中華人民共和國第二屆職業技能大賽甘肅省選拔賽

CAD機械設計項目

技術工作文件

甘肅省選拔賽

組委會

2023年5月

甘肅省選拔賽組委會1

目錄

一、技術描述..........................................1

二、試題與評判標準....................................6

三、競賽細則.........................................10

四、競賽場地、設施設備等安排.........................12

五、安全、健康要求...................................17

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一、技術描述

（一）項目概要

CAD機械設計項目是指機械制造從業人員應用計算機

輔助設計CAD軟件、三維打印機、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，提交含有三維打印件的完整產品，

并實現要求的使用功能。所有數字或紙質文件必須遵循中國國

家GB標準或者ISO標準。

（二）基本知識與能力要求

對選手理論知識、工作能力的要求以及各項要求的權

重比例見表1。

表1基本知識與能力要求

權重

相關要求

比例

(%)

1工作組織和管理

—計算機輔助設計的不同目的和用途；

—目前國際公認的標準（ISO）和行業使用并認

可的標準；

10

—使用顯示系統及健康與安全防范措施；

基本知識

—數學、物理和幾何的相關理論及應用；

—技術術語及符號；

—向潛在客戶準確及清晰地展示設計理念的

重要性；

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—同事、客戶及其他相關專業人士之間有效溝

通及人際交往技巧的重要性；

—保持新興技術相關知識及技能的重要性；

—針對技術及設計難題和挑戰提供具創新性

和創造性解決方案的重要性。

—堅持使用國際標準（ISO）和現行行業標準；

—應用并推廣健康與安全條例及其最佳實踐

操作；

—將數學、物理和幾何知識應用到CAD項目

中；

—訪問和選擇機械標準件庫和符號庫；

—提交的CAD圖紙應正確使用各種技術術語

和符號；

—針對潛在的用戶，在設計演示的過程中使用

高清晰度的CAD圖形圖像；

工作能力

—利用CAD工具展示與同事、客戶和其他相

關專業人員間有效的溝通和交流技巧；

—對客戶和其它專業人士介紹計算機輔助設

計（CAD）軟件的應用技能；

—面對不斷更新的技術和應用，在實際工作中

不斷增長新知識和技能；

—面向技術和設計上的問題和挑戰，能夠提出

創造性的技術解決方案；

—利用CAD軟件的產品可視化技術，準確地

滿足用戶需求。

2材料、軟件和硬件

—計算機的操作系統，能夠正確地使用和管理

5

計算機文件和軟件的系統；

基本知識

—在計算機輔助設計過程中所用的外圍設備；

—CAD軟件的特定專業性技術操作；

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—不同行業背景的產品范圍、類型和應用知

識，有效地支持和促進計算機輔助技術的應

用；

—面向工藝及裝配過程的設計；

—面向增材制造的設計；

—CAD軟件的局限性；

—三維打印數據格式和打印精度；

—繪圖儀和打印機的使用；

—三維打印機和三維掃描儀的工作原理。

—啟動CAD設備并激活相關的建模軟件；

—設置和檢查外圍設備，如鍵盤，鼠標，3D鼠

標，繪圖儀和打印機；

—使用計算機操作系統和專業軟件熟練創建、

管理并存儲文件；

—從軟件界面的菜單或圖標工具條上，選擇正

確的繪圖命令；

—使用各種工具和CAD軟件交互，例如鼠標

工作能力

或數字化繪圖板、三維掃描設備；

—熟練操作使用三維打印機和三維掃描儀；

—熟練使用各種工具完成三維打印件的后處

理；

—使用繪圖儀和圖紙打印機，打印并輸出圖

紙；

—能夠利用比賽指定的器材或工具完成設計

作品（如三維打印件）組裝測試或功能演示。

3三維建模

—軟件的環境參數配置以便對軟件進行參數

30

設置；

基本知識

—熟悉計算機操作系統，以便使用和管理計

算機上的文件和軟件；

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—理解機械系統及其功能；

—理解工程圖紙的畫法要求和圖紙標準；

