2022年廣西職業(yè)院校技能大賽高職組《工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)》賽項(xiàng)樣題1號(hào)卷

2022年廣西職業(yè)院校技能大賽高職組《工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)》賽項(xiàng)樣題（1號(hào)卷）（總時(shí)間：16小時(shí)）任務(wù)書二〇二二年三月

注意事項(xiàng)1.參賽選手在比賽過(guò)程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有違反，則按照相關(guān)規(guī)定在考試的總成績(jī)中扣除相應(yīng)分值。2.參賽選手的比賽任務(wù)書用參賽證號(hào)、組別、場(chǎng)次、工位號(hào)標(biāo)識(shí)，不得出現(xiàn)選手姓名或與身份有關(guān)的信息，否則視為作弊，成績(jī)無(wú)效。3.比賽任務(wù)書當(dāng)場(chǎng)啟封、當(dāng)場(chǎng)有效。比賽任務(wù)書按每隊(duì)分發(fā)一份，競(jìng)賽結(jié)束后當(dāng)場(chǎng)收回，不允許參賽選手帶離賽場(chǎng)，也不允許參賽選手摘錄有關(guān)內(nèi)容，否則按違紀(jì)處理。4.各參賽隊(duì)注意合理分工，選手應(yīng)相互配合，在規(guī)定的比賽時(shí)間內(nèi)完成全部任務(wù)，比賽時(shí)間結(jié)束時(shí)，所有選手必須停止操作。5.請(qǐng)?jiān)诒荣愡^(guò)程中注意實(shí)時(shí)保存文件，參賽選手由于操作不當(dāng)而造成計(jì)算機(jī)“死機(jī)”、“重新啟動(dòng)”、“關(guān)閉”等一切問(wèn)題，責(zé)任自負(fù)。6.在提交的電子文檔上不得出現(xiàn)與選手有關(guān)的任何信息或特別記號(hào)，否則將視為作弊。7.若出現(xiàn)惡意破壞賽場(chǎng)比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全隊(duì)競(jìng)賽資格。8.請(qǐng)參賽選手仔細(xì)閱讀任務(wù)書內(nèi)容和要求，競(jìng)賽過(guò)程中如有異議，可向現(xiàn)場(chǎng)裁判人員反映，不得擾亂賽場(chǎng)秩序。9.遵守賽場(chǎng)紀(jì)律，尊重考評(píng)人員，服從安排。10.賽場(chǎng)發(fā)放兩個(gè)U盤。所有比賽文件保存兩個(gè)U盤的根目錄下，計(jì)算機(jī)D盤根目錄中也保存一份，第一階段比賽完畢提交一個(gè)U盤，裝入信封封好，選手和裁判共同簽字確認(rèn)。另一個(gè)U盤放在工具箱中，選手在第二階段時(shí)使用其中的加工程序進(jìn)行加工及裝配驗(yàn)證。11.加工后的零件按照要求裝配后裝入工具箱封好，選手和裁判共同簽字確認(rèn)。

一、任務(wù)名稱與時(shí)間任務(wù)名稱：電動(dòng)雕刻筆的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造，競(jìng)賽時(shí)間共16小時(shí)。二、競(jìng)賽的階段、內(nèi)容和時(shí)間安排競(jìng)賽分三個(gè)階段，共16個(gè)小時(shí)。其中，第一階段為數(shù)字化設(shè)計(jì)，分?jǐn)?shù)據(jù)采集、逆向建模與創(chuàng)新設(shè)計(jì)等三個(gè)內(nèi)容，時(shí)間為8小時(shí)；第二階段為CNC加工，主要完成CNC編程與加工，時(shí)間為4小時(shí)；第三階段為3D打印與裝配，主要完成3D打印與裝配驗(yàn)證二個(gè)內(nèi)容，時(shí)間為4小時(shí)。同時(shí)，結(jié)合比賽過(guò)程，考核文明生產(chǎn)、職業(yè)素養(yǎng)、規(guī)范操作、綠色環(huán)保、循環(huán)利用等職業(yè)素養(yǎng)。三、競(jìng)賽的任務(wù)安排電動(dòng)雕刻筆的工作原理是利用交流電頻率周期特性，產(chǎn)生受迫振動(dòng)，使打印針高頻震動(dòng)，從而在工件上刻劃出標(biāo)記，廣泛適用于金屬、玉器、玻璃、塑料、大理石、瓷器等材料的表面雕刻、打標(biāo)或簽名。某電動(dòng)雕刻筆如圖1所示，由殼體、振動(dòng)源和打印針等9個(gè)組件構(gòu)成。長(zhǎng)度尺寸約180mm，外形由多個(gè)規(guī)則和不規(guī)則平面或曲面構(gòu)成，重量約0.30kg?，F(xiàn)根據(jù)客戶對(duì)其便攜性和增加殼體強(qiáng)度的要求，擬對(duì)電動(dòng)雕刻筆進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，同時(shí)，進(jìn)行電動(dòng)雕刻筆腰間便攜套的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。