全国职业院校技能大赛改革试点赛 工业设计技术赛项赛题样题1Word文件下载.docx
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6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。
7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。
8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。
9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
10.赛场发放两个U盘。
所有比赛文件保存两个U盘的根目录中一份，计算机D盘根目录中一份，第一阶段比赛完毕提交一个U盘，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。
另一个U盘放在工具箱中，选手在第二阶段时使用其中的加工程序进行加工及装配验证。
11.加工后的零件按照要求装配后装入工具箱封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间
1.任务名称：
某型电动雕刻笔创新设计与制造。
2.竞赛时间：
16小时。
二、已知条件
电动雕刻笔利用交流电频率周期特性，产生受迫振动，使打印针高频震动，从而在工件上刻划出一定深度的标记，广泛适用于金属、玉器、玻璃、塑料、大理石、瓷器等材料表面上进行雕刻、打标或签名。
某型电动雕刻笔如图1所示，自投放市场以来，根据客户要求加大电动雕刻笔功率和增加壳体强度，拟对电动雕刻笔进行再设计。
1-壳体（反面）2-壳体（正面）
图1电动雕刻笔示意图
电动雕刻笔基本情况：
电动雕刻笔主要由壳体、振动源和打印针等组件构成。
外形尺寸长度约250mm，外形为多个规则和不规则平面或曲面构成，重量约0.50kg。
三、数字化设计阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务1实物三维数据采集（10分）
参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。
利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和冗余点后保存点云文件。
考核选手复杂表面点云准确获取能力。
（1）标定
参赛选手利用赛场提供的三维扫描装置和标定板，根据三维扫描仪使用要求，进行三维扫描仪标定。
要求自行认定至三维扫描仪“标定成功”状态。
并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件。
注意：
文件名不得出现工位号。
提交：
标定成功截图，格式为jpg或bmp文件，文件名为“11bd”。
提交位置：
现场给定2个U盘，将“11bd”保存在U盘中根目录中一份，电脑D盘根目下备份一份，其它地方不准存放。
（2）数据采集
参赛选手使用自行认定“标定成功”的三维扫描仪和附件，完成给定的电动雕刻笔壳体外表面扫描，并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗余点。
不得拆卸封装好的壳体，封装螺钉已加封石蜡，若发现石蜡被破坏竞赛成绩记零分。
经过去舍后点云电子文档，格式为asc文件，文件名命名为“12dy”，及封装后的电子文档stl文件，文件命名为“13sm”。
U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
分值指标分配如下：
指标
扫描仪采集系统
调整
主体完整性、
处理效果
局部特征完整性、处理效果
细节特征完整性、处理效果
分值
1
3
评分标准：
将选手提交的扫描数据与标准数字模型进行比对，组成面的点基本齐全（以点足以建立曲面为标准），并且平均误差小于0.06为得分。
平均误差大于0.10为不得分，中间状态酌情给分。
（1）标志点处不作评分，未扫描到的位置不可以进行补缺。
（2）利用逆向模型反推的点云数据不给分。
任务2逆向建模（20分）
利用任务1采集的点云数据，使用逆向建模软件，对给定的电动雕刻笔壳体外表面进行三维数字化建模。
对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。
考核选手数模合理还原能力。
（1）合理还原产品数字模型，要求特征拆分合理，转角衔接圆润。
优先完成主要特征，在完成主要特征的基础上再完成细节特征。
整体拟合不得分。
（2）实物的表面特征不得改变，数字模型比例（1:
1）不得改变。
（3）实物的孔表面可做光滑处理。
（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件，命名为“21jm”。
（2）电动雕刻笔壳体数字模型的建模源文件和“stp”文件，命名为“21jm”。
保存在U盘根目录一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数字模型精度对比：
利用GeomagicControl软件功能，做出数字模型精度对比报告（GeomagicControl报告）。
选手逆向建模完成后，使用“GeomagicControl”软件分别进行模型的3D比较（建模STL与逆向结果）、2D比较（指定位置）及创建2D尺寸（指定位置并标注主要尺寸），创建“pdf”格式分析报告。
仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。
详见任务三分值指标分配。
对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。
保存在U盘根目录中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。
