2022年廣西職業(yè)院校技能大賽高職組《工業(yè)設計技術》賽項樣題（1號卷）（總時間：16小時）任務書二〇二二年三月

注意事項1.參賽選手在比賽過程中應該遵守相關的規(guī)章制度和安全守則，如有違反，則按照相關規(guī)定在考試的總成績中扣除相應分值。2.參賽選手的比賽任務書用參賽證號、組別、場次、工位號標識，不得出現(xiàn)選手姓名或與身份有關的信息，否則視為作弊，成績無效。3.比賽任務書當場啟封、當場有效。比賽任務書按每隊分發(fā)一份，競賽結束后當場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手摘錄有關內容，否則按違紀處理。4.各參賽隊注意合理分工，選手應相互配合，在規(guī)定的比賽時間內完成全部任務，比賽時間結束時，所有選手必須停止操作。5.請在比賽過程中注意實時保存文件，參賽選手由于操作不當而造成計算機“死機”、“重新啟動”、“關閉”等一切問題，責任自負。6.在提交的電子文檔上不得出現(xiàn)與選手有關的任何信息或特別記號，否則將視為作弊。7.若出現(xiàn)惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全隊競賽資格。8.請參賽選手仔細閱讀任務書內容和要求，競賽過程中如有異議，可向現(xiàn)場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。9.遵守賽場紀律，尊重考評人員，服從安排。10.賽場發(fā)放兩個U盤。所有比賽文件保存兩個U盤的根目錄下，計算機D盤根目錄中也保存一份，第一階段比賽完畢提交一個U盤，裝入信封封好，選手和裁判共同簽字確認。另一個U盤放在工具箱中，選手在第二階段時使用其中的加工程序進行加工及裝配驗證。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。

一、任務名稱與時間任務名稱：電動雕刻筆的創(chuàng)新設計與制造，競賽時間共16小時。二、競賽的階段、內容和時間安排競賽分三個階段，共16個小時。其中，第一階段為數(shù)字化設計，分數(shù)據(jù)采集、逆向建模與創(chuàng)新設計等三個內容，時間為8小時；第二階段為CNC加工，主要完成CNC編程與加工，時間為4小時；第三階段為3D打印與裝配，主要完成3D打印與裝配驗證二個內容，時間為4小時。同時，結合比賽過程，考核文明生產、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、競賽的任務安排電動雕刻筆的工作原理是利用交流電頻率周期特性，產生受迫振動，使打印針高頻震動，從而在工件上刻劃出標記，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、打標或簽名。某電動雕刻筆如圖1所示，由殼體、振動源和打印針等9個組件構成。長度尺寸約180mm，外形由多個規(guī)則和不規(guī)則平面或曲面構成，重量約0.30kg。現(xiàn)根據(jù)客戶對其便攜性和增加殼體強度的要求，擬對電動雕刻筆進行創(chuàng)新設計，同時，進行電動雕刻筆腰間便攜套的創(chuàng)新設計。1-殼體（正面），2-調速扭，3-殼體（反面），4-打印針，5-連接桿，6-振動源，7-開關，8-開關套，9-螺釘圖1電動雕刻筆示意圖四、第一階段：數(shù)字化設計任務1三維數(shù)據(jù)采集（10分）參賽選手對所提供的三維掃描裝置進行標定。利用標定成功的掃描儀和附件對任務書指定的實物進行掃描，獲取點云數(shù)據(jù)，并對獲得的點云進行相應取舍，剔除噪點和冗余點后保存點云文件。考核選手復雜表面點云準確獲取能力。（一）標定利用賽場提供的三維掃描裝置和標定板，根據(jù)三維掃描儀使用要求，進行三維掃描儀標定。要求自行認定至三維掃描儀“標定成功”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）。提交：標定成功截圖，格式為jpg或bmp文件，文件名為“11bd”。提交位置：現(xiàn)場給定2個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，其它地方不準存放。（二）數(shù)據(jù)采集參賽選手使用自行認定“標定成功”的三維掃描儀和附件，對電動雕刻筆殼體外表面進行掃描，并對獲得的點云進行取舍，剔除噪點和冗余點。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)石蠟被破壞競賽成績記零分。提交：經過去舍后點云電子文檔，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，其它地方不準存放。任務1三維數(shù)據(jù)采集分值分配指標掃描儀采集系統(tǒng)調整主體完整性、處理效果局部特征完整性、處理效果細節(jié)特征完整性、處理效果分值1333評分標準：將選手提交的掃描數(shù)據(jù)與標準數(shù)字模型進行比對，組成面的點基本齊全（以點足以建立曲面為標準），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。說明：（1）標志點處不作評分，未掃描到的位置不得進行補缺；（2）利用逆向模型反推的點云數(shù)據(jù)不給分。任務2逆向建模（20分）參賽選手利用任務1三維數(shù)據(jù)采集得到的點云數(shù)據(jù)，使用逆向建模軟件，對電動雕刻筆殼體外表面進行三維數(shù)字化建模。對逆向建模的模型進行數(shù)字模型精度對比（3D比較、2D比較、創(chuàng)建2D尺寸），形成分析報告。考核選手數(shù)模合理還原能力。說明：（1）合理還原產品數(shù)字模型，要求特征拆分合理，轉角銜接圓潤。優(yōu)先完成主要特征，在完成主要特征的基礎上再完成細節(jié)特征，整體擬合不得分；（2）實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）實物的孔表面可做光滑處理。