1-殼體（正面），2-調(diào)速扭，3-殼體（反面），4-打印針，5-連接桿，6-振動(dòng)源，7-開關(guān)，8-開關(guān)套，9-螺釘圖1電動(dòng)雕刻筆示意圖四、第一階段：數(shù)字化設(shè)計(jì)任務(wù)1三維數(shù)據(jù)采集（10分）參賽選手對(duì)所提供的三維掃描裝置進(jìn)行標(biāo)定。利用標(biāo)定成功的掃描儀和附件對(duì)任務(wù)書指定的實(shí)物進(jìn)行掃描，獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并對(duì)獲得的點(diǎn)云進(jìn)行相應(yīng)取舍，剔除噪點(diǎn)和冗余點(diǎn)后保存點(diǎn)云文件?？己诉x手復(fù)雜表面點(diǎn)云準(zhǔn)確獲取能力。（一）標(biāo)定利用賽場(chǎng)提供的三維掃描裝置和標(biāo)定板，根據(jù)三維掃描儀使用要求，進(jìn)行三維掃描儀標(biāo)定。要求自行認(rèn)定至三維掃描儀“標(biāo)定成功”狀態(tài)。并將該狀態(tài)截屏保存，格式采用圖片jpg或bmp文件（注意：文件名不得出現(xiàn)工位號(hào)）。提交：標(biāo)定成功截圖，格式為jpg或bmp文件，文件名為“11bd”。提交位置：現(xiàn)場(chǎng)給定2個(gè)U盤，將“11bd”保存在U盤中根目錄下，電腦D盤根目下也備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。（二）數(shù)據(jù)采集參賽選手使用自行認(rèn)定“標(biāo)定成功”的三維掃描儀和附件，對(duì)電動(dòng)雕刻筆殼體外表面進(jìn)行掃描，并對(duì)獲得的點(diǎn)云進(jìn)行取舍，剔除噪點(diǎn)和冗余點(diǎn)。注意：不得拆卸封裝好的殼體，封裝螺釘已加封石蠟，若發(fā)現(xiàn)石蠟被破壞競(jìng)賽成績(jī)記零分。提交：經(jīng)過(guò)去舍后點(diǎn)云電子文檔，格式為asc文件，文件名命名為“12dy”，封裝后的電子文檔stl文件，文件命名為“13sm”。提交位置：存放再U盤根目錄下，電腦D盤根目錄下也備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。任務(wù)1三維數(shù)據(jù)采集分值分配指標(biāo)掃描儀采集系統(tǒng)調(diào)整主體完整性、處理效果局部特征完整性、處理效果細(xì)節(jié)特征完整性、處理效果分值1333評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：將選手提交的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型進(jìn)行比對(duì)，組成面的點(diǎn)基本齊全（以點(diǎn)足以建立曲面為標(biāo)準(zhǔn)），并且平均誤差小于0.06為得分。平均誤差大于0.10為不得分，中間狀態(tài)酌情給分。說(shuō)明：（1）標(biāo)志點(diǎn)處不作評(píng)分，未掃描到的位置不得進(jìn)行補(bǔ)缺；（2）利用逆向模型反推的點(diǎn)云數(shù)據(jù)不給分。任務(wù)2逆向建模（20分）參賽選手利用任務(wù)1三維數(shù)據(jù)采集得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，使用逆向建模軟件，對(duì)電動(dòng)雕刻筆殼體外表面進(jìn)行三維數(shù)字化建模。對(duì)逆向建模的模型進(jìn)行數(shù)字模型精度對(duì)比（3D比較、2D比較、創(chuàng)建2D尺寸），形成分析報(bào)告。考核選手?jǐn)?shù)模合理還原能力。說(shuō)明：（1）合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，要求特征拆分合理，轉(zhuǎn)角銜接圓潤(rùn)。優(yōu)先完成主要特征，在完成主要特征的基礎(chǔ)上再完成細(xì)節(jié)特征，整體擬合不得分；（2）實(shí)物的表面特征不能改變，數(shù)字模型比例(1:1)也不能改變；（3）實(shí)物的孔表面可做光滑處理。提交：（1）對(duì)齊坐標(biāo)后用于建模的“stl”文件，命名為“21jm”；（2）電動(dòng)雕刻筆殼體數(shù)字模型的建模源文件和“stp”文件，命名為“22jm”。提交位置：保存在U盤根目錄下，電腦D盤根目錄下也備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。數(shù)字模型精度對(duì)比：利用逆向建模軟件功能，做出數(shù)字模型精度對(duì)比報(bào)告。逆向建模完成后，使用逆向建模軟件分別進(jìn)行模型的3D比較（建模STL與逆向結(jié)果）、2D比較（指定位置）及創(chuàng)建2D尺寸（指定位置并標(biāo)注主要尺寸），創(chuàng)建“pdf”格式分析報(bào)告。說(shuō)明：僅對(duì)比外表面，對(duì)比報(bào)告配分將與創(chuàng)新設(shè)計(jì)說(shuō)明結(jié)合給出。提交：對(duì)比文件采用“pdf”格式文件，文件命名為“23db”。