数据定位合理性
模型特征的完成度
特征拆分合理性
特征完成精确度
关键特征精度
数字模型对比（报告）
2
5
将选手创建的模型与扫描数据进行比对，平均误差小于0.08。
面建模质量好、合理拆分特征、拟合度高的得分。
平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。
任务3创新设计（35分）
利用给定的实物和任务2所建数字化模型，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能创新设计，生成装配图及零件图。
选手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。
考核选手外观美化、结构优化、功能创新的设计能力。
（1）电动雕刻笔壳体设计
选手利用预装好的建模软件，根据“任务2”完成的数字模型和给定的电动雕刻笔功能组件，结合产品结构、机械制图、数控加工等专业知识，按数控加工工艺、强度、装配等技术要求，进行电动雕刻笔壳体设计，输出装配工程图和零件工程图。
（2）大功率电动雕刻笔设计
电动雕刻笔组件如图2所示。
1-打印头2-连接杆3-振动源4-调速钮5-开关
图2电动雕刻笔组件示意图
选手利用预装好的建模软件，根据给定的大功率电动雕刻笔功能部件尺寸，结合产品结构、人体工程学、3D打印等专业知识，按照3D打印工艺、强度、装配等技术要求，进行大功率电动雕刻笔设计。
（1）选手提交大功率电动雕刻笔创新设计报告书，采用文字和图片结合形式，描述创新设计思路；
要求逻辑性强，排版整齐美观。
（2）大功率电动雕刻笔创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。
符合创新设计说明（附件1）要求。
（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。
（1）大功率电动雕刻笔虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为“31zp”。
（2）大功率电动雕刻笔装配工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“32zp。
（3）大功率电动雕刻笔（正面）零件工程图源文件和“dwg”格式文件，文件命名为“33lj”。
（4）创新设计报告书文件为“doc”格式文件,命名为“34cx”,文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。
外观设计
结构设计
功能设计
图纸表达
创新说明
6
8
9
达到期待的优秀水平得满分；
达到标准，且某些方面超过标准得2/3分；
达到标准得1/3分；
各方面均低于标准，包括“未做尝试”得0分。
四、CNC加工阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务4CNC编程与加工（18分）
选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析“任务3”设计的电动雕刻笔壳体的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；
利用自动编程软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编制的数控程序完成“任务3”设计的电动雕刻笔壳体加工。
考核选手机械加工工艺、CNC编程与加工的能力。
（1）制定加工工艺
选手利用预装好的编程软件，根据“任务3”设计的电动雕刻笔壳体及赛场提供的机床、刀具清单、毛坯，结合数控编程、金属切削、机械加工工艺等专业知识，按“任务3”输出的工程图纸要求进行电动雕刻笔壳体数控加工工艺制定、数控加工程序编制。
毛坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，见附件2。
制定加工工艺，填写完成附件3加工工艺卡（电子档）和附件4加工工艺说明（电子档）。
请从经济性、规范性、安全性和环保等方面阐述加工工艺制定思路。
（1）附件3加工工艺卡，文件命名为“41gyk”。
（2）附件4加工工艺说明，文件命名为“42gysm”。
选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。
提交:
（1）电动雕刻笔壳体（正面）加工工件的数控程序，加工程序全部存放在名为“42bc－zm”的文件夹中。
（2）电动雕刻笔壳体（反面）加工工件的数控程序，加工程序全部存放在名为“42bc－fm”文件夹中。
分值指标分配说明：
任务4提交的数控程序，不做为评分依据。
（2）CNC加工
选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据“任务4”编制的加工工艺、加工程序，运用数控机床操作技能，按安全、文明等生产要求，进行电动雕刻笔壳体加工。
（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务。
（2）选手仅对创新后电动雕刻笔壳体进行加工。
否则不计分。
完成度
表面粗糙度
尺寸精度
工艺文件
4
五、3D打印与装配阶段任务、要求、评分要点和提交成果
任务5创新产品3D打印（7分）
根据“任务3”大功率电动雕刻笔设计文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。
将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质量达到要求。
考核选手增材制造工艺、3D打印设备打操作，3D打印样件后处理能力。
任务6装配验证（5分）
将加
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