复杂部件造型多轴联动编程与加工赛项规程.docx
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复杂部件造型多轴联动编程与加工赛项规程
2014年天津市高职高专院校学生技能大赛
复杂部件造型、多轴
联动编程与加工项目
竞
赛
规
程
2014年天津市高职高专院校学生技能大赛
复杂部件造型、多轴联动编程与加工赛项组委会
2014年10月
2014年天津市高职高专院校学生技能大赛
复杂部件造型、多轴联动编程与加工赛项规程
一、赛项名称
复杂部件造型、多轴联动编程与加工
二、竞赛目的
此项竞赛，通过对典型零件的加工和专业知识的考核，检验参赛学生的专业理论知识、CAD造型、CAM编程及数控加工技能等综合能力，注重考查学生基于工作过程的质量、效率、成本、安全、环保和意识，从专业、社会、方法等多个层面检验学生的团队协作、计划组织等综合职业能力。
通过竞赛，提高数控技术专业学生对先进制造设备的操作使用能力、机械零件制造方法和工艺的应用能力、现场问题的分析与处理能力、质量管理与成本控制意识；引导高职院校关注现代制造业技术发展趋势与技术应用方向，促进高职教育数控技术专业的教育教学改革，加强各院校间师生相互学习与交流，提升高职院校数控加工技术专业教师的教学水平，使高职教育紧贴产业需求，培养适应企业需求的技术技能型人才。
三、竞赛方式与内容
（一）竞赛方式
1.竞赛包括软件应用和操作技能两部分。
（1）软件应用竞赛
CAM软件应用竞赛采用闭卷试题，在计算机房采用上机操作方式进行，每位参赛选手一个机位，只需参加数控车或制造工程师之一。
（2）操作技能竞赛
操作技能竞赛采用公开试题，以现场实际操作的方式，按任务书要求完成赛件加工、检测等任务。
2.比赛为团体赛。
每校限报2支参赛队，每支参赛队由3名选手（其中队长1名）和不超过2名指导教师组成。
参赛选手应符合以下条件：
2012年在我市高职院校注册（2年制为2013年注册），在校期间各科成绩总评为所在专业前20%，综合评定良好，并取得实用英语等级证书或所学专业的高、中级职业资格证书。
赛场开放，允许观众按照规定，在不影响选手比赛的前提下现场参观和体验。
（二）竞赛内容
1.软件应用竞赛内容
软件应用竞赛内容包括零件几何造型、加工参数设置、刀具路径与加工轨迹的生成、代码生成与后置处理和加工仿真等。
2.操作技能竞赛内容
任务1.完成产品零件的生产加工
利用现场提供的数控车床、加工中心、CAD/CAM软件等，根据图纸要求建立复杂部件的几何模型，并完成加工。
复杂部件由3～6个零件组成，其中，有2～5个零件，需要车、铣工艺组合加工。
任务2.产品装配
按照任务书要求，完成产品的装配和调试。
任务3.零件检测
根据任务书中提供的资料和要求，合理选用量具，对检测报告指定的尺寸进行现场检测，并填写检验报告单。
任务4.职业素养
职业素养考核以下方面：
（1）设备操作的规范性。
（2）原材料利用、生产效率及竞赛过程中的材料消耗。
（3）工具、量具、仪器仪表的使用。
（4）现场的安全、文明生产。
（5）完成任务的计划性、条理性，以及遇到问题时的应对状况等。
（三）其它
比赛样题参见附件1，比赛试题的保密协议参见附件2。
四、竞赛安排
1.竞赛时间和地点
由天津市教育委员会统一安排，竞赛时间在2014年12月，分两天进行。
竞赛地点在天津职业大学机械工程实训中心。
2.竞赛流程
日期
时间
事项
地点
备注
竞赛前日
9:
00～16:
00
熟悉场地、设备
实操赛场
可自带刀具
材料加工
10:
00
抽场次签
205室
第1日
9:
10
软件竞赛检录
202室
需携带：
参赛证
身份证
学生证
9:
30～11:
30
软件应用竞赛
第2日
7:
40
第一场操作竞赛检录
实操赛场
需携带：
参赛证
学生证
身份证
8:
00～13:
00
第一场操作技能竞赛
13:
00～13:
20
清理赛场
13:
40
第二场操作竞赛检录
14:
00～19:
00
第二场操作技能竞赛
19:
00～19:
20
清理赛场
五、竞赛规则
（一）软件应用竞赛
1.CAM软件应用竞赛时间为120分钟。
满分为100分，占总成绩的20%。
2.CAM软件由赛项组委会统一提供，采用北京数码大方科技有限公司的CAXA数控车大赛专用版和CAXA制造工程师大赛专用版。
3.答题用的稿纸由考场工作人员统一发给，选手不得自带任何资料、通信设备、存储设备等进入赛场。
4.选手在试卷指定的位置填写姓名、参赛证号等信息。
试卷其它位置不得有任何暗示选手身份的记号或符号，否则取消成绩。
5.参赛选手必须按参赛试卷上的要求存储全部数据，不按要求存储数据，导致数据丢失者按成绩无效处理。
6.如果确实是因为计算机故障的原因导致选手中断或终止竞赛，由竞赛裁判长视具体情况做出决定。
7.竞赛终了信号发出后，须听从监考人员指挥，将试卷放在指定位置后，待监考人员允许后方可离开赛场。
（二）操作技能竞赛
1.操作技能竞赛时间为300分钟。
满分为100分，占总成绩的80%。
2.操作技能竞赛采用公开试题的方式，试题在实操竞赛前10天公布。
3.操作技能竞赛按一天两场进行，向后延续，每场采用相同的试题。
竞赛选手的场次在熟悉场地时抽签决定，工位号在赛前20分钟抽签决定。
4.操作竞赛试件材料：
45钢。
5.操作竞赛用刀具、量具各参赛院校根据试题要求自行准备，不做统一要求。
6.选手参加操作技能竞赛前，可按指定时间熟悉竞赛场地及设备。
7.每场竞赛连续进行，竞赛过程中，食品和饮水由赛场统一提供，选手休息、饮食或如厕时间均计算在竞赛时间内。
8.稿纸由赛场工作人员统一发放，选手不得自带任何资料、通信设备、存储设备等进入赛场。
9.比赛过程中，参赛选手须严格遵守操作规程和工艺准则，保证设备及人身安全，并接受裁判员的监督和警示；若因设备故障导致选手中断或终止比赛，由大赛裁判长视具体情况做出裁决。
10.在比赛过程中，参赛选手由于操作失误导致设备不能正常工作，或造成安全事故不能进行比赛的，将被中止比赛。
11.在比赛过程中，各参赛选手限定在自己的工位完成比赛任务。
12.若参赛选手欲提前结束比赛，应向裁判员举手示意，比赛终止时间由裁判员记录，比赛结束后对试件不得再进行任何操作。
13.提交试件：
选手在竞赛结束信号发出后，应立即结束机床操作，对试件进行必要的清理后，交给裁判员。
裁判员需在零件的指定位置做好标记并需经选手在登记簿上签字确认，以便检验和评分。
14.裁判员应认真填写现场操作规范表，真实记录每位选手的操作状况，竞赛结束后须经选手签字确认。
15.比赛结束后，参赛选手须在20分钟内完成现场清理并将设备恢复到初始状态，经裁判员确认后方可离开赛场。
六、评分方式及奖项设置
（一）评分方式
1.参赛选手的成绩评定由赛项组委会指定的评判人员负责。
2.软件应用竞赛
软件应用竞赛根据评分标准统一阅卷、评分与计分。
3.操作技能竞赛
操作技能的成绩,由现场操作规范、零件自检和赛件加工质量三部分组成。
其中操作规范成绩根据选手操作现场实际表现，按照现场操作规范评分标准，依据现场裁判员的赛场记录，由裁判组集体评判成绩；零件自检和赛件质量依据评分标准，根据检测设备的实际检测结果，进行客观评判、计分。
按照评分表对选手提交的赛件进行检测，尺寸精度用三坐标测量机与手工测量相结合的方法进行，表面粗糙度采用与粗糙度样板比较的方式进行，赛件外观及职业素养等由裁判检测组依据评分方法进行评分。
赛件检验报告单采用：
三坐标检测尺寸-0.004≤选手测量尺寸≤三坐标检测尺寸+0.004即为合格的标准进行评分。
手工测量产生异议将以三坐标测量机检测结果为准。
（二）评分指标
一级指标
比例
二级指标
