2024年甘肅省職業(yè)院校技能大賽“數(shù)字化設計與制造（學生賽）”樣題2

一、競賽準備

本次競賽有兩個模塊，其中模塊一為：數(shù)字化設計，模塊二為：

數(shù)字化制造。

請在計算機D盤上以“M1-賽位號”建立1個文件夾，在文件夾

下以“1-逆向建模與實物測繪”“2-創(chuàng)新設計與CAE分析”“3-工程圖

繪制與產(chǎn)品展示”建立3個子文件夾。

請在計算機D盤上以“M2-賽位號”建立1個文件夾，在文件夾

下以“4-協(xié)同設計與質(zhì)量控制”“5-數(shù)控編程與仿真加工”“6-數(shù)控

加工與產(chǎn)品驗證”建立3個子文件夾。

各模塊的競賽作品按任務書要求存入對應子文件夾中，并作為評

分的唯一依據(jù)。文件名不得出現(xiàn)工位號，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。

二、競賽資源

1.競賽任務書；

2.M1模塊電子文件位于D盤文件夾：M1-TG，M2模塊電子文件位

于D盤文件夾：M2-TG。

三、競賽任務

M1模塊競賽工作流程如圖1所示。

逆向建模創(chuàng)新設計工程圖繪制

與實物測繪與CAE分析與產(chǎn)品展示

圖1M1模塊工作流程圖

（一）任務一逆向建模與實物測量（10分）

情境描述：請你分別以測繪員、三維造型師的角色，完成以下3

項子任務：

子任務1：利用賽場給定軟件，對產(chǎn)品中的夾具的STL格式數(shù)據(jù)

