GZ007工业产品数字设计与制造赛项试题09.docx

GZ007工业产品数字设计与制造赛项试题09.docx

《GZ007工业产品数字设计与制造赛项试题09.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GZ007工业产品数字设计与制造赛项试题09.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

GZ007工业产品数字设计与制造赛项试题09

“2019年全国职业院校技能大赛”高职组

工业产品数字化设计与制造赛项赛题

（第九套）

工业产品数字化设计与制造赛项专家组

二〇一九年四月二十日

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，不得写有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。

比赛任务书按一队一份分发，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.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。

5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手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.所有电子文件保存在一个文件夹中，命名为“工位号-上”，文件夹复制到赛场提供的两个U盘移动存储器之一中，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。

注意：

选手的加工程序要另存到两个U盘移动存储器另一个中的一个文件夹中，命名为“工位号-下”。

一、任务名称与时间

1.任务名称：

某型快速夹具数据采集与再设计。

2.竞赛时间：

3.5小时。

二、已知条件

手动夹钳是一种手动进行操作，对物件进行加紧的机械装置。

也称为快速夹钳，是一种夹紧部件。

被广泛的应用在焊装，弯曲、打磨、检具，模具等工作场合。

按照形式分为水平夹钳，垂直夹钳，推拉式门拴式夹钳，直线运动夹钳，精密夹钳，重型自锁夹钳，挤压夹钳等。

现有某型水平夹钳，部分零件有实物。

原有压杆不符合人体工程学，需要将其改进，在压杆上端增加符合人体工程学的手柄。

从外观看，手柄曲面复杂需要用到逆向建模技术。

技术人员在复制过程中，采用了三维扫描、逆向建模技术，复制并制造出原型。

经力学、寿命和可靠性验证。

为验证需要按照快速夹具的原理设计必要零件，技术人员对该关键件原型进行创新设计并制造出样件，然后装机验证后。

本次竞赛模拟该零件的复制、创新过程。

制造材料选用铝合金材质，利用数控加工和简单钳加工完成样件制造

1.某型手动夹钳说明

图1是常见的快速夹具产品的图片。

技术人员依据原理设计了对该关键件设想多种外形结构。

图6为一种手柄设计外形照片。

图1常用的快速夹具

比赛现场，提供图3图4图5图6图7零件。

图3底座（提供）图4顶杆（提供）图5压杆（提供）

图6手柄模型（提供）图7塞打螺栓（提供）

快速夹具（肘节夹具）夹紧原理

当连杆与连架杆的两铰接点和其中一连架杆与机架的铰接点,三点同在一直线时,机构处于死点位置。

这时,被压紧的工件,无论有多大的反力（除破坏性反力）,也无法使机构变动。

于是压头也就不会松开。

这就是机械力学中的死点夹紧原理。

图8机构简图

1.为了避免在使用中,因外力负载变化和机械振动的影响,设计时,将中间铰接点,略偏于其它两铰接点连线的内侧,以确保在最大夹紧力的情况下,始终保持夹具机构锁定在稳定状态而不松脱。

2.夹紧力是指夹具在锁定位置，不产生机械变形的情况下，压头对工件的最大压紧力。

此压紧力产生于压头在力臂上调至距离安装座最近的位置。

压头对工件的压紧力随压头在力臂上的不同位置而变，当远离安装座时，压紧力减少。

三、数据采集与再设计任务、要求、评分要点和提交物

任务一、样品三维数据采集（20分）

参赛选手使用赛场提供的Win3DD-M三维扫描装置和样件，选手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，文件命名为“saomiao-biaoding”。

“biaoding”是“标定”两个字的全拼。

注意：

文件名不得出现工位号。

提交：

电子文档，格式为jpg文件，文件名为“saomiao-biaoding”。

提交位置：

现场给定2个U盘中，分别建立以“工位号”命名的文件夹，将“saomiao-biaoding”存在其中一个U盘中的“工位号-上”命名的文件夹中的一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。

注意：

文件夹只能以“工位号-上”命名，不得出现其他信息。

参赛选手使用自行认定“标定成功”的Win3DD-M三维扫描仪装置和附件，精心操作，完成给手柄零件实物（以比赛赛场提供实物为准）全表面的三维扫描，并对获得的点云进行相应舍去，剔除噪点和冗余点。