比例
备注
软件竞赛
20%
20%
个人成绩
操作竞赛
80%
1.零件的加工质量
60%
团队成绩
2.产品装配
5%
3.零件自检
10%
4.职业素养
5%
安全事故
倒扣分
1.每次刀尖损坏
-1%
团队成绩
2.每次刀片破裂或折刀
-2%
3.每次相撞致工件移动或掉落
-5%
总分
100%
软件竞赛中，每支参赛队3名选手的平均成绩，按权重折算后计入团队成绩。
（三）名次排序方法
1.按参赛队成绩进行排序，名次根据成绩评定结果从高到低依次排定。
2.成绩相同者，依次按照安全事故、操作竞赛、软件竞赛得分高低排序；仍相同者，名次并列。
（四）奖项设置
竞赛设团队奖，按参赛队成绩进行排名，其中一等奖10%，二等奖20%，三等奖30%。
七、仲裁与申诉
（一）申诉
1.参赛队对不符合竞赛规定的设备、工具、软件，有失公正的评判、奖励，以及对工作人员的违规行为等，均可提出申诉。
2.提出申诉时,必须出示当事裁判出具的书面裁定证明。
3.申诉应在竞赛结束后2小时内提出，超过时效将不予受理。
申诉时，应按照规定的程序由参赛队领队向赛项裁判委员会递交书面申诉报告。
报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。
事实依据不充分、仅凭主观臆断的申诉将不予受理。
申诉报告须有申诉的参赛选手、领队签名。
4.赛项裁判委员会收到申诉报告后，应根据申诉事由进行审查，6小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果。
如受理申诉，要通知申诉方举办听证会的时间和地点；如不受理申诉，要说明理由。
5.申诉人不得无故拒不接受处理结果，不允许采取过激行为刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。
申诉人不满意赛项裁委会的处理结果的，可向赛项仲裁工作组提出复议申请。
（二）仲裁
1.赛项组委会设仲裁工作组，负责受理大赛中出现的申诉复议并进行仲裁，以保证竞赛的顺利进行和竞赛结果公平、公正。
2.仲裁工作组的裁决为最终裁决，参赛队不得因对仲裁处理意见不服而停止比赛或滋事，否则按弃权处理。
八、机构设置
1.竞赛组委会
序号
姓名
职称
单位
社会兼职
1
董刚
教授
天津职业大学
2
张维津
副教授
天津机电职业技术学院
3
巴世光
教授
天津职业大学机电学院
4
李桂云
教授
天津冶金职业技术学院实训中心
5
徐国胜
副教授
天津职业技术师范大学
6
王欣
研究员
国家海洋技术中心
7
赵伟伟
高级工程师
DMG（中国）
2.仲裁委员会
序号
姓名
职称
单位
社会兼职
1
郑郁葱
高级工程师
天津七一二通信广播有限公司
2
巡视员
天津市教育委员会
3
孙诚
教授
天津职业大学
3.裁判队伍
每所参赛院校推荐两名裁判，分别担任现场裁判和评分裁判。
裁判长由参赛院校以外的第三方专家担任。
九、详细技术规范
（一）竞赛标准
1.按照《数控车工国家职业标准》中规定的国家职业资格高级工及以下所有低级别的要求，适当增加本领域的新技术、新技能等相关知识。
2.按照《加工中心操作工国家职业标准》中规定的国家职业资格高级工及以下所有低级别的要求，适当增加本领域的新技术、新技能等相关知识。
（二）工件材料
操作竞赛加工零件的材料为45号钢。
（三）职业道德
1.敬业爱岗，忠于职守，严于律已。
2.刻苦学习，钻研业务，善于观察，勤于思考。
3.认真负责，吃苦耐劳。
4.遵守操作规程，安全、文明生产。
5.着装规范整洁，爱护设备，保持工作环境清洁有序。
（四）相关知识与技能
1.复杂零件曲面三维造型。
2.手动编程和自动编程。
3.车削、铣削及车、铣组合加工的工艺设计、程序编制与加工。
4.数控车加工要素：
内、外圆的车削，内、外沟槽的车削，内、外螺纹的车削，端面槽的车削。