—理解鋼結構、模具、線纜和管道零部件的

裝配方式。

—零部件建模，優化零件的實體形狀；

—創建參數化零部件族；

—確定材料特性（材料、密度等）；

—為零件設置外觀顏色和材質；

—生成實體結構、桁架結構、線纜系統、管道

系統等裝配體模型；

—從給定數據構建裝配體（包括子裝配體）；

—實體模型、曲面模型和網格體STL模型的

工作能力混合設計；

—自頂向下的設計，根據裝配設計建立基本零

件；

—針對缺失的圖紙尺寸，能推算準確值或估算

近似值；

—按照要求，把已經建好模型的零件裝配到裝

配體中；

—利用貼圖、凸雕命令完成模型圖像特征顯

示，比如粘貼徽標logo一類圖像。

4生成渲染圖片及展示動畫

—在CAD環境中設置燈光、場景、陰影、材質

等，生成高質量的渲染圖像；

基本知識—使用視頻或靜態圖像展示產品及其運動過

10

程；

—面向工業設計的美學。

—存儲并標記圖像以備將來查找使用；

工作能力—理解模型資源信息并準確地用于計算機生

成的圖像；

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—應用圖紙資源提供的材料屬性；

—創建零部件和裝配體渲染圖像；

—調整顏色、紋理、背景和相機拍攝的角度，

以突出關鍵圖像；

—調整鏡頭設定用最佳角度展示設計項目；

—打印用于設計表達的圖像；

—創建動畫，展示不同零件的運動或裝配關

系。

5實體模型的逆向設計

—零件加工涉及的材料和加工工藝：如鑄造、

鍛造、焊接、機械加工、仿

真；

基本知識

—一個實物零件轉換為三維模型，然后再生成

工程圖紙的過程；

—手工和自動測量工具的使用方法。15

—使用符合規范的測量儀器測定實體模型的

尺寸；

—創建手繪草圖；

工作能力—利用測量工具以生成準確的復制品；

—對模型進行三維掃描獲取產品表面幾何數

據；

—三維標注及PMI技術。

6工程制圖和測量

—基于ISO標準的帶有書面說明的工程圖；

—符合ISO標準要求的基本尺寸和公差，表

30

面質量及技術說明；

基本知識

—說明書，表格，標準和產品目錄列表的使用；

—機械加工、焊接工藝、桁架結構、表面處理、

線纜系統、管道系統的成圖要求和規范。

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—生成基于ISO/GB標準的詳細的工程圖；

—運用ISO/GB標準來實現圖紙的工程標注；

—為工程標注和圖紙格式建立模板文件；

—使用設計手冊、軟件設計助手、標準產品目

工作能力

錄來進行設計；

—創建多種二維表達工程圖紙，包括標準視

圖、爆炸視圖、等軸測視圖、著色視圖等；

—使用圖紙或模型信息來表達設計意圖。

合計100

二、試題與評判標準

（一）試題

本賽項試題不提前公開。由大賽組委會委托組織命題

專家組封閉命題，競賽試題與評分標準在賽前按規定密封，由

大賽組委會保管。

（二）比賽時間及試題具體內容

1.比賽時間安排：本項目比賽選用模塊化測試方式，

共有四個獨立模塊，總時間12小時，各模塊時間分配詳見表

2。

2.試題具體內容：測試項目以工作任務單、零部件圖

紙或實物、設計草圖、電子數據文檔等形式下達。選手通過讀

圖、測量、計算、分析獲取產品設計信息，利用軟件功能和硬

件設備完成工作任務。具體試題內容見表2。

表2競賽項目內容

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項目

提供的文件任務要求提交成果

名稱

①產品的設計方案

①完成產品設計方

②全部電子數據和

案；

pdf格式的A3～A1圖

②測繪產品并建立零

紙；

①給出草圖件三維模型；

③JPG或PNG格式的

（概念圖）、部③完成指定零件的三

M1：機械渲染照片和AVI格式的

分標準件；或維打印和裝配，實現產

設計挑動畫文件。

零件圖紙/模品功能；

戰賽④打印零件的3D打印

型④合理選擇標準件，

(3小時)文件。（3D打印時間不

②設計約束創建裝配模型和裝配

計入此比賽時間。選手

條件。圖；

自定填料設置。最長打

⑤為產品建立渲染照

印時間3.5小時）

片、設計表達圖形和產

⑤含有打印件的完整

品演示或原理動畫。

產品。

①建立通用機械、鈑

①工作原理金、桁架結構件（零

圖、零件圖或件）和裝配體三維模①全部電子數據；

裝配圖；型；②pdf格式的A4～A1

M2：機

②零件模型②創建若干個零件圖圖紙；

械制造

或裝配模型；或裝配圖，完成正確③JPG或PNG格式的

(3小時)

