CAD机械设计(国赛)技术工作文件.docx

何处本麻世技於太富
HEBEI VOCATIONAL SKILLS COMPETITION河北省第一届职业技能大赛
CAD机械设计（国赛）工程技术工作文件河北省第一届职业技能大赛组委会技术工作组
2022年4月
人，由2名裁判共同打分1人负责记录。如有争议时每个模 块的所有裁判一起商议，在对该选手在该项中的实际得分达 成一致后最终只能给出一个分值，假设裁判数量较多，也可以 另定分组模式。
测量分评分准那么样例:
类型
例如
最高分值
正确分值
不正确分值
总分值或零分
某紧固件要求选择右旋螺纹， 配分为0・5分，选手得分只有 两种可能，要么总分值要么零分
0. 5
0. 5
0
从总分值中扣除
某装配体BOM表共10个零件， 最大分1分，缺一个扣0.2分,
选手缺少2个零件
1
0.6
0.4
从零分开始加
某动画播放要求显示旋转一 周，外壳透明看见齿轮，看见 齿轮和活塞同步运动。最大分 是0・6分，选手的动画仅看见 前两项
0.6
0.4
0.2
3.统分方法:
每个模块评分完成后，A组组长对Ml. M3模块成绩进 行复核，B组组长对M2、M4模块成绩进行复核，复核正确 后小组长需在原始记录评分表上签字，表示评分完成。小组 长将原始评分表统一交给裁判长助理，裁判长助理把评分表 复印件交给由大赛组委会统一任命的录入员将评分结果录 入比赛信息系统。
裁判长助理和录入人员对录入信息核对后，由裁判长指 令锁定评分系统。所有的排名及成绩统计由计算机自动完 成。
4 .成绩并列：依次比对四个模块成绩。如总分相同，比 对Ml模块成绩，成绩高者排名靠前。假设总分相同Ml成绩
5 .所有裁判员全程不允许使用手机（关闭手机及所 有闹钟后上交）及任何存储介质。相同，比对M2模块成 绩，成绩高者排名靠前，依次类推。
三、竞赛细那么赛前准备规那么：
•本工程借鉴国赛选手准备工作，提前于正式比赛前一 天安排时间适应比赛环境，包括适应比赛机位、软件、硬件 环境。试机完成后由裁判组封闭现场直至第二天正式比赛开 始。
・赛前试机仅允许参赛选手进入比赛场地，领队等其他 随行人员不得进入。且选手必须随身携带有效身份证件及参 赛选手证，以供裁判认定身份。
・赛前准备工作等同于竞赛，选手必须遵守相关规定， 但不计成绩。
・选手允许携带的物品有：纸质参考资料、纸质国家标 准。
•所有携带入场的物品必须经过裁判员检查并允许后 才可由选手本人带入。
・选手禁止携带非被允许物品进入赛场，所有禁止物品 如果被裁判发现带入，将取消选手参赛资格。
・试机过程由选手独立完成，场内裁判与场外人员均不 得提供任何指导；
・选手试机结束前可为自己的计算机设置开机密码，并 在计算机与软件确认表上签名确认自己的计算机及计算机 上的软件无异常。
正式比赛规那么：
・选手允许携带的物品有：纸质参考资料、纸质技术标 准资料。需试机时带入，正式比赛日禁止携带任何物品进入 赛场。
・选手比赛当日违规携带物品进入赛场，一经发现，将 取消选手参赛资格。
・竞赛过程中如遇电脑异常，选手可向裁判提出，由现 场裁判将实际情况向裁判长汇报，由裁判长进行裁定。
・选手在竞赛过程中不得擅自离开赛场，如有特殊情 况，需经裁判同意后作特殊处理，但因此引起的休息、饮水 或去洗手间等所消耗的时间计算在操作时间内。
・参赛选手在竞赛过程中，只可与裁判沟通交流，选手 相互之间禁止沟通任何问题，否那么取消参与双方的比赛资 格。
・ 竞赛开始后15分钟，还未到达赛场的选手自动取消 其参赛资格，比赛结束前15分钟禁止提前交卷。
・ 选手提交作业时应进行必要的清理，并提请裁判员到 机位处确认。同时，参赛选手在裁判员记录的竞赛情况记录 表上签字确认。
・ 最后模块比赛结束后，选手需删除计算机上的开机密 码，经裁判员确认后方可离开。
・ 选手务必携带绘图尺规和指定的测量工具参赛；每位选手每个模块各有两次打印图纸机会，第1次打 印通常在模块结束前20分钟，在核对图纸并修正后，可以 进行第2次打印。如果选手愿意，第2次打印可以在比赛结 束后进行，正式递交的图纸须有本人签名；
・ 软件因宕机或发生其他技术故障后请举手示意，更换 机位，原那么上不予以补时；
计算机编辑文件请实时存盘，建议5-10分钟存盘一次， 客观原因断电情况下，酌情补时不超过10分钟。
・ 严格遵守平安操作规程，正确使用各类工具和仪器；
・ 技能竞赛中出现的问题由当值裁判裁定，如有异议， 交由总裁判长和仲裁委员会最后裁定；
•注意公共卫生，保持赛场清洁，垃圾杂物按指定位置 放置；
・参赛选手必须按竞赛时间安排按时参加并按规定完 成赛前试机。正式比赛日请于开赛前25分钟准时到达赛场, 并按指定座位号参加竞赛。竞赛开始铃响方可开始答题，竞 赛结束铃响即停止答题；
•试机和比赛过程中选手不得单独与其代表队裁判单 独接触。
工程特别规定：
・工具箱检查规定：每位选手携带进入赛场的工具箱及 计算机外设驱动软件必须接受赛前合规性检查，一旦发现违 规，将被告知不能在正式比赛中使用。
・赛题讨论须知：每个模块比赛开始前10分钟，每位 裁判可以和自己所带的选手一起，对模块试题进行讨论，但 讨论过程中仅允许使用语言和选手进行交流，禁止使用CAD 软件和纸笔书写和选手交流。
・关于赛场内拍照规定：在比赛进行过程中，在赛场内 任何裁判未经裁判长允许不能对选手的工作内容（图纸，动 画，屏幕）进行拍照；如果发现场外有观众长时间对某位选 手进行拍照或摄像，裁判要对其进行劝阻和制止，如对方不 听劝阻请报告场地经理或裁判长。
・裁判回避原那么：比赛过程中裁判不能和自己所带的选 手有任何交流，如有选手举手示意提问，选手本单位的裁判 不能前去解答问题，仅能由其他裁判解答或处理；在所有判 断分评判环节，每名裁判要回避自己选手的评判。
・关于评分争议：评分过程中遇到争议，可以由裁判长 负责调解，如调解无效，采取全部裁判投票表决方式仲裁， 超过半数同意即为通过。如仍无法解决，那么可向监督仲裁委 申诉。
四、竞赛场地、设施设备等安排（一）赛场规格要求
本工程场地总体面积以实际教室为准，大约136平方米 （长约17米、宽约8米），13个工位，每个工位的面积（长 2米、宽1.5米），工位间隔0.5米，以及比赛区域内各功 能区具体安排如下。
（二）场地布局图后门