進行逆向建模，并對照實物結(jié)合手工測量數(shù)據(jù)還原零件重要部位的

尺寸精度和幾何公差。

子任務2：對產(chǎn)品的實物關鍵部位進行測量獲取產(chǎn)品重要尺寸信

息。利用測量工具，手工測繪產(chǎn)品中的工作平臺，根據(jù)使用功能確

定產(chǎn)品零件重要部位的尺寸精度和幾何公差。

子任務3：利用逆向建模和測繪建模的數(shù)據(jù)模型和現(xiàn)場提供的

stp模型，并調(diào)用標準件結(jié)合模型簡圖（圖2）對所有零件模型進行

虛擬裝配。

圖2模型簡圖

1.設計要求

（1）合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，對尺寸進行圓整處理，特征拆分

合理，轉(zhuǎn)角銜接圓潤。

（2）實物的表面特征不得改變，數(shù)字模型比例(1:1)不得改變。

（3）標準件需要通過測量確定型號，并在軟件標準件模型庫中

調(diào)用。

（4）不得使用整體擬合功能。

2.提交材料

（1）夾具、工作平臺，源文件格式和stp格式。

（2）產(chǎn)品三維裝配模型，源文件格式和stp格式。

3.提交位置

將以上2類文件保存到“1-逆向建模與實物測繪”子文件夾內(nèi)。

（二）任務二創(chuàng)新設計與CAE分析（30分）

情境描述：請你以機械設計工程人員的角色，根據(jù)任務一生成

的三維模型、設計資料，結(jié)合機械設計相關知識，完成以下2項子任

務：

子任務1：圖2模型所示產(chǎn)品缺少活動工作臺，請從提升產(chǎn)品耐

用度、安全使用和使用方便角度為該產(chǎn)品設計活動工作臺，該平臺

可由多個零件組裝而成。該工作臺要求安裝在設備立柱上，并能夠

上下移動。

子任務2：對設計的活動工作臺進行有限元力學分析，并與任務

一中零件進行虛擬裝配，完成運動仿真并對產(chǎn)品創(chuàng)新設計進行驗

證。

1.設計要求

（1）活動工作臺設計要求結(jié)構緊湊、美觀、合理，并符合加工的

可行性、工藝性、經(jīng)濟性等。

（2）對活動工作臺設置合理的邊界和約束條件，進行有限元分

析，生成應力云圖。

（3）結(jié)合圖2設備的工作原理對整個裝配體進行虛擬運動仿真，

展示其的各種工作狀態(tài)下的內(nèi)部運動，并導出產(chǎn)品360°旋轉(zhuǎn)展示動

畫，時長10-15秒。

2.提交材料

（1）活動工作臺或其裝配圖，源文件格式和stp格式。

（2）子任務2要求完成的裝配模型，源文件格式和stp格式。

（3）應力云圖，源文件格式和PDF格式。

（4）產(chǎn)品運動仿真動畫，源文件格式和avi格式。

3.提交位置

將以上4類文件保存到“2-創(chuàng)新設計與CAE分析”子文件夾內(nèi)。

（三）任務三工程圖繪制與產(chǎn)品展示（20分）

情境描述：請你以機械設計工程人員的角色，根據(jù)任務二生成的

產(chǎn)品三維模型，完成以下2項子任務：

子任務1：生成產(chǎn)品的爆炸圖，繪制產(chǎn)品裝配圖及活動平臺(或其

個零件，不包括標準件)和任務一夾具的二維工程圖。

子任務2：采用圖文結(jié)合的方式編制包含創(chuàng)新設計、運動仿真、

有限元分析等內(nèi)容的創(chuàng)新設計報告，展示創(chuàng)新后的產(chǎn)品功能和特點。

1.設計要求

（1）零件與裝配須符合機械制圖的國家標準中的規(guī)定。要求結(jié)

構表達完整，圖形清晰，看圖方便，尺寸標注做到規(guī)范、正確，排列

整齊。

（2）創(chuàng)新設計內(nèi)容包含創(chuàng)新件的設計思路和工作原理。

（3）運動仿真包含機構的各種運動狀態(tài)的工作原理說明。

（4）有限元分析包含應力云圖的結(jié)果分析，提出改進方案。

（5）創(chuàng)新報告要求邏輯性強，言簡意賅，采用規(guī)范技術術語，排

版整齊美觀。

2.提交材料

（1）產(chǎn)品爆炸圖,源文件格式和PDF格式。

（2）產(chǎn)品二維裝配圖，源文件格式和PDF格式。

（3）活動平臺(或其裝配體，不包括標準件)和任務一夾具的二

維工程圖源文件格式和PDF格式。

（4）結(jié)合提供的創(chuàng)新設計說明書模板，提交創(chuàng)新設計報告，源

文件格式和PDF格式。

3.提交位置

將以上4類文件保存到“3-工程圖繪制與產(chǎn)品展示”子文件夾內(nèi)。

M2模塊競賽工作流程如圖2所示。

協(xié)同設計數(shù)控編程數(shù)控加工與產(chǎn)品

與質(zhì)量控制與仿真加工驗證

圖2M2模塊工作流程圖

（四）任務四協(xié)同設計與質(zhì)量控制（10分）

情境描述：請你分別以產(chǎn)品設計主管、設計人員和質(zhì)量管控員

的角色，完成以下2項子任務：

子任務1：依據(jù)模塊1設計成果，按照協(xié)同設計理念，構建完整

產(chǎn)品設計BOM，分發(fā)相關協(xié)作任務，搭建BOM結(jié)構并準確上傳圖檔，

完成圖檔審核后導出BOM圖檔（含產(chǎn)品樣機）和BOM清單。

子任務2：生產(chǎn)線加工立柱的質(zhì)量控制監(jiān)測尺寸為

?0.050

?100?11(?0.016)，形成了尺寸測量數(shù)據(jù)如表1所示，根據(jù)質(zhì)量檢測結(jié)

果，形成均值-極差SPC質(zhì)量控制圖，分別計算特征平均值和上控制

限（UCL）及下控制限（LCL），分析相關原因并給出解決方案，形成

整體質(zhì)量控制報告（請在“質(zhì)量控制答題紙”作答，見附件1）。

表1尺寸測量數(shù)據(jù)表

零件閥芯樣品數(shù)量N=15時間間隔檢測頻次5次/件

測量特征直徑?100UCLLCL

次數(shù)

12345平均值均值

樣件

199.9399.9299.9499.9599.96

299.999.9299.9199.9299.92

399.8999.999.9199.999.88

499.8699.8799.8899.8699.88

599.8299.8399.8299.899.81

699.999.9299.9199.9299.92

799.9699.9799.9799.9899.99

899.9799.9899.9799.9899.99

999.999.9299.9199.9299.92

1099.8999.999.9199.999.88

1199.8699.8799.8899.8699.88

1299.8199.8299.8299.899.78

1399.8599.8699.8799.8599.92

1499.899.8199.8299.7999.99

1599.8199.7999.8199.7799.78

1.提交材料

（1）BOM圖檔(含產(chǎn)品樣機)，源文件格式和ZIP格式。

（2）BOM清單，源文件格式和pdf格式。

（3）質(zhì)量控制答題紙，源文件格式和pdf格式。

2.提交位置

將以上3類文件保存到“4-協(xié)同設計與質(zhì)量控制”子文件夾內(nèi)。

（五）任務五數(shù)控編程與仿真加工（15分）

情境描述：請你以數(shù)控編程工藝員的角色，完成以下2項子任

務：

子任務1：利用指定的機床、刀具、毛坯等加工條件和“任務3”

