GZ007工业产品数字设计与制造赛项试题09.docx

1、GZ007工业产品数字设计与制造赛项试题09“2019年全国职业院校技能大赛”高职组工业产品数字化设计与制造赛项赛题（第九套）工业产品数字化设计与制造赛项专家组二一九年四月二十日注意事项1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值。2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。4.各参赛队注意合理分工，选手应相互

2、配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。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.所有电子文件保存在一个文件夹中，命名为“工位号-上”，文件夹复制到赛场提供的两个U盘移动存储器之一中，装入

3、信封封好，选手和裁判共同签字确认。注意：选手的加工程序要另存到两个U盘移动存储器另一个中的一个文件夹中，命名为“工位号-下”。一、任务名称与时间1. 任务名称：某型快速夹具数据采集与再设计。2. 竞赛时间：3.5小时。二、已知条件手动夹钳是一种手动进行操作，对物件进行加紧的机械装置。也称为快速夹钳，是一种夹紧部件。被广泛的应用在焊装，弯曲、打磨、检具，模具等工作场合。按照形式分为水平夹钳，垂直夹钳，推拉式门拴式夹钳，直线运动夹钳，精密夹钳，重型自锁夹钳，挤压夹钳等。现有某型水平夹钳，部分零件有实物。原有压杆不符合人体工程学，需要将其改进，在压杆上端增加符合人体工程学的手柄。从外观看，手柄曲面复

4、杂需要用到逆向建模技术。技术人员在复制过程中，采用了三维扫描、逆向建模技术，复制并制造出原型。经力学、寿命和可靠性验证。为验证需要按照快速夹具的原理设计必要零件，技术人员对该关键件原型进行创新设计并制造出样件，然后装机验证后。本次竞赛模拟该零件的复制、创新过程。制造材料选用铝合金材质，利用数控加工和简单钳加工完成样件制造1. 某型手动夹钳说明 图1是常见的快速夹具产品的图片。技术人员依据原理设计了对该关键件设想多种外形结构。图6为一种手柄设计外形照片。图1 常用的快速夹具比赛现场，提供图3图4图5图6图7零件。 图3 底座（提供） 图4 顶杆（提供） 图5 压杆（提供） 图6 手柄模型 （提供

5、） 图7 塞打螺栓（提供）快速夹具（肘节夹具）夹紧原理当连杆与连架杆的两铰接点和其中一连架杆与机架的铰接点,三点同在一直线时,机构处于死点位置。这时,被压紧的工件,无论有多大的反力(除破坏性反力),也无法使机构变动。于是压头也就不会松开。这就是机械力学中的死点夹紧原理。图8 机构简图1.为了避免在使用中,因外力负载变化和机械振动的影响,设计时,将中间铰接点,略偏于其它两铰接点连线的内侧,以确保在最大夹紧力的情况下,始终保持夹具机构锁定在稳定状态而不松脱。2.夹紧力是指夹具在锁定位置，不产生机械变形的情况下，压头对工件的最大压紧力。此压紧力产生于压头在力臂上调至距离安装座最近的位置。压头对工件的

6、压紧力随压头在力臂上的不同位置而变，当远离安装座时，压紧力减少。三、 数据采集与再设计任务、要求、评分要点和提交物任务一、样品三维数据采集（20分）参赛选手使用赛场提供的Win3DD-M三维扫描装置和样件，选手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，文件命名为“saomiao-biaoding”。“biaoding”是“标定”两个字的全拼。注意：文件名不得出现工位号。提交：电子文档，格式为jpg文件，文件名为“saomiao-biaoding”。提交位置：现场给定2个U盘中，分别建立以“工位号”命名的文件夹，将“saomiao-biaoding

7、”存在其中一个U盘中的“工位号-上”命名的文件夹中的一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。注意：文件夹只能以“工位号-上”命名，不得出现其他信息。参赛选手使用自行认定“标定成功”的Win3DD-M三维扫描仪装置和附件，精心操作，完成给手柄零件实物（以比赛赛场提供实物为准）全表面的三维扫描，并对获得的点云进行相应舍去，剔除噪点和冗余点。提交：经过舍去后点云电子文档，格式为STL文件，文件命名为“saomiao- shoubing”。“shoubing”是“手柄”二字的全拼。提交位置：存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。提醒：选手仅扫

8、描图6所示手柄实物即可。如选手为完成任务三方便，对赛场提供的其它实物扫描，并提交文件的话，选手文件命名为“saomiao-tu2”，但不做评分依据。提交位置为以“工位号-上”命名的文件夹中一份，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正面主体完整性、处理效果正面局部特征完整性、处理效果背面主体完整性、处理效果背面局部特征完整性、处理效果转（圆）角特征完整性、处理效果分值543323评分标准：将选手提交的扫描数据与标准三维模型各面数据进行比对，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