后门
储物区茶歇区
图纸
打印机
隔离带
图纸
打印机
扫描仪
3D

电脑
二

3D

电脑

扫描仪
电脑
右描仪
3D
3D
扫描仪
3D
电脑
扫身仪
3D
电脑
扫描仪
3D
电脑
扫描仪
隔’

电脑
3D

电脑
3D

电脑
3D

电脑
3D

电脑
3D

电脑
扫描仪
右描仪
右描仪
扫描仪
右描仪
隔离带
前门

前门
发布区场地布局最终以教室实际布局为准
（三）基础设施清单CAD机械设计（国赛）工程赛场提供设施、设备清单表
序号
名称
数量
技术规格
1
中望机械CAD
中望3D
中望结构仿真软件
12
中望机械CAD教育版2020
中望3D 2021教育版
中望结构仿真软件2021
2
Autodesk Inventor
12
Autodesk Inventor2021
3
CAXA
12
CAXA 3D实体设计软件V2020
CAXA CAD电子图版软件V2020
4
先临三维扫描仪
根据 选用 人数 配备
扫描模式：手持线扫描，手持面扫描，固定全自 动转台扫描，固定自由拍照扫描
扫描精度：扫描精度：±0.lmni,各方向误差W
0. 3mm/m；固定扫描单幅精度0. 02mm
扫描速度：21, 100,000点/秒；固定模式单幅
1 3
序号
名称
数量

