第六屆淮安市技能狀元大賽CAD機械設計項目技術文件（學生組）2022年7月Time\@"yyyy年M月d日"Time\@"yyyy年M月d日"2022年7月15日目錄一、本項目技術描述………1二、選手應具備的能力……1三、競賽內容………………2四、評分標準及流程………7五、場地及設施設備………8六、賽事紀律………………10七、賽事安全………………10八、綠色環保………………11九、備注……………………11一、本項目技術描述機械工程CAD（MechanicalEngineeringCAD）：是指制造業工程技術從業人員應用計算機輔助設計CAD軟件、三維打印機、三維掃描儀和手工測量工具，為產品設計和制造建立零件和裝配模型、詳細工程圖紙、產品設計和工藝解決方案的數字或紙質文件；使用三維掃描儀結合手工測繪工具創建逆向工程模型；提交含有三維打印件的產品設計原型，并驗證預定的功能；所有設計文檔必須符合國家GB標準或者ISO標準。本賽項為單人賽。（一）競賽內容本次大賽分為機械設計挑戰賽、裝配建模與工程圖、逆向工程三個模塊。（二）競賽日程本項目競賽分為一天，進行三個模塊的實操競賽，全部模塊評分與成績統計。（三）配分比例模塊編號模塊名稱競賽時間min分數判斷分測量分合計M1機械設計挑戰賽3小時33740M2裝配建模與工程圖1.5小時22830M3逆向工程1.5小時22830比賽時間總計6小時793100（四）考核方式采用閉卷方式，由專家組長組織命題，賽前1天組織CAD軟件、3D打印機試機。正式比賽前工位抽簽，由選手獨立完成試題。二、選手應具備的能力（一）機械工程理論基礎應知應會理解并掌握機械工程涉及的產品設計表達、機械原理、機械設計理論、機械加工工藝、工程材料選用、測量理論。理解并熟悉數字化設計技術原理，增材制造技術，逆向工程技術，工程設計文檔的管理。（二）機械工程CAD職業能力主要考核選手使用機械CAD軟件、3D打印機和手工測量工具，獨立完成產品的創新設計（包含正向設計和逆向設計）、利用CAD軟件生成產品的設計模型和工程圖紙、利用CAD軟件生成產品的渲染圖片和3D動畫，對設計的3D打印件進行性能和功能驗證，向用戶展示設計成果及產品的功能用途。三、競賽內容（一）具體內容共三個模塊，涵蓋下列內容：1.M1模塊——機械設計挑戰（3小時）：提供數據：零件或裝配件（三維模型）；設計變更要用到的技術說明；設計概要；所有必要的附加信息。要完成的工作：基于給定數據生成具有特定功能裝配體；完成設計變更；用AutodeskInventor設計加速器生成零件和裝配體；生成設計變更后的裝配圖；生成爆炸圖；生成模擬仿真動畫和渲染圖像；預期結果：修改后的文件（含零部件和裝配體）；設計變更后的裝配圖；指定格式的動畫；顯示新品設計的完整爆炸及/或折疊視圖順序及實體模擬仿真動畫；渲染圖片和專用BOM表；三維打印件及功能展示。2.M2模塊——裝配建模與工程圖（1.5小時）：提供數據：零件圖或裝配工程圖；零件或裝配體三維模型；BOM表格；所有必要的附加信息。需要完成的工作：根據詳細工程圖生成零部件模型；生成裝配體模型；生成制造用的詳細工程圖；從Inventor資源中心中獲取零部件。預期成果：零件和裝配體文件；產品裝配圖；制造用詳細工程圖；專用BOM表；產品爆炸視圖；指定格式的3D動畫，顯示實體模擬仿真。3.M3模塊——逆向工程（1.5小時）提供數據：零部件或裝配體實物；所有必要的附加信息。要完成的工作：從實體模型獲取尺寸以生成文件和圖紙；使用自帶工具清單里的測量儀器完成手工測繪；完成逆向產品的3D建模和工程圖。實體模型供選手使用1個小時后收回，然后選手根據草圖和之前收集的信息繼續完成任務；整個比賽期間內都允許使用電腦。預期成果：零件或裝配體三維模型；三維標注；零部件或裝配體的詳細工程圖；工程測量標注；渲染圖片。（二）試題樣題1、M1模塊——機械設計挑戰給定數據：試題打印件一份；設計概要圖（兩張A4圖紙）；提供實體模型小型手搖自充手電筒（除去手柄零件）工作任務：通過要求拆解提供的產品，用測量工具測量內部所有零件并設計出一個合適的功能性手柄零件。最后利用3D打印機將此設計的手柄零件打印出來，并且能實現該模型的功能；(1)根據給定的設計，將手柄（HandCrank）建模。要求：1）設計手柄零件。測量任一要求的尺寸；如有缺失，選手自己判斷或選擇。2）手柄應該與電源開關對面的前銷配合。