9、间状态酌情给分。注意：标志点处不作评分，未扫描到的位置不可以进行补缺。任务二、三维建模（25分）选手使用计算机预装软件，利用“任务一”得到的数据，完成手柄零件图4的外形三维建模。注意：（1） 合理还原产品数字模型，大面造型要求拆分合理，流线、转角衔接圆润，满足加工工艺要求。整体拟合不给分。（2） 实物的表面特征不得改变，三维数字模型比例(1：1)不得改变。（3） 实物的孔表面可做光滑处理。提交：手柄零件数字模型的建模源文件和“STP”格式文件，及对齐坐标后用于建模的“STL”文件，文件命名为“jianmo-shoubing”“jianmo-STL”。提交位置：保存在以“工位号-上”命名的U盘文

10、件夹中一份，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Geomagic Control软件功能，做出数字模型精度对比报告（Geomagic Control报告）。选手逆向建模完成后，使用“Geomagic Control”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。注意：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。提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“jianmo-duibi”。提交位置：保存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，电脑D盘根

11、目录下备份一份，其它地方不准存放。分值指标分配如下：指标数据定位合理性模型合理的完整性分型线合理性曲面拆分合理性曲面光顺度局部特征精度装配特征选取分值2525353评分标准：将选手创建的模型与扫描三维模型各面数据进行比对，平均误差小于0.08。面的建模质量好、合理拆分曲面、面与面之间拟合度高的得分。平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。任务三、产品创新设计（25分）根据“任务二”的数字模型，产品创新设计给定优化条件表述如下：压杆的头部和符合人体工程学的手柄连接。要求：手柄和压杆有合理的连接关系，结构合理，符合机械加工工艺和装配。设计快速夹头的缺失零件设计实现装置功能，并在设计说明书中说

12、明缺失零件的关键尺寸。注意：（1）以上2 项创新设计要编写创新设计说明，采用文字或结合补充插图形式，描述创新设计思路和意图；要求：逻辑性强，字体工整，文面整洁。（2）创新设计说明，应采用技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件 2）要求。（3）创新设计要充分利用竞赛给定的条件和工具。注意：（1）选手提交创新设计方案要编写创新设计说明，可采用文字或结合补充插图形式，描述创新设计思路和意图；要求：逻辑性强，字体工整，文面整洁。（2）创新设计说明，应采用技术术语，言简意赅。符合创新设计说明（附件2）要求。（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。提交：1三维创新设计源文件和“STP”格式文

13、件，文件命名为“shejishoubing”。2.电子稿创新设计说明。文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记。否则按违规处理。提交位置：保存在以“工位号-上”命名的U 盘文件夹中一份，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：指标外观创新设计局部特征创新设计人性化创新设计数字模型对比（报告）创新设计说明分值66535评分标准：根据创新设计方案的可行性、合理性和零件的工艺性，评分裁判投票打分，去掉最高分和最低分，取其余平均值。任务四、数控编程根据“任务三”给出支架的数字模型,选手根据赛场提供的机床、刀具、毛坯，选择合适软件和加工工艺对创新后产品进行数控编程。毛坯尺寸和加工刀

14、具，见附件3 工业产品数字化设计与制造赛项刀具、工具、量具及附件清单（纸质）。选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。提交加工工件的数控编程程序，文件命名为“bianchengshoubing1、bianchengshoubing 2”等，与任务三的文件命名相对应。提交位置：给定2 个U 盘中，各存一份，即保存在以“工位号-上”命名的U 盘文件夹中一份，再另保存在以“工位号-下”命名的另一U 盘中一份，电脑D 盘根目录下备份一份，其它地方不准存放；编制加工工艺卡（或工序卡）。提交位置：给定2 个U 盘中，各存一份，即保存在以“工位号-上”命名的U 盘文件夹中一份，再另保存在以“工位号-

15、下”命名的另一U 盘中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。注意：本项任务仅要求对创新后产品进行编程和加工。分值指标分配说明：任务四的数控编程部分提交的成果文件，不做为评分依据。评分裁判仅以加工后提交成果实件做为打分依据。提醒1：文件名必须按要求相应保存。提交位置：给定2 个U 盘中，各存一份，即保存在以“工位号-上”命名的U 盘文件夹中一份，再另保存在以“工位号-下”命名的另一U 盘中一份，电脑D 盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。其它地方若有存放，应清除。提醒2：任务一-任务四的职业素养分不单独设置。如果选手违反职业道德、竞赛纪律，或违反安全操作过程，损害设备、工夹具行为出现，后果较严重。现场裁判有权作出在23 分以内倒扣分或暂时终止选手竞赛。提醒3：任务五赛场，电脑中不安装设计软件，根据竞赛第一阶段（上半场）竞赛编制的数控程序，进行数控加工。任务五、数控加工（12分）1.按加工要求，将比赛现场给定的毛坯装夹、找正。把已经完成的数