提交：（1）對齊坐標后用于建模的“stl”文件，命名為“21jm”；（2）電動雕刻筆殼體數(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，其它地方不準存放。數(shù)字模型精度對比：利用逆向建模軟件功能，做出數(shù)字模型精度對比報告。逆向建模完成后，使用逆向建模軟件分別進行模型的3D比較（建模STL與逆向結果）、2D比較（指定位置）及創(chuàng)建2D尺寸（指定位置并標注主要尺寸），創(chuàng)建“pdf”格式分析報告。說明：僅對比外表面，對比報告配分將與創(chuàng)新設計說明結合給出。提交：對比文件采用“pdf”格式文件，文件命名為“23db”。任務2逆向建模分值分配指標數(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鍵特征精度數(shù)字模型對比（報告）分值253523評分標準：將選手創(chuàng)建的模型與掃描數(shù)據(jù)進行比對，平均誤差小于0.08。面建模質量好、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3創(chuàng)新設計（35分）利用給定的實物和任務2逆向建模所獲得的數(shù)字化模型，按任務書要求進行結構和功能的創(chuàng)新設計，生成裝配圖及零件圖。結合設計任務要求編寫設計方案說明書，采用文字和圖片相結合的方式從設計方案的人性化、美觀性、合理性、可行性、工藝性、經濟性等方面描述創(chuàng)新設計的思路及設計結果。考核選手外觀美化、結構優(yōu)化、功能創(chuàng)新的設計能力。（一）電動雕刻筆殼體設計利用預裝好的建模軟件，根據(jù)任務2逆向建模得到的數(shù)字模型和給定的電動雕刻筆功能部件，結合產品結構、機械制圖、數(shù)控加工等專業(yè)知識，按數(shù)控加工工藝、強度、裝配等技術要求，進行電動雕刻筆殼體的創(chuàng)新設計，輸出裝配工程圖和零件工程圖。（二）便攜套設計利用預裝好的建模軟件，根據(jù)所得到電動雕刻筆殼體的設計結果和給定的電動雕刻筆功能部件，結合產品結構、人體工程學、3D打印等專業(yè)知識，按照3D打印工藝、強度、裝配等技術要求，進行電動雕刻筆腰間便攜套的設計，皮帶寬度35mm，滿足攜帶方便，配合緊密，走動、跑動時不得晃動，取用方便。說明：（1）選手提交便攜套的創(chuàng)新設計報告書，采用文字和圖片相結合的形式，描述創(chuàng)新設計思路；要求邏輯性強，排版整齊美觀；（2）便攜套的創(chuàng)新設計報告書，應采用規(guī)范技術術語，言簡意賅；（3）創(chuàng)新設計要充分利用競賽賽場給定的條件和工具。提交：（1）電動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)新設計報告書文件為“doc”格式文件,命名為“34cx”,文件不準做任何文字、記號、圖案特殊標記，否則按違規(guī)處理。任務3創(chuàng)新設計分值分配指標外觀設計結構設計功能設計圖紙表達創(chuàng)新說明分值68696評分標準：達到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。五、第二階段：CNC加工任務4CNC編程與加工（18分）根據(jù)賽場指定的機床、刀具、毛坯等加工條件，分析任務3創(chuàng)新設計中的電動雕刻筆殼體的工藝，制定加工工藝過程，編制加工工序卡；利用自動編程軟件，根據(jù)制定的工藝編制數(shù)控加工程序，使用提供的機床和編制的數(shù)控程序完成電動雕刻筆殼體的加工。考核選手機械加工工藝、CNC編程與加工的能力。（一）制定加工工藝參賽選手利用預裝好的編程軟件，根據(jù)任務3創(chuàng)新設計的電動雕刻筆殼體及賽場提供的機床、刀具清單、毛坯，結合數(shù)控編程、金屬切削、機械加工工藝等專業(yè)知識，按創(chuàng)新設計輸出的工程圖紙要求進行電動雕刻筆殼體數(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）和加工工藝說明（電子檔）。說明：請從經濟性、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，其它地方不準存放。（二）數(shù)控編程選擇合適的軟件對產品進行數(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，其它地方不準存放。分值指標分配說明：CNC編程與加工所提交的數(shù)控程序，不做為評分依據(jù)。（三）CNC加工利用賽場提供的機床、毛坯，根據(jù)CNC編程與加工所編制的加工工藝、加工程序，運用數(shù)控機床操作技能，按安全、文明等生產要求，進行電動雕刻筆殼體加工。說明：（1）選手應充分利用比賽現(xiàn)場給定的條件，完成本項任務；（2）選手僅對創(chuàng)新后電動雕刻筆殼體進行加工。否則不計分。任務4CNC編程與加工分值分配指標完成度表面粗糙度尺寸精度工藝文件分值8433評分標準：達到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。六、第三階段：3D打印與裝配任務53D打印（7分）根據(jù)任務3創(chuàng)新設計中所得到電動雕刻筆便攜套的創(chuàng)新設計文件進行封裝和打印參數(shù)設置，打印出樣件。將打印好的樣件進行去支撐、表面修整等后處理，以保證零件質量達到要求。考核選手增材制造工藝、3D打印設備打操作，3D打印樣件后處理能力。任務53D打印分值分配指標完成度表面粗糙度尺寸精度分值421評分標準：達到期待的優(yōu)秀水平得滿分；達到標準，且某些方面超過標準得2/3分；達到標準得1/3分；各方面均低于標準，包括“未做嘗試”得0分。任務6裝配驗證（5分）參賽選手將加工得到的樣件，與其它實物機構裝配為一個整體，驗證創(chuàng)新設計的效果。考核選手現(xiàn)場安裝與調試能力。驗證一：參賽選手利用現(xiàn)場給定的工具，根據(jù)任務4CNC加工加工得到電動雕刻筆殼體、給定的電動