5.加工中心加工要素：
平面的加工、轮廓的加工、曲面的加工、孔类的加工、槽类的加工。
6.数控机床试切加工，了解机械加工精度与测量方法。
（五）加工精度要求
1.尺寸精度等级达到IT7～8级。
2.形位精度等级达到IT8级。
3.表面粗糙度个别地方要求Ra0.8～1.6，其余Ra3.2。
（六）竞赛环境
1.竞赛现场提供立式加工中心和卧式数控车床。
一台加工中心和一台数控车床组成一个工位。
（1）每个竞赛工位标明编号。
（2）每个竞赛工位配有课桌供选手书写，摆放工、量、刃具。
（3）每个竞赛工位配有相应数量的清洁工具。
（4）赛场提供工作台和台虎钳供选手进行拆卸、装配工作。
2.每个竞赛工位的加工中心配置一台符合CAD/CAM软件运行要求的计算机，并与加工中心实现数据通讯连接。
（七）竞赛技术平台
1.数控机床
立式加工中心为大连机床生产的VDL-800型和台湾乔福生产的VMC-850型，配发那科数控系统；卧式数控车床为沈阳机床集团生产的CAK6150型，配备发那科数控系统。
加工中心的数控系统能进行DNC数据传输。
车床数控系统不提供DNC传输功能，可用赛场提供的U盘传输数据。
（1）竞赛使用数控车床的性能参数
机床型号
CKA6150
CAK6150
生产厂家
大连机床
沈阳机床
床身上最大工件回转直径（mm）
φ500
φ500
刀架上最大工件回转直径（mm）
φ280
φ280
最大工件长度（mm）
1000
890
最大加工长度（mm）
930
850
最大车削直径（mm）
500
500
中心高（mm）
250
250
坐标行程X向（mm）
280
280
坐标行程Z向（mm）
935
855
横/纵向快速进给（mm/min）
6000/10000
5000/10000
主轴转速范围（r/min）
7～2200
22～2200
主轴头形式
D8
A8
主轴通孔直径（mm）
82
70
功率（kW）
7.5
7.5
刀位数
立式4工位
立式4工位
刀台转位重复定位精度（mm）
0.008
0.008
换刀时间（单工位）（s）
2.4
2.4
刀杆截面
□25×25
□25×25
套筒最大行程（mm）
150
150
套筒直径（mm）
75
75
套筒锥孔锥度
莫氏5号
莫氏5号
数控系统
FANUC0iTC
FANUC0iTC
机床台数
2
12
（2）竞赛使用加工中心的性能参数
机床型号
VMC-850
VDL-800
生产厂家
台湾乔福
大连机床
工作台规格（长X宽）（mm）
1000×500
900×420
T型槽（槽数X宽X距）（mm）
5×18×85
3×18×125
工作台最大载重（kg）
600
500
主轴中心到立柱距离（mm）
630
511
主轴端面至台面距离（mm）
150～760
150～670
X/Y/Z向坐标行程（mm）
800/500/610
800/420/520
X/Y/Z导轨形式
滑轨
线轨
X/Y/Z快移速度（m/min）
30/30/20
16/16/16
切削进给速度（mm/min）
1～10000
1～10000
X/Y/Z轴伺服电机扭矩（Nm）
12/12/12
12/12/12
X/Y/Z轴伺服电机功率（kW）
3.0/3.0/3.0
3.0/3.0/3.0
主轴电机功率（kW）
7.5/11
7.5/11
主轴最大输出扭矩（Nm）
70
70
主轴转速范围（r/min）
60～8000
60～8000
主轴端锥度
#40/（7/24）
#40/（7/24）
刀库容量/形式
T24/斗笠式
T16/斗笠式
刀柄/拉钉形式
BT40
BT40
刀具最大重量（kg）
7
7
刀具最大直径/长度（mm）
ф100/250
ф100/250
换刀时间（刀对刀）（sec）
T16:
6
T16:
6
换刀方式
任选
