2021年山东省职业院校技能大赛中职组工业产品设计与创客实践赛项规程【模板】.pdf
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1、2021 年山东省职业院校技能大赛 中职组“工业产品设计与创客实践”赛项规程 一、赛项名称 赛项名称:工业产品设计与创客实践 赛项组别:中职组 专业类别:机械制造、信息技术 二、竞赛目的 工业产品设计与创客实践赛项依据智能制造背景下制造业人才培养需求而设置,旨在根据制造业人才发展规划指南要求,培育制造业技能人才。赛项面向中职加工制造类、信息技术类专业而设置,将数字经济重点产业和智能制造关键技术云计算、大数据、人工智能、虚拟现实融入其中,用信息技术与制造业深度融合的思想与先进技术推进职业院校高水平专业群建设,培养掌握行业先进技术,满足企业实际需要的技能人才,服务制造业转型与发展。赛项与世界技能大
2、赛CAD 机械设计赛项对接,根据中职院校专业课程与教学内容设置情况确定比赛内容,通过技能比赛培育高规格技能人才。提质培优 赛项将智能制造背景下行业数字化与制造的先进技术、企业需求融入其中,对应中职加工制造类、信息技术类多门专业,专业设点多,涉及学生人数多;比赛内容亦与各专业核心课程对接,有助于通过比赛“提质培优”,建设高水平专业群。中高贯通 赛项内容在对接中职专业课程内容的基础上,与装备制造类、电子信息类多门专业内容衔接,有助于促进中职、高职教学内容的衔接与贯通,促进技能人才培养。三、竞赛内容 工业产品设计与创客实践赛项要求选手建立产品数字化模型,完成机构分析计算与部件优化设计,编写装配指导文
3、件并使用增减材复合加工方式完成部分零部件制造。赛项设置数字样机、设计挑战与创客实践三个模块,三个模块均为现场比赛,比赛时间为 2 天。各模块的详细内容与要求如下。模块 模块内容 分值 数字样机 根据产品设计图及相关要求建立产品数字化模型、生成工程图并创建设计表达文件。45 设计挑战 根据要求完成指定机构的分析计算;根据要求完成产品关键部件的优化设计。20 创客实践 根据要求在数字化环境中进行部件装配并输出三维装配作业指导书;综合运用增材、减材制造方式完成指定零部件的加工制造。35 四、竞赛方式 本赛项为个人赛。选手报名资格和具体参赛人数、指导教师数等按照山东省教育厅等 4 部门关于举办 202
4、1 年全省职业院校技能大赛的通知规定。五、竞赛流程 竞赛工作内容及时间安排见表 1。表 1 工业产品设计与创客实践赛项主要工作时间安排表 时间 第一天 第二天 第三天 08:00-08:30 参赛选手报到 选手到场,检录、二次加密 检录 08:30-09:00 第三模块比赛 09:00-09:30 第一模块比赛(2.5 小时)(3.5 小时)09:30-10:00 10:00-10:30 10:30-11:00 11:00-11:30 11:30-12:00 申诉与仲裁 12:00-12:30 申诉与仲裁 12:30-13:00 13:00-13:30 13:30-14:00 检录 14:00
5、-14:30 开幕式 第二模块比赛(2 小时)三次加密 2 14:30-15:00 成绩评判 15:00-15:30 领队会议 15:30-16:00 一次加密 16:00-16:30 场地熟悉 申诉与仲裁 16:30-17:00 解密,核验 17:00-17:30 技术点评、成绩发布、总结、闭幕式 17:30-18:00 18:00-18:10 三次加密 1 18:10-22:00 成绩评判 竞赛流程见图 1。六、竞赛命题 本届比赛根据教育部中等职业学校相关专业教学指导方案,紧密联系企业生产实际,参照相关专业职业技能鉴定标准的要求,按照有关文件规定组织专家命题。本赛项采取公开竞赛样题方式,赛