③產品BOM的GDT、焊接工藝標渲染照片和AVI格式的

表或其他數注；動畫文件。

據。③為產品建立渲染照

片、產品演示動畫。

M3：裝①零件圖或①根據零件圖建立零①全部電子數據；

配設計零件件三維模型；②pdf格式的A3～A1

與模型；②創建裝配模型，生圖紙；

工程圖②裝配圖或成裝配圖，編輯裝配③JPG或PNG格式的

(3小時)裝配圖；渲染照片和AVI格式

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模型；③為產品建立渲染照的動畫文件。

③產品BOM片、設計表達圖形和

表產品動畫。

或其他數據。

①使用三維掃描儀、

手工測量工具獲得零

件幾何信息，使用軟件

建立幾何模型；

②禁止使用帶有圖形

縮放或形狀記憶功能

的系統（照片，延展性

膩子，印臺等）；①工件的3D模型和

①工件實物；

③參賽者可以在紙上JPG或PNG格式的渲染

M4：逆向②描述文檔，

繪制草圖，作為建立3D照片；

工程及所有逆向工

模型的基礎，也可以邊②pdf格式的詳細圖

(3小時)程必要的附加

測繪邊在計算機上建紙。

信息。

模；

④實物模型供選手使

用1.5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；

⑤整個競賽期間都允

許使用計算機。

3.提交文件及存儲說明：在指定存儲盤符下創建4個

文件夾，分別以M1、M2、M3、M4命名，所有需要提交的文件均

存儲到相應模塊的文件夾下。每場競賽結束前，每位選手除將

文件存儲在臺式機上以外，務必將M1、M2、M3、M4文件夾拷貝

到下發的貼有機位號的U盤根目錄下（第一天下發2個U盤，

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均需拷貝所有數據，格式相同；第二天競賽時下發其中一個U

盤，用于選手繼續拷貝競賽文件，另一個U盤加密后用于評定

M1、M2模塊競賽成績）。注意，全部數據的存儲均不允許出現

與選手有關的任何信息，否則按作弊處理，以0分計。

（三）評判標準

1.分數權重：每個模塊滿分均為25分，分主、客觀分

數，要求先評判主觀分，然后再評判客觀分。最終4個模塊總

分數為100分。

2.評判方法：

主觀分：按評分規則進行評分。

客觀分：嚴格按照評分細則中的評分要求進行評分，

即3人組成一個評分小組，3名裁判各自單獨評分。權重按照

4檔評分：各方面均低于行業標準，包括“未做”，計0%；達到

行業標準，計60%；達到行業標準，且某些方面超過標準，計

80%，達到行業期待的優秀水平，計100%。計算出平均權重再

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50%，否則需要給出確切理由并在裁判長的監督下進行調

分。評分過程執行回避原則，即裁判員應自行回避本代表隊選

手的評判工作。

3.成績并列：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-M4的成績

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高低區分名次先后。

三、競賽細則

（一）賽程安排

試題賽程安排

模塊

模塊內容Date1Date2

M1機械設計挑戰8:30-11:30

M2機械制造14:00-17:00

M3裝配設計與工程圖8:30-11:30

M4逆向工程14:00-17:00

注：具體賽程安排根據場地及設備實際可能會略有調

整，以最終的競賽手冊為準。

（二）裁判員分工、評分及成績處理

1.裁判長根據賽程安排將裁判員分為兩組，對M1/3

和M2/4執裁和評分，為避免評分標準不同，每一個模塊由同

一組裁判進行評分；

2.所有裁判員全程不允許使用手機（關閉所有鬧鐘并

關機后上交）及任何存儲介質（包括但不限于U盤、移動硬

盤、數碼相機、內存卡等）；

3.裁判長負責加密不參與評分；

4.每個模塊評分結束后，裁判員對所評參賽選手的評

判結果簽字確認；

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5.裁判長組織錄分員將比賽結果錄入信息管理系統；

6.每個階段競賽結束后，裁判員對本階段評判結果進

行核對確認；

7.各模塊評判結束后，裁判員核對本人本模塊評判成

績并簽字確認；在全部模塊競賽結束后，由裁判長對總成績簽

字確認并鎖定；

8.各模塊在核對過程中發現錯誤的，由裁判長安排立

即修改，并由當值裁判員和裁判長在紙質評判表修改處簽字。