任选
定位精度（国标）（mm）
0.016
0.016
重复定位精度（国标）（mm）
0.008
0.008
空压需求（MPa）
0.6
0.6
电力需求（kVA）
15
15
数控系统
FANUC0iMC
FANUC0iMC
机床台数
8
5
2.计算机
每台加工中心配置一台符合CAD/CAM软件运行要求的计算机，并与加工中心实现数据通讯连接。
3.CAD/CAM软件
CAM软件由组委会统一提供并安装，数控车使用CAXA数控车大赛专用版，加工中心使用CAXA制造工程师大赛专用版。
参赛队也可以自带正版软件参加比赛，但须征得同意并自行安装。
4.刀具、夹具、量具及工具
每个比赛工位的数控车床和加工中心均提供一套常用工具、夹具，加工中心配备一定数量的刀柄。
竞赛用刀具、通用工具、通用量具选手自带。
不允许携带二类工装夹具。
5.竞赛用技术资料
比赛现场提供机床机械使用说明书、数控系统编程操作使用说明书、进给驱动和主轴驱动使用说明书各若干本，供选手参考使用。
（八）赛场安全
1.赛场所有人员（赛场管理与组织人员、裁判员、参赛员以及观摩人员）不得在竞赛现场内外吸烟，不听劝阻者给予通报批评或清退比赛现场，造成严重后果的将依法处理。
2.未经允许不得使用和移动竞赛场内的任何设施设备（包括消防器材等），工具使用后放回原处。
3.选手在竞赛中必须遵守赛场的各项规章制度和操作规程，安全、合理的使用各种设施设备和工具，出现严重违章操作加工设备的，裁判视情节轻重进行批评和终止比赛。
4.选手参加实际操作竞赛前，应由参赛校进行安全教育。
竞赛中如发现问题应及时解决，无法解决的问题应及时向裁判员报告，裁判员视情况予以判定，并协调处理。
5.参赛选手不得触动非竞赛用仪器设备，对竞赛仪器设备造成损坏，由当事人单位承担赔偿责任（视情节而定），并通报批评；参赛选手若出现恶意破坏仪器设备等情节严重者将依法处理。
6．比赛前，与参赛队领队签订安全责任书，反复明确各安全事项。
公布相关安全操作规范。
7.比赛期间所有进入赛区车辆、人员需凭证入内，并主动向工作人员出示。
8．在比赛开始前，选手要认真阅读场地内张贴的《入场须知》和应急疏散图。
9．各类人员须严格遵守赛场规则，严禁携带比赛严令禁止的物品入内。
10.严禁携带易燃易爆等危险品入内。
11.安保人员发现不安全隐患及时通报赛场负责人员。
12.如遇突发严重事件，在安保人员指挥下，迅速按紧急疏散路线撤离现场。
（九）机床操作安全
1.操作机床时应穿好工作服，安全鞋，衣冠端正，并戴好安全帽及防护镜；严禁戴手套、戒指、挂坠等物品操作机床，不得围布于身上。
2.严禁移动或损坏安装在机床上的警告牌。
3.操作者应根据机床使用性能，熟悉本机床的一般性能和结构，禁止超性能使用。
4.机床开始工作前要认真检查手柄位置是否正常。
5.使用的刀具应与机床允许的规格相符，严重破损的刀具要及时更换。
6.卡盘扳手应随手取下，不要遗忘在卡盘上。
7.加工轴类零件时，中心孔要合适。
8.检查卡盘、平口钳夹紧工件的状态。
9.铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理，严谨徒手抓取。
10.禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位。
11.加工过程中禁止测量工件、用棉纱擦拭工件及清扫机床。
12.机床运转中操作者不得离开岗位，机床发生异常立即停车。
13.选手必须在操作步骤完全清楚时进行操作，禁止在不知道规程的情况下进行尝试性操作，操作者如机床出现异常必须立即向裁判员报告。
14.加工过程中认真观察切削及冷却情况，确保机床、刀具的运行及工件的质量。
防止铁屑、润滑油飞溅。
15.在加工过程中须暂停测量工件尺寸时，要待机床完全停止，主轴停转后方可进行测量，以免发生人身伤害事故