6、前一周竞赛样题在网上公布。正式赛题与样题形式上保持一致,难度相当。要求学生在正确理解竞赛任务书中关于产品设计图样或设计要求的基础上,完成相应的数字样机、设计挑战与创客实践任务。七、竞赛规则(一)竞赛管理 竞赛过程中抽签、检录、比赛、成绩评定与公布、颁奖等赛事活动详细流程与主要负责人(部门)见第五项“竞赛流程”。(二)参赛要求 1.各参赛队必须参加本赛项所有模块的比赛。2.参赛选手按规定时间进入竞赛场地,确认现场条件,根据统一指令开始比赛。3.比赛题目以电子形式发放,参赛队根据题目要求完成竞赛任务。4.比赛过程中,参赛选手须严格遵守操作规程操作,并接受监督和警示;因选手个人原因造成设备故障,工作
7、人员有权中止比赛;因非选手个人原因造成设备故障,由工作人员视具体情况做出裁决。5.参赛队须按照题目要求及程序提交竞赛结果及相关文档,禁止在竞赛结果上做任何与竞赛无关的标记。6.比赛结束时,参赛选手须等待现场裁判对竞赛用品及设备进行清点验收方可离开赛场。(三)成绩抽检复核与公布 为保障成绩评判的准确性,监督仲裁组对赛项总排名前 30%的所有参赛选手成绩进行复核;对其余成绩进行抽检复核,覆盖率不低于 15%。监督仲裁组需将复检中发现的错误以书面方式及时告知裁判长,由裁判长更正成绩并签字确认。复核、抽检错误率超过 5%的,则认定为非小概率事件,裁判组需对所有成绩进行复核。比赛成绩由大赛组委会公布。八
8、、竞赛环境 工业产品设计与创客实践赛项赛场布局图如图 2 所示,竞赛工位示意图如图 3 所示。图 2 工业产品设计与创客实践赛项赛场布局图 (一)区域设置 工业产品设计与创客实践赛项主要设置竞赛区域、工作区域、观摩区域、评分区域。其中,竞赛区域由检录及候考区域、比赛区域组成;工作区域包含监督仲裁办公室、医务室及其他办公室(如技术保障办公室)等;观摩区域通过隔断与竞赛区域分隔,可在不干扰比赛的情况下对赛场状况进行观摩;评分区域与上述区域分布在不同空间,保证裁判员在不接触参赛队的情况下开展结果评分工作。(二)赛区条件 竞赛区域满足参赛队开展数字化设计与制造工作要求,每工位面积 10 平方米,满足
9、1500W 供电及网络等要求。其他区域设有参赛队领队及指导教师休息区域,可满足网络、饮水、竞赛直播等省赛相关规定要求。(三)工具耗材 竞赛统一提供工具、耗材,包括:打印耗材 1 卷、代木毛坯 2 块、标准垫铁4 块、铣刀及卡簧 3 套、钻头 1 个、毛刷 1 个、活动扳手 1 套、铲刀 1 把、斜口钳 1 个、镊子 1 只、游标卡尺 1 把、护目镜 1 副、U 盘一个。九、技术规范 赛项涉及的相关技术规范见表 2。表 2 工业产品设计与创客实践赛项相关技术规范 GB/T 14665-2012 机械工程 CAD 制图规则 GB/T 15751-1995 技术产品文件 计算机辅助设计与制图 词汇
10、GB/T 26099.1-2010 机械产品三维建模通用规则 第 1 部分:通用要求 GB/T 26099.2-2010 机械产品三维建模通用规则 第 2 部分:零件建模 GB/T 26099.3-2010 机械产品三维建模通用规则 第 3 部分:装配建模 GB/T 26099.4-2010 机械产品三维建模通用规则 第 4 部分:模型投影工程图 GB/T 26100-2010 机械产品数字样机通用要求 GB/T 4863-2008 机械制造工艺基本术语 GB/T 31054-2014 机械产品计算机辅助工程 有限元数值计算 术语 GB/T 33582-2017 机械产品结构有限元力学分析通用
11、规则 相关专业教学内容见表 3。表 3 工业产品设计与创客实践赛项相关专业教学内容 类别 内容 要求 专业基础 机械制图 能执行机械制图国家标准和相关行业标准,具备良类别 内容 要求 好的识图能力,能创建与图纸要求一致的产品数字模型,并可使用创建的模型按照给出的图纸要求生成相应的装配图、爆炸图及零件图。机械基础 具备对构件进行受力分析的基本知识,熟悉常用机构的结构和特性,掌握主要机械零部件的工作原理、结构和特点,可根据给出的条件应用软件完成简单的机构设计,进而完成机械产品设计方案,创建产品数字模型。具备机械制造基本知识,了解常用的加工方法、各自的优势和应用场合。设计技术 数字模型 熟练使用三维