詳見設計概要。3）當手柄按壓到最底處時，手柄把手可以鎖住，手柄處于鎖定狀態。4）手柄齒輪與齒輪盤嚙合時才能產生電能5）手柄應符合人體工學，在運轉時不滑手。6）手柄必須精簡不浪費材料（中空，避免過厚的特征，兩側面和盒體間隙小于0.5mm，體積控制在3200mm^3到3900mm^3）7）在手柄較大的平面添加你的兩位數工位號，凹進文字深度0.5mm，字體大小6mm。使用"ISOCPEUR"字體零件建模。你將模型生成3D打印零件。3D打印零件應正確配合，并在重新裝配的產品中有正確的功能。層厚為0.1mm，零件材料是黃色PLA，支撐是PVA。選手自定填料設置。最長打印時間1.5小時。（2）完成工程圖。要求：1）生成手柄的著色等軸測視圖(A3幅面)2）生成零件必要的三視圖(比例1:1)，以更好的描述它。不要添加尺寸。3）生成小型手搖自充手電筒裝配圖(A3幅面)（3）生成動畫。要求：1）生成小型手搖自充手電筒的原理動畫2）分辨率1280x720；視頻時長不超過30秒3）整體旋轉一周.在旋轉一周過程中，手柄開始轉動時，逐步透明盒蓋，看見全部齒輪運動，手柄轉到底部，鎖扣卡住手柄，手柄停止轉動，停止約1秒后手柄回彈轉到初始位置。（按壓仿真動畫要與實體模型一致）保存為AVI格式，按比賽文件要求命名（4）生成渲染圖片。要求：（１）使用InventorStudio，生成小型手搖自充手電筒的渲染圖片（２）分辨率:1280x720（３）保存為PNG格式，按比賽文件要求命名提交的文件（1）全部數據均存放在D盤根目錄個人文件夾內（選手姓名拼音字母+M1）。（2）打印并提交兩張A3圖紙；（3）保存工作原理動畫和渲染照片文件（動畫和渲染文件僅能保存一個，如保存多個僅對最后生成的文件評分）。注意：每名選手有兩次打印機會，圖紙標題欄一定要有自己名字，大約在比賽結束前20分鐘裁判會提醒圖紙打印，如果考試時間內選手僅打印了1次，則在比賽結束后還可以打印一次（但不能做任何圖文上的修改），選手選擇最好的一張圖紙上交，正式遞交的圖紙都要有自己的親筆簽名。2、M2模塊——裝配建模與工程圖給定數據：試題(含BOM表)打印件一份；零件打印圖紙（一張A3圖紙）；提供的STEP格式數據文件。工作任務：完成一種“齒輪油泵”的設計建模工作。根據試題提供的BOM表格信息、零件圖紙和step模型，完成一個齒輪油泵數字化建模設計，要求完成下列工作任務：（１）根據提供的零件打印圖紙，完成對應的零件建模設計。（２）根據試題提供的BOM信息和step模型，完成“齒輪油泵”的總裝配建模，對于原有step模型上缺失的特征信息要添加完整。（３）完成“齒輪油泵”總裝配工程圖（A3幅面）。至少生成3個（含）以上視圖，并標注出總體尺寸。選擇合理剖切位置，能夠表達齒輪嚙合關系；能夠表達齒輪軸、泵體、泵蓋裝配的裝配關系。生成裝配圖零件序號標注，并在總裝配圖上生成對應的BOM表，BOM包含序號、零件名稱、數量、材料。（４）生成工作原理動畫，要求：avi格式，分辨率1024x768，時長不超過15秒；旋轉一周展示產品；部分零件要漸變透明，可以看到齒輪嚙合協調運動；展示裝配體整體定格。提交的文件（１）全部數據均存放在D盤根目錄個人文件夾內（選手姓名拼音字母+M2）。（２）打印并提交A3總裝配圖紙；（３）保存工作原理動畫和渲染照片文件（動畫和渲染文件僅能保存一個，如保存多個僅對最后生成的文件評分）。注意：每名選手有兩次打印機會，圖紙標題欄一定要有自己名字，大約在比賽結束前20分鐘裁判會提醒圖紙打印，如果考試時間內選手僅打印了1次，則在比賽結束后還可以打印一次（但不能做任何圖文上的修改），選手選擇最好的一張圖紙上交，正式遞交的圖紙都要有自己的親筆簽名。3、M3模塊——逆向工程給定數據：測量零件工作任務：用量具測量此零件，零件將在1小時后被收回。創建三維模型，生成詳細工程圖和3DPDF文件，具體內容包括：（1）測繪齒輪減速器中上蓋和底座。注意：1）在測繪中，若部分零件有缺損，應按正確結構繪制零件；2）零件的配合要求、零件的加工要求，尺寸公差，選手根據零件的功能要求和零件設計的要求自行確定。（2）完成減速器上蓋和底座的三維建模。（3）生成上蓋和底座零件圖。（4）渲染圖片。使用Studio創建一張渲染圖片，PNG格式，分別率為1024*768.