（三）賽場紀律

1.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和使用手機（競賽中要求關閉手機）

及其它通訊設備，禁止選手攜帶任何信息存儲介質（U盤、移

動硬盤、數碼相機、內存卡等）進入賽場；

2.比賽前每位選手要在經過抽簽獲取的工位上試機

并確認軟件、硬件能正常使用以完成比賽任務。試機過程由選

手獨立完成，場內裁判與場外人員均不得提供任何指導；

3.選手務必攜帶繪圖尺規和指定的測量工具參賽并

接受賽前檢查；

4.軟件因宕機或發生其他技術故障等異常情況，導致

競賽中斷，請及時舉手示意，經當值裁判確認情況，解決異常

情況后能繼續完成競賽，處理異常狀況的時間給予補償，在比

賽結束時，選手可以繼續順延比賽至補時結束；

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5.參賽選手在試機和比賽期間不得隨意走動，不得相

互討論，不得與其代表隊裁判單獨接觸；

6.參賽選手必須按照報名項目參賽，不得無故缺席。

開賽15分鐘后，遲到者取消比賽資格；開賽30分鐘后方可

交卷離場。競賽開始鈴響方可開始答題，競賽結束鈴響即停止

答題；

7.嚴格遵守安全操作規程，正確使用各類工具和儀器；

8.競賽開始與結束以裁判長鈴聲為準。競賽結束選手

應立即停止答題，將提交文件按要求存儲，將物品交至指定地

點。如果比賽結束后還不提交文件并繼續答題，將扣除該模塊

競賽成績5分；

9.賽場僅允許選手、裁判人員、工作人員進入，其他

人一律禁止進入賽場；

10.注意公共衛生，保持賽場清潔，垃圾雜物按指定位

置放置；

11.自覺服從管理，注意賽場安全；

12.技能競賽中出現的問題由當值裁判裁定并記錄，

如有異議，交由裁判長和仲裁委員會最后裁定。

四、競賽場地、設施設備等安排

（一）賽場規格要求

CAD機械設計項目場地總面積為112m^2，總長度為

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14m，總寬度為8m，共有27個工位，每個工位占地為1.5m×

2m=3m^2，賽場內分為選手工作區、儲物區、發布區等區域。

（二）場地布局圖

賽場布置圖如圖1所示。

圖1賽場布置圖

注：布置圖僅供參考，最終以實際布局為準。

（三）基礎設施清單

1．CAD機械設計項目賽場提供設施、設備清單

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序名稱數量技術規格

號

Inventor2023，CAXA實體

設計2022，中望3D平臺設

CAD設計1套/選計軟件教育版V2023、中望

1

軟件手機械CAD教育版軟件

V2023，AdobeReader，視頻

播放器

英特爾i7-8700，內存

PC機，預裝1臺/選16G，硬盤1TB，獨立顯卡

2

WPSOffice手4G顯存，顯示器21.5英

寸，Win10系統

3裁判用PC機3臺同上

桌面3D打印

1臺/選聯泰科技AMERD3000，SLA

4機（含

手光固化成型

配套軟件）

三維打印機1瓶/選

5光敏樹脂

耗材手

機械設計挑

1套/選

6戰模塊配套外購或委托加工

手

元器件

型號：先臨三維EinScanPro

EP

參數：掃描模式：手持精細掃

描，手持快速掃描，固定式全

三維掃描儀

1套/選自動掃描，固定式自由掃描；

7（含配套軟

手

件）尺寸精度：手持精細掃

描模式：±0.1mm，各

方向誤差≤0.3mm/m；手持

快速掃描模式：±0.3mm，方

向誤差≤0.3mm/m；固定掃描

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序名稱數量技術規格

號

模式：單幅掃描精度為

0.02mm；掃描速度：手

持精細掃描模式：≥

1,100,000點/秒；手持

快速掃描模式：≥

1,500,000點/秒；固定掃描

模式：單幅掃描時間＜0.5s；

須自帶點云自動處理和封裝

生成STL的掃描軟件

逆向工程手

1套/選

8工測量用實外購或委托加工

手

物零件

2個/選

9U盤不小于16G/個

手

10移動硬盤1個1TB，用于數據備份

2.CAD機械設計項目選手自帶工具、材料清單表

序號名稱數量技術規格

數字卡尺

11把/選手0-200mm

數字偏置中心距卡尺

1把/選手

210-160

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