輸出的工程圖紙，按照加工任務編制任務一夾具的CAPP加工工藝過

程卡和工序卡。

子任務2：利用CAM編程軟件編制數(shù)控加工程序并完成仿真加工

驗證。選手利用預裝好的編程軟件，正確導入機床、刀具清單、毛坯，

完成數(shù)控加工程序編制并進行仿真加工。

1.提交材料

（1）CAPP加工工藝工序卡，源文件格式和PDF格式。

（2）數(shù)控加工程序，源文件格式和txt格式。

（3）仿真加工錄屏文件，源文件格式和avi格式。

2.提交位置

將以上3類文件保存在“5-數(shù)控編程與仿真加工”子文件夾內(nèi)。

（六）任務六數(shù)控加工與產(chǎn)品驗證（15分）

情境描述：請你以數(shù)控加工操作員和質(zhì)量檢驗員的角色，完成

以下子任務：

子任務1：利用現(xiàn)場給定機床及其加工條件，按要求完成活動平

臺的數(shù)控加工。根據(jù)賽場提供的機床、夾具和毛坯，利用仿真加工

驗證后的數(shù)控程序完成零件的加工，并保證零件的加工精度和表面

粗糙度。選手自行檢測產(chǎn)品的加工精度，并填寫加工檢測工序卡。

子任務2：將加工好的零件進行裝配與調(diào)試，保證裝配質(zhì)量，并

結(jié)合現(xiàn)場提供的檢測設備進行功能性驗證。驗證內(nèi)容如下：1）能在

Z軸方向調(diào)整位置。2）能給定零件固定在平臺上。

1.提交材料

（1）加工檢測工序卡，源文件格式和PDF格式。

（2）裝配好的產(chǎn)品零件實物。

提交要求：將裝配好的產(chǎn)品零件按要求裝入密封箱提交給當值裁

判。

2.提交位置

將加工檢測工序卡保存在“6-數(shù)控加工與產(chǎn)品驗證”子文件夾內(nèi)。

四、附件

附件1尺寸測量數(shù)據(jù)表

一、SPC質(zhì)量控制圖

二、請分析控制圖，說明原因與解決措施。

附件2工序卡

產(chǎn)品型號零件圖號

工序卡

產(chǎn)品名稱零件名稱

材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸備注

工序號工序名稱設備名稱設備型號程序編號夾具代號夾具名稱冷卻液車間

主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給速度背吃刀量

工步號工步內(nèi)容刀具號刀具量具及檢具備注

（r/min）（m/min）（mm/min）（mm）

編制審核第頁共頁

附件3創(chuàng)新設計報告要求

請選手根據(jù)賽題要求，采用圖文結(jié)合的方式編寫創(chuàng)新設計報告，

要求表述專業(yè)、邏輯性強、技術術語規(guī)范、排版整齊美觀，內(nèi)容主要

包括：

1.設計任務說明。闡述一下產(chǎn)品創(chuàng)新背景，包括產(chǎn)品功能、存在

缺陷等；

2.創(chuàng)新設計方案說明，包括創(chuàng)新設計思路及涉及到的知識點、關

鍵技術，創(chuàng)新設計流程，創(chuàng)新功能實現(xiàn)情況；

3.結(jié)合裝配運動仿真，展示創(chuàng)新設計后的活動工作臺；

4.結(jié)合活動工作臺有限元力學分析結(jié)果，如有改進需要，進一步

說明改進方案。

附件4檢驗工序卡檢驗工序卡

機型零件名稱零件號工序名稱工序號

檢驗工序卡共

第頁

頁

測量工具

序號測量項目尺寸要求實測尺寸判定結(jié)果

名稱規(guī)格（mm）

編制（日期）審核（日期）標準化（日期）會簽（日期）

處更改文件

標記簽字日期

數(shù)號

備注：1.測量項目指工程圖中帶有公差要求的尺寸。

2.評判結(jié)果指對比尺寸要求，實測尺寸是否超差，如果超差填“不合格”，不超差填“合格”。

2024年甘肅省職業(yè)院校技能大賽

賽項編號：高職組17

賽項名稱：數(shù)字化設計與制造（學生賽）

賽項組別：高職組

競賽時間：360分鐘

競

賽

任

務

書

（樣題B）

2023年11月