铣刀 D. 镗刀 19、程序编制中，首件试切的作用是：（ c ） A. 检验零件图样的正确性 B. 检验零件工艺方案的正确性
C. 检验程序单或控制介质的正确性，并检验是否满足加工精度的要求 D. 仅检验数控穿孔带的正确性
20、半闭环控制伺服进给系统的检测元件一般安装在：（ B ）
A. 工作台上 B. 丝杠一端 C. 工件上 D. 导轨上 二、判断题 （每题2分，共计20分, 对打∨，错打×） 1、M21是Y轴镜像。(C )
2、当使用主轴转速切削功能时，必须使用G97进给。( D )
3、在数控程序中绝对坐标与增量坐标可单独使用，也可交叉使用。( d ) 4、G50指令一般放在程序第一段，该指令不引起机床动作。( D ) 5、G99 G04 U3表示暂停3s( C ).。
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6、M00与M02两个指令都是程序结束，其含义是一样的.( c ) 7、圆弧指令中的J是圆心相对与起点的距离。( C ) 8、G00与G01指令在加工程序中可以互相替代。( c ) 9、在圆弧插补程序段内不能有刀具功能。(d )
10、程序G28 U0 W0 表示刀具从当前位置返回机械原点。 ( d ) 三、编程题 每题20 共40分
根据题图，从S点到E点再返回到S点的精加工编程，走刀量自定。（M、S、T功能可不定。编程原点为W点。）
2、根据以下题图，进行封闭轮廓加工编程。采用刀具左补偿，刀具半径为8mm，起刀点在坐标原点上方35mm处，加工轮廓厚度4mm，进行完整加工编程（包括M、S、T功能）。
参考答案：
一：判断选择题（40分）
1.D 2.C 3.B 4.C 5.A 6.C 7.B 8.B 9.A 10.C 11.C 12.A 13.C 14.D 15.C 16.B 17.C 18.B 19.C 20.B 二、判断题（20分）
1 × ；2 ∨ ；3 ∨ ；4 ∨ ；5 × ；6 × ；7× ；8 × ；9 ∨ ；10 ∨ ； 三、编程题（40分）
1、 G92 X80 Z100 M03
G00 X30 Z2 G01 Z-13 F80 G03 X50 Z-28 R20
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G01 Z-38 X60 Z-58 G00 X80 M05 Z100 M30
2、G92 X0 YO Z35 T0101
G00 G41 D01 X30 Y25 S800 M03 Z2
G01 Z-4 F100 Y70 X120
X140 Y40 X100
X80 Y60 X50
Y30 X25
G00 G40 X0 Y0 M05 Z35 M30 后记：本大纲由西南科技大学任同廖磊副教授执笔编写15
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