任務(wù)2逆向建模分值分配指標(biāo)數(shù)據(jù)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確度關(guān)鍵特征精度數(shù)字模型對(duì)比（報(bào)告）分值253523評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：將選手創(chuàng)建的模型與掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，平均誤差小于0.08。面建模質(zhì)量好、合理拆分特征、擬合度高的得分，平均誤差大于0.20不得分，中間狀態(tài)酌情給分。任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計(jì)（35分）利用給定的實(shí)物和任務(wù)2逆向建模所獲得的數(shù)字化模型，按任務(wù)書要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，生成裝配圖及零件圖。結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)要求編寫設(shè)計(jì)方案說(shuō)明書，采用文字和圖片相結(jié)合的方式從設(shè)計(jì)方案的人性化、美觀性、合理性、可行性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等方面描述創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思路及設(shè)計(jì)結(jié)果?？己诉x手外觀美化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、功能創(chuàng)新的設(shè)計(jì)能力。（一）電動(dòng)雕刻筆殼體設(shè)計(jì)利用預(yù)裝好的建模軟件，根據(jù)任務(wù)2逆向建模得到的數(shù)字模型和給定的電動(dòng)雕刻筆功能部件，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、機(jī)械制圖、數(shù)控加工等專業(yè)知識(shí)，按數(shù)控加工工藝、強(qiáng)度、裝配等技術(shù)要求，進(jìn)行電動(dòng)雕刻筆殼體的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，輸出裝配工程圖和零件工程圖。（二）便攜套設(shè)計(jì)利用預(yù)裝好的建模軟件，根據(jù)所得到電動(dòng)雕刻筆殼體的設(shè)計(jì)結(jié)果和給定的電動(dòng)雕刻筆功能部件，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、人體工程學(xué)、3D打印等專業(yè)知識(shí)，按照3D打印工藝、強(qiáng)度、裝配等技術(shù)要求，進(jìn)行電動(dòng)雕刻筆腰間便攜套的設(shè)計(jì)，皮帶寬度35mm，滿足攜帶方便，配合緊密，走動(dòng)、跑動(dòng)時(shí)不得晃動(dòng)，取用方便。說(shuō)明：（1）選手提交便攜套的創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告書，采用文字和圖片相結(jié)合的形式，描述創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路；要求邏輯性強(qiáng)，排版整齊美觀；（2）便攜套的創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告書，應(yīng)采用規(guī)范技術(shù)術(shù)語(yǔ)，言簡(jiǎn)意賅；（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)要充分利用競(jìng)賽賽場(chǎng)給定的條件和工具。提交：（1）電動(dòng)雕刻筆虛擬裝配源文件和“stp”格式文件，文件命名為“31zp”。（2）電動(dòng)雕刻筆裝配工程圖源文件和“dwg”格式文件，文件命名為“32zp。（3）電動(dòng)雕刻筆殼體（正面）零件工程圖源文件和“dwg”格式文件，文件命名為“33lj”。（4）創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告書文件為“doc”格式文件,命名為“34cx”,文件不準(zhǔn)做任何文字、記號(hào)、圖案特殊標(biāo)記，否則按違規(guī)處理。任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計(jì)分值分配指標(biāo)外觀設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)圖紙表達(dá)創(chuàng)新說(shuō)明分值68696評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且某些方面超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)得2/3分；達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)得1/3分；各方面均低于標(biāo)準(zhǔn)，包括“未做嘗試”得0分。