12、设计软件零件建模、部件装配、表达视图、工程图等模块,根据产品设计图纸创建产品数字样机,并根据要求生成产品工程图,输出产品效果图或展示、装拆动画。智能优化 理解衍生式设计方法的思想,能根据设计要求判断并添加设计保留区域、障碍区域,根据产品实际应用场合,判断并添加载荷、约束条件,根据实际选择合理的材料及加工方式,使用衍生式设计工具得出关键零部件轻量化设计结果。机构设计 能使用数字设计技术完成常见机构设计计算。装配设计 会运用三维装配工艺设计与展示技术,在数字化环境中进行部件装配,完成整机三维装配工艺路线和类别 内容 要求 装配流程图,验证装配工艺的可行性,输出三维装配作业指导书。辅助加工 能使用加
13、工(CAM)模块制定合理的加工工艺,并进一步得出可用于数控加工的加工程序。制造技术 增材制造 理解增材制造方法的原理与优势,对零部件加工方法做出准确的判断,并设置合理的加工参数采用增材制造方式完成产品零部件加工与后期处理。会操作设备并设置合理的加工参数,使用增材制造方式完成零部件的加工制造。减材制造 理解传统切削加工工艺与制造方法及数控加工的优势,对零部件加工方法做出准确的判断,使用 CAM技术生成零部件加工程序代码并完成零部件制造。会操作设备并能根据加工实际尺寸调整相应加工参数,使用减材制造方式完成零部件的加工制造。复合加工 理解增减材复合加工的优势与应用场合,能根据被加工对象的特点制订合理
14、的工艺路线,并设计相应的辅助工装。能制订合理的工艺路线,设计并制造必要的工装夹具,综合运用增材、减材制造方法完成零部件制造。十、技术平台 赛项所用技术平台包括计算机,增、减材加工平台和工业软件,相关性能参数(功能)如表 4。表 4 工业产品设计与创客实践赛项技术平台性能参数 类别 性能参数(功能)配比要求 计算机 计算机性能参数如下:1.CPU:i7 11 代;2.内存:16GB;3.显示器:23 寸、19201080 分辨率(双屏)每工位 1 台(双屏)增、减材 加工平台 增材制造设备为 Panowin F3CL Pro,性能参数如下:1.打印机类型:桌面级 3D 打印机。2.成型方式:熔融
15、沉积成型(FDM)。3.打印尺寸:300mm300mm300mm。4.切片控制:包含交互式 3D 打印支撑编辑系统,可实现打印复杂镂空作品并易于去除支撑。5.最快打印速度:280mm/s。6.最小打印层厚:0.05mm。7.打印材料:PLA、ABS。8.数据传输:支持 USB 等方式的数据传输方式。9.噪音控制:打印噪音不大于 40dB(A),以满足教学要求。10.配有操作手册。减材制造设备为 Panowin F3 CNC,性能参数如下:每工位 1 套 类别 性能参数(功能)配比要求 1.行程:横向(X 轴)、纵向(Y 轴)、垂直(Z 轴)行程分别为 200mm、90mm、200mm。2.重复
16、定位精度:0.02mm。3.最大主轴转速:3500r/min。4.最大铣削直径:60mm。5.最大钻孔直径:16mm。6.安全防护:符合 IP54 等级要求,全封闭结构,带安全防护门自动开关装置,并带有内部照明。7.数控系统:执行国际通用标准 G 代码编程,支持 M代码及 S 代码。8.数据传输:支持 USB 等方式的数据传输方式。9.配有操作手册。工业软件 工业软件为 Autodesk Inventor Professional 2021、Autodesk Fusion 360,功能如下:1.能继承二维历史设计图纸数据,并提供进一步的编辑工具,实现二维设计数据向三维设计数据的转化。2.能兼容
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