提交：

经过舍去后点云电子文档，格式为STL文件，文件命名为“saomiao-shoubing”。

“shoubing”是“手柄”二字的全拼。

提交位置：

存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。

提醒：

选手仅扫描图6所示手柄实物即可。

如选手为完成任务三方便，对赛场提供的其它实物扫描，并提交文件的话，选手文件命名为“saomiao-tu2”，但不做评分依据。

提交位置为以“工位号-上”命名的文件夹中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。

分值指标分配如下：

指标

扫描仪采集系统调整

正面主体完整性、处理效果

正面局部特征完整性、处理效果

背面主体完整性、处理效果

背面局部特征完整性、处理效果

转（圆）角特征完整性、处理效果

分值

5

4

3

3

2

3

评分标准：

将选手提交的扫描数据与标准三维模型各面数据进行比对，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。

注意：

标志点处不作评分，未扫描到的位置不可以进行补缺。

任务二、三维建模（25分）

选手使用计算机预装软件，利用“任务一”得到的数据，完成手柄零件图4的外形三维建模。

注意：

（1）合理还原产品数字模型，大面造型要求拆分合理，流线、转角衔接圆润，满足加工工艺要求。

整体拟合不给分。

（2）实物的表面特征不得改变，三维数字模型比例（1：

1）不得改变。

（3）实物的孔表面可做光滑处理。

提交：

手柄零件数字模型的建模源文件和“STP”格式文件，及对齐坐标后用于建模的“STL”文件，文件命名为“jianmo-shoubing”“jianmo-STL”。

提交位置：

保存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。

数字模型精度对比：

利用GeomagicControl软件功能，做出数字模型精度对比报告（GeomagicControl报告）。

选手逆向建模完成后，使用“GeomagicControl”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。

注意：

对比报告配分将与创新设计说明结合给出。

详见任务三分值指标分配。

提交：

对比文件采用“pdf”格式文件，文件命名为“jianmo-duibi”。

提交位置：

保存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。

分值指标分配如下：

指标

数据定位合理性

模型合理的完整性

分型线合理性

曲面拆分合理性

曲面光顺度

局部特征精度

装配特征选取

分值

2

5

2

5

3

5

3

评分标准：

将选手创建的模型与扫描三维模型各面数据进行比对，平均误差小于0.08。

面的建模质量好、合理拆分曲面、面与面之间拟合度高的得分。

平均误差大于0.20不得分，中间状态酌情给分。

任务三、产品创新设计（25分）

根据“任务二”的数字模型，产品创新设计给定优化条件表述如下：

压杆的头部和符合人体工程学的手柄连接。

要求：

①手柄和压杆有合理的连接关系，结构合理，符合机械加工工艺和装配。

②设计快速夹头的缺失零件设计实现装置功能，并在设计说明书中说明缺失零件的关键尺寸。

注意：

（1）以上2项创新设计要编写创新设计说明，采用文字或结合补充插图形式，描述创新设计思路和意图；要求：

逻辑性强，字体工整，文面整洁。

（2）创新设计说明，应采用技术术语，言简意赅。

符合创新设计说明（附件2）要求。

（3）创新设计要充分利用竞赛给定的条件和工具。

注意：

（1）选手提交创新设计方案要编写创新设计说明，可采用文字或结合补充插图形式，描述创新设计思路和意图；要求：

逻辑性强，字体工整，文面整洁。

（2）创新设计说明，应采用技术术语，言简意赅。

符合创新设计说明（附件2）要求。

（3）创新设计要充分利用竞赛赛场给定的条件和工具。

提交：

1．三维创新设计源文件和“STP”格式文件，文件命名为“sheji－shoubing”。

2.电子稿创新设计说明。

文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记。

否则按违规处理。

提交位置：

保存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。

分值指标分配如下：

指标

外观创新设计

局部特征创新设计

人性化创新设计

数字模型对比（报告）

创新设计说明

分值

6

6

5

3

5

评分标准：

根据创新设计方案的可行性、合理性和零件的工艺性，评分裁判投票打分，去掉最高分和最低分，取其余平均值。

任务四、数控编程

根据“任务三”给出支架的数字模型,选手根据赛场提供的机床、刀具、毛坯，选择合适软件和加工工艺对创新后产品进行数控编程。

毛坯尺寸和加工刀具，见附件3工业产品数字化设计与制造赛项刀具、工具、量具及附件清单（纸质）。

选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序。

提交加工工件的数控编程程序，文件命名为“biancheng－shoubing1、biancheng－shoubing2”等，与任务三的文件命名相对应。

提交位置：

给定2个U盘中，各存一份，即保存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，再另保存在以“工位号-下”命名的另一U盘中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放；

编制加工工艺卡（或工序卡）。

提交位置：

给定2个U盘中，各存一份，即保存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，再另保存在以“工位号-下”命名的另一U盘中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。

注意：

本项任务仅要求对创新后产品进行编程和加工。

分值指标分配说明：

任务四的数控编程部分提交的成果文件，不做为评分依据。

评分裁判仅以加工后提交成果实件做为打分依据。

提醒1：

文件名必须按要求相应保存。

提交位置：

给定2个U盘中，各存一份，即保存在以“工位号-上”命名的U盘文件夹中一份，再另保存在以“工位号-下”命名的另一U盘中一份，电脑D盘根目录下备份一份，其它地方不准存放。

其它地方若有存放，应清除。

提醒2：

任务一-任务四的职业素养分不单独设置。

如果选手违反职业道德、竞赛纪律，或违反安全操作过程，损害设备、工夹具行为出现，后果较严重。

现场裁判有权作出在2~3分以内倒扣分或暂时终止选手竞赛。

提醒3：

任务五赛场，电脑中不安装设计软件，根据竞赛第一阶段（上半场）竞赛编制的数控程序，进行数控加工。

任务五、数控加工（12分）

1.按加工要求，将比赛现场给定的毛坯装夹、找正。

把已经完成的数