五、第二階段：CNC加工任務(wù)4CNC編程與加工（18分）根據(jù)賽場(chǎng)指定的機(jī)床、刀具、毛坯等加工條件，分析任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的電動(dòng)雕刻筆殼體的工藝，制定加工工藝過(guò)程，編制加工工序卡；利用自動(dòng)編程軟件，根據(jù)制定的工藝編制數(shù)控加工程序，使用提供的機(jī)床和編制的數(shù)控程序完成電動(dòng)雕刻筆殼體的加工?？己诉x手機(jī)械加工工藝、CNC編程與加工的能力。（一）制定加工工藝參賽選手利用預(yù)裝好的編程軟件，根據(jù)任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計(jì)的電動(dòng)雕刻筆殼體及賽場(chǎng)提供的機(jī)床、刀具清單、毛坯，結(jié)合數(shù)控編程、金屬切削、機(jī)械加工工藝等專業(yè)知識(shí)，按創(chuàng)新設(shè)計(jì)輸出的工程圖紙要求進(jìn)行電動(dòng)雕刻筆殼體數(shù)控加工工藝制定、數(shù)控加工程序編制。毛坯尺寸、加工刀具清單、工具清單，制定加工工藝，填寫完成加工工藝卡（電子檔）和加工工藝說(shuō)明（電子檔）。說(shuō)明：請(qǐng)從經(jīng)濟(jì)性、規(guī)范性、安全性和環(huán)保等方面闡述加工工藝制定思路。提交：（1）加工工藝卡，文件命名為“41gyk”；（2）加工工藝說(shuō)明，文件命名為“42gysm”。提交位置：在U盤根目錄下存放，電腦D盤根目錄下也備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。（二）數(shù)控編程選擇合適的軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)控編程，生成加工程序。提交:（1）加工工件的數(shù)控程序，殼體（正面）加工程序全部存放在名為“43bc－zm”的文件夾中；（2）加工工件的數(shù)控程序，殼體（反面）加工程序全部存放在名為“44bc－fm”文件夾中。提交位置：在U盤根目錄下存放，電腦D盤根目錄下也備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。分值指標(biāo)分配說(shuō)明：CNC編程與加工所提交的數(shù)控程序，不做為評(píng)分依據(jù)。（三）CNC加工利用賽場(chǎng)提供的機(jī)床、毛坯，根據(jù)CNC編程與加工所編制的加工工藝、加工程序，運(yùn)用數(shù)控機(jī)床操作技能，按安全、文明等生產(chǎn)要求，進(jìn)行電動(dòng)雕刻筆殼體加工。說(shuō)明：（1）選手應(yīng)充分利用比賽現(xiàn)場(chǎng)給定的條件，完成本項(xiàng)任務(wù)；（2）選手僅對(duì)創(chuàng)新后電動(dòng)雕刻筆殼體進(jìn)行加工。否則不計(jì)分。任務(wù)4CNC編程與加工分值分配指標(biāo)完成度表面粗糙度尺寸精度工藝文件分值8433評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且某些方面超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)得2/3分；達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)得1/3分；各方面均低于標(biāo)準(zhǔn)，包括“未做嘗試”得0分。六、第三階段：3D打印與裝配任務(wù)53D打印（7分）根據(jù)任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計(jì)中所得到電動(dòng)雕刻筆便攜套的創(chuàng)新設(shè)計(jì)文件進(jìn)行封裝和打印參數(shù)設(shè)置，打印出樣件。將打印好的樣件進(jìn)行去支撐、表面修整等后處理，以保證零件質(zhì)量達(dá)到要求。考核選手增材制造工藝、3D打印設(shè)備打操作，3D打印樣件后處理能力。任務(wù)53D打印分值分配指標(biāo)完成度表面粗糙度尺寸精度分值421評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且某些方面超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)得2/3分；達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)得1/3分；各方面均低于標(biāo)準(zhǔn)，包括“未做嘗試”得0分。任務(wù)6裝配驗(yàn)證（5分）參賽選手將加工得到的樣件，與其它實(shí)物機(jī)構(gòu)裝配為一個(gè)整體，驗(yàn)證創(chuàng)新設(shè)計(jì)的效果?？己诉x手現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)試能力。驗(yàn)證一：參賽選手利用現(xiàn)場(chǎng)給定的工具，根據(jù)任務(wù)4CNC加工加工得到電動(dòng)雕刻筆殼體、給定的電動(dòng)