69职业院校技能大赛高职组《工业设计技术》赛项样题1(002).docx

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1、任 务 书2023 年广西职业院校技能大赛高职组工业设计技术赛项样题 （1 号卷）（总时间： 13 小时）二二三年二月注意事项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，不得出现选手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。比赛任务书按每队分发一份，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.各参赛队注意合理安排进程 ，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛时间结束时， 所

2、有选手必须停止操作。5.请在比赛过程中注意实时保存文件，参赛选手由于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.赛场发放两个 U 盘。所有比赛文件保存两个 U 盘的根目录下，计算 机 D 盘根目录中也保存一份，第一阶段比赛完毕提交一个 U 盘， 装入信封封 好， 选手和裁

3、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模型进行数控加工及 3D 打印，完成装配验证。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、 任务名称与时间任务名称： 某型遥控电动小汽车创新设计与制造，竞赛时间共 13 小时。二、 竞赛的阶段、内容和时间安排竞赛分两个阶段， 共 13 个小时。其中， 第一阶段为数字化设计， 分数 据采集、逆向建模与创新设计等三个内容， 时间为 8 小时； 第二阶段为 CNC 加工和 3D 打印与装配，主要完成 CNC 编程与加工， 3D 打印和装配验证 三个内容，时间为 5 小时。同时， 结合比赛过程， 考

4、核文明生产、职业素养、规范操作、绿色环保、 循环利用等职业素养。三、 竞赛的任务安排某公司提出开发一种可有效延长小车使用寿命、操作便利、趣味性强的 遥控电动小汽车 ，有利于儿童的智力开发，增长知识，开阔视野。某遥控电动小汽车如图 1 所示， 根据客户要求首先要对外壳进行创新设 计；其次根据运动要求，对车架及传动等机构进行创新设计，进而实现对遥 控电动小汽车的个性化设计。1-车身外壳 ，2-轮子 ，3-齿轮传动机构 ，4-无线遥控模块， 5-电机，2-6-电池 ，7-开关 ，8-车架 ，9-电池电机盒， 10-遥控器图 1 遥控电动小汽车示意图四、第一阶段： 数字化设计任务 1 三维数据采集（1

5、0 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

6、 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 遥控电动小汽车壳体外表面扫描， 并对获得的点云进行取舍，剔除噪点和冗 余点。注意：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。提交：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”。提交位置： 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。任务 1 三维数据采集分值分配指标扫描仪采集系统调整主体完整性、

7、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1333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。说明：（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）参赛选手利用任务 1 采集的点云数据，使用逆向建模软件， 对给定的遥 车身外壳外表面进行三维数字化建模，要设计相应定位、支撑结构便于与车 架进行装配。对逆向建模的模型进行数字模型精度对比（3D 比较、2D

8、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。说明：（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。提交：（1）对齐坐标后用于建模的“stl”文件， 命名为“21jm”；（2） 遥 控 电 动 小 汽 车 壳 体 数 字 模 型 的 建 模 源 文 件 和 “stp” 文件，命名为 “21jm”。提交位置：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

9、型精度对比：利用逆向建模软件的数据比对功能，做出数字模型 精度对比报告。选手逆向建模完成后，使用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。说明：仅对比外表面，对比报告配分将与创新设计说明结合给出。提交：对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“23db”。提交位置：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。任务 2 逆向建模分值分配指标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）分值253

10、523评分标准：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）利用给定的实物及配件，结合相关知识，按任务书要求进行结构和功能 方面进行创新设计，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） 遥控电动小汽车车架设计选手利用预装好的建模软件，根据任务 2 逆向建模所得到

11、的数字模型和 给定的遥控电动小汽车功能组件，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，进行遥控电动小汽车设 计，输出装配工程图和零件工程图。（2） 遥控电动小汽车其他部件设计遥控电动小汽车其他组件见图 2 所示。图 2 遥控电动小汽车其他组件选手利用预装好的建模软件， 根据遥控电动小汽车前盖及车架、电机等部件，设计其他功能部件如传动机构、支撑部件及其他部件等，要求能实现 速度控制，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，进行遥控电动小汽车部件设计。说明：（1）工程图绘制任务要求： 参赛选手选用计

12、算机预装软件， 利用任务 3 设计的车架及核心传动零件得到的数字文件，以及部分实测尺寸，完成车架、 核心传动零件的零件工程图绘制，工程图按照机械制图国家标准，完成标注。（2）选手提交遥控电动小汽车创新设计报告书， 采用文字和图片结合的 形式，描述创新设计思路； 要求逻辑性强，排版整齐美观。（3）遥控电动小汽车创新设计报告书，应采用规范技术术语，言简意赅。 （4）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。提交：（1）遥控电动小汽车虚拟装配源文件和“stp”格式文件，文件命名为 “31zp”。（2）遥控电动小汽车装配工程图源文件和“dwg”格式文件， 文件命名 为“32zp”（3）控电动小汽车的

13、车架、传动机构等零件工程图源文件和“dwg”格 式文件， 文件命名为“33lj1、33lj2、33lj3”等。（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。任务 3 创新设计分值分配指标外观设计结构设计功能设计图纸表达创新说明分值410984评分标准：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。五、第二阶段： CNC 加工和 3D 打印任务 4 CNC 编程与加工（18 分）选手根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加

14、工条件， 分析任务 3 创新设 计中车架的工艺，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 车架部件数控加工。考核选手数控加工工艺、 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 中创新设计的遥控电动小汽车 车架及赛场提供的机床、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，进行车架数控加工工艺制定、数控加工程序编制 ，毛 坯尺寸、加工刀具清单、工具清单，制定加工工艺， 填写完成加工工艺卡（电 子档）和加工工艺说明（电子档）。说明：请从经济性、规范性、安全

15、性和环保等方面阐述加工工艺制定思 路。提交：（1）加工工艺卡，文件命名为 “41gyk”；（2）加工工艺说明， 文件命名为“42gysm”。提交位置：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。（2） 数控编程选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。提交:遥控电动小汽车车架加工工件的数控程序，加工程序全部存放在名 为“42bczm”的文件夹中。分值指标分配说明：CNC 编程与加工所提交的数控程序，不做为评分依 据。（3） CNC 加工选手利用赛场提供的机床、毛坯，根据任务 4CNC 编程与加工中编制的 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

16、产要求， 进行遥控电动小汽车车架加工。说明：（1）选手应充分利用比赛现场给定的条件，完成本项任务；（2） 选手仅对创新后控电动小汽车车架加工进行加工 ，否则不计分。任务 4 CNC 编程与加工分值分配指标完成度表面粗糙度尺寸精度工艺文件分值8433评分标准：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。任务 5 3D 打印（7 分）根据遥控电动小汽车外壳及传动机构等部件的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、

17、 3D 打印设备打操作， 3D 打印样件 后处理能力。任务 5 3D 打印分值分配指标完成度表面粗糙度尺寸精度分值421评分标准：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。任务 6 装配验证（5 分）将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体， 验证创新设计的 效果。考核选手现场安装与调试能力。验证一：选手利用现场给定的工具， 根据 CNC 及 3D 打印加工得到遥控电动小 汽车各部件，结合机械装配工艺知识，进行遥控电动小汽车装配，实现动实 现自动遥控行驶的功能。验证二：选手利用现场给定的工具， 根据任务 5 中 3D 打印得到的遥控电动小汽 车实体，结合机械装配工艺知识，进行自动遥控行驶并测速，验证其行驶速 度。提交：完整装配件。分值指标分配如下：指标验证一验证二分值32评分标准：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。