；加工面外觀為“鋁-拋光”；提交的文件：（１）零件三維模型、工程圖和渲染圖的全部創建數據均存放在桌面個人文件夾內（姓名拼音+M4）。（2）打印并遞交A3零件圖2張，標題欄和視圖配置自主決定，圖紙須本人簽名。四、評分標準及流程所有的評分都依據和試題配套的評分標準，分裁決評分（主觀評分）、測量評分（客觀評分）和成績并列時排名。１．裁決分（主觀）評分標準裁決分（Judgement）打分方式：4人組成一個評分小組，1人記錄，3名裁判各自單獨評分，計算出平均分的權重再乘以該子項的分值計算出實際得分。裁判相互間分差必須小于等于1分，否則需要給出確切理由并在小組長或裁判長的監督下進行調分。權重表如下：權重分值要求描述0分各方面均低于行業標準，包括“未做嘗試”1分達到行業標準2分達到行業標準，且某些方面超過標準3分達到行業期待的優秀水平樣例：選手為完成裝配設計的產品生成一幅渲染圖片，可能有下列4種質量權重分值要求描述0分圖像不清晰，特征不完整1分產品要素完成，圖像清晰，展示了題目要求的計算機渲染效果2分圖像清晰且具有美工效果，整個圖像展示出計算機渲染的效果3分具有非常完美的視覺效果，圖像的渲染效能達到計算機性能的極限2．測量（客觀）評分標準測量分（Measurement）打分方式：按模塊設置若干個評分組，每組4人，由3名裁判共同打分1人負責記錄。如有爭議時每個模塊的所有裁判一起商議，在對該選手在該項中的實際得分達成一致后最終只能給出一個分值，若裁判數量較多，也可以另定分組模式。測量分評分準則樣例：類型示例最高分值正確分值不正確分值滿分或零分某緊固件要求選擇右旋螺紋，配分為0.5分，選手得分只有兩種可能，要么滿分要么零分0.50.50從滿分中扣除某裝配體BOM表共10個零件，最大分1分，缺一個扣0.2分，選手缺少2個零件10.60.4從零分開始加某動畫播放要求顯示旋轉一周，外殼透明看見齒輪，看見齒輪和活塞同步運動。最大分是0.6分，選手的動畫僅看見前兩項0.60.40.23．成績并列時的選手排名當選手成績相同時，以M1模塊的成績高低區分名次先后，如果M1模塊的成績相同，以M2模塊的成績高低區分名次先后，以此類推，依次依照M1-M3的成績高低區分名次先后。五、場地及設施設備場地由選手競賽工作區、專家評分室、錄分工作室、體驗展示區組成：1、競賽工作區，180平米。包括CAD設計桌面工位、3D打印后處理鉗工臺、圖紙打印機工位、候賽室。2、專家評分室，15平米包括保密、閱卷、評分、工作人員休息3、錄分工作室，10平米核分、錄分、成績復核與統計打印。4、體驗展示區，50平米參賽選手日常訓練和比賽作品，贊助商產品和技術的互動與展示。比賽設備與工具1、賽場提供設備清單序號名稱數量技術規格1CAD設計軟件1套/選手INVENTOR2022，AdobeReader，Office2019，視頻播放器2圖形工作站（雙屏），預裝Office1臺/選手XeonE5-1607v43.1GHz，內存16G，硬盤500GB，獨立顯卡內存為4G，顯示器為23.5英寸，Win11專業版系統（以現場實際配置為準）3專家用PC機4臺同上（以現場實際配置為準）4錄分員用PC機1臺同上（以現場實際配置為準）5桌面三維FDM打印機（含配套軟件）威寶仕WEEDOS630臺打印尺寸：250mm×200mm×260mm打印機具備斷電續打功能和WIFI連接發送模型并打印；打印平臺：可加熱；在同等條件下優先選用打印速度快、精度高、支撐剝離容易的設備；6激光打印機2臺A3、A4彩色7三維打印機耗材1卷/選手PLA，ABS，TPU8設計挑戰賽試題配套元器件1套/選手委托加工9逆向工程手工、自動測量用實體零件1套/選手委托加工10打印紙不限A4,A32、自帶測量工具清單序號名稱數量技術規格1數字卡尺1把/選手0-200mm2數字偏置中心線卡尺1把/選手10-160mm3通用量角器1把/選手4半徑規1套/選手0.4-25mm5外公制螺紋規1套/選手0.35-6mm6螺紋塞規1套/選手M2-M127金屬直尺1把/選手0-300mm8數顯深度卡尺測量儀1把/選手0-150mm9粗糙度對比塊1套/選手六、賽事紀律1.每場比賽開始前選手和裁判有10分鐘的交流時間，交流期間選手和裁判不能操作電腦，不能在試題或圖紙上做任何標記。比賽期間選手不得單獨與其代表隊裁判單獨接觸。2.每位選手可以攜帶任何資料和機械設計手冊進入賽場，但在工位上不能接聽