。
16.工件完成后，清除铁屑，擦拭机床，使机床和环境保持清洁状态。
十、竞赛须知
（一）参赛队须知
1.参赛队名称统一使用所在院校名称，若多支队伍参赛，用一队、二队等区分；不接受跨校组队报名。
2.参赛队员在报名获得审核确认后，原则上不再更换，如筹备过程中，队员因故不能参赛，所在学校需出具书面说明并按相关规定补充人员并接受审核；竞赛开始后，参赛队不得更换参赛队员，允许队员缺席比赛。
3.参赛队按照大赛赛程安排凭大赛组委会颁发的参赛证和有效身份证件参加比赛及相关活动。
4.参赛队员统一着装，须符合安全生产及竞赛要求。
5.参赛队员应自觉遵守赛场纪律，服从裁判、听从指挥、文明竞赛；持证进入赛场，禁止将通讯工具、自编电子或文字资料带入赛场。
6.各参赛队在比赛期间，应保证所有参赛选手的安全，防止交通事故和其它意外事故的发生，为参赛选手购买人身意外保险。
（二）指导教师须知
1.指导教师经报名、审核后确定，一经确定不得更换。
如发现弄虚作假者，取消指导教师资格。
2.指导教师应按竞赛流程，督促学生按时参赛，遵守赛纪。
3.对申诉的仲裁结果，领队和指导教师应带头服从和执行，还应管好学生。
4.指导教师应认真研究和掌握本赛项比赛的技术规则和赛场要求，指导学生做好赛前的一切准备工作。
5.领队和指导教师应在赛后做好技术总结和工作总结。
（三）参赛选手须知
1.参赛选手应严格遵守竞赛规则和竞赛纪律，服从裁判员和竞赛工作人员的统一指挥安排，自觉维护赛场秩序，不得因申诉或对处理意见不服而停止比赛，否则以弃权处理。
2.选手在赛前熟悉机床和竞赛时间内，应该严格遵守数控机床安全操作规程，杜绝出现安全事故。
3.参赛选手不得将通讯工具、自编电子或文字资料带入比赛现场。
4.选手应严格按竞赛流程进行比赛。
5.参赛选手必须持本人学生证、身份证、并佩戴组委会签发的参赛证件，按比赛规定的时间，到指定的场地参赛。
6.操作比赛时间共300分钟，按照裁判长指令开始、结束比赛。
7.参赛选手须在赛前30分钟到赛场等候检录、抽签进入赛场，并按照指定赛位号参加比赛。
迟到15分钟者，不得参加比赛。
已检录入场的参赛选手未经允许，不得擅自离开。
8.赛前20分钟开始检录、抽签，然后在裁判员引导下进入赛位，进行赛前准备，检查并确认数控机床和配套的工具、刀具、CAD/CAM软件等，并签字确认。
9.裁判长宣布比赛开始，参赛选手方可进行切削操作。
10.参赛选手必须将全部数据文件存储至计算机指定盘符下，不按要求存储数据，导致数据丢失者，责任自负。
11.比赛过程中，选手若需休息、饮水或去洗手间，一律计算在比赛时间内。
食品和饮水由赛场统一提供。
12.比赛过程中，参赛选手须严格遵守相关操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示，若因选手个人因素造成人身安全事故和设备故障，不予延时，情节特别严重者，由大赛裁判组视具体情况做出处理决定（最高至终止比赛）并由裁判长上报竞赛监督；若因非选手个人因素造成设备故障，由大赛裁判组视具体情况做出延时处理并由裁判长上报竞赛监督。
13.参赛选手在比赛过程中不得擅自离开赛场，如有特殊情况，需经裁判员同意后，特殊处理。
14.参赛选手在比赛过程中，如遇问题，需举手向裁判员提出。
不同参赛队之间不得发生任何交流，否则，按作弊处理。
15.参赛选手在比赛过程中，必须穿工作服、防砸防刺穿劳保工作鞋，佩戴护目镜，女选手要求带工作帽，且长发不得外露。
16.裁判长在比赛结束前10分钟对选手做出提示。
裁判长宣布比赛结束后，选手应执行完当前语句后立即停止工作。
退刀并卸下工件。
3分钟之内必须把零件、工作任务书上交至收件裁判员。
17.选手上交试件至收
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