品牌：先临三维 型号：EinScan
Pro EP

5
中优三维扫描仪
品牌：手持式激光三
维扫描仪
型号：Cre-Laser2
根据 选用 人数 配备
6
三维打印机
品牌：先临三维
型号:Einstart
12
技术规格
扫描时间<0. 5s；可变分辨率：^0. 2mm,扫描时分辨率可以通过 系统软件在扫描后根据需要调整，无须通过更换 硬件镜头来实现
近场扫描范围：208mm* 136mm；远场扫描范围： 312mm*204mni,工作中心距：510 mm ；景深：200mm
光源：白光LED （非激光，不污染环境及危害人 身健康）拼接模式：标志点拼接，特征拼接，手动拼接， 转台标志点拼接，转台拼接，可混合使用 操作的方便性：在扫描过程中可方便灵活地移动 扫描仪以及被扫描物体，不会影响扫描数据采集 和精度，整个系统可携带至工作现场进行工作； 设备必须有自校准精度板，以保证设备精度，且 校准迅速，设备校准时间<2分钟 数据输出格式：STL, ASC, OBJ, PLY
系统支持：Win7,Win8,WinlO, 64bit扫描头重量：L 13kg
扫描方式：激光线扫描；光源形式：10束十字交叉红色激光线、5束平行 蓝色激光线以及1束可以单独工作的红色激光 线，共计16束激光线；
结构形式：两个高分辨率的图像采集单元及一个 激光发射器，结构简单，稳定，符合人体工程学 的手持结构；三种工作模式：具有十束红色交叉激光标准扫描 模式、五束蓝色平行激光超精细扫描模式和单束 红色激光深孔死角扫描模式，三种工作模式可以 通过扫描设备按钮实时切换，且各种模式扫描数 据在同一坐标系三维数据中，无需后期拼接。三 种工作模式可以通过按钮双击实现快速切换。 扫描速率：最高365, 000次测量/秒；
相机帧率:最高120fps （帧/秒）;分辨率：最高分辨率可达0. 02nmi；
精度：最高0.03mm,体积精度:0.02毫米+0.08 毫米/米；输出格式:・ ply、・ xyz>. dae>. fbx>. ma>. obj>. asc>. stl 等，可定制； 打印机匹配shining3d切片软件。
切片软件支持15种语言包含中文和英文操作。
切片软件支持.stl, obj, 3mf, bmp, x3d, jpg, png 等文件输入。
切片软件支持在Windows 7及以上，MaclO. 11
序号
名称
数量
技术规格

X-Max

系统以上平稳运行。
打印机采用FDM快速成型技术。
机器打印尺寸300*250*300mm*。
打印机支持6国语言包含中文英文操作界面。
打印机支持5英寸的显示屏触摸操作。
打印机随机配送了 16G的U盘。
打印机具备断电续打功能和NIFI连接发送模型 并打印。
打印打印层厚0・05mni—0. 4 mm *。
打印机可以使用PLA、ABS、PC、FLEX、 Wood-filled. Bronze-filled、 TPU （95A+）、 TPE 等主流材料。
打印机具有加热底板，磁吸式可移动反复折弯PC 板及密封结构。
打印机是单喷头，喷嘴直径0. 4mm,材料直径为 1. 75mm.
打印机X、Y向定位精度需到达0. 0125mni或以上；
Z向定位精度需到达0. 00125mm或以上。
打印机打印速度需可在30^150mm/s区间内简便 设置。
机器支持标准geode文件打印。
打印机支持打印完成自动关机。
打印机内置空气循环过滤风扇
打印机具有双放料结构，外部一个，内部一个。 平台双Z轴上下结构,使得打印大尺寸更加稳固。
选手需要自行携带手工绘图工具和符合以下图要求的测 量工具（只要符合国家计量标准，在有效量程范围内的所有 品牌均可）。
CAD机械设计（国赛）工程选手自带工具、设备清单表钢尺（0-300mm）

游标数显卡尺（0T50mni或0-200mm）

hlMli [""Fs ] Ll— PEPU^
a@au

50015020 _
ni

500.18V20

半径规(0. 4到25mm)

L x? ⑥二,
…,-'

二

«w •\y

R?二丁
✓ 卜A J
米制螺纹规(0.35到6mm)

螺纹塞规(M2—M12,粗牙和细牙，各种螺距)

1
zf
K

中心可偏移游标卡尺(0—200mm)

万用角尺（数显或普通）

粗糙度比拟样块（Ra6. 3-0.4）

深度卡尺（0T50mm量程）,最小单位0. 01/0. 02/0. 05
一、技术描述
（一）工程概要
（二）基本知识与能力要求 1二、试题与评判标准4
（一）试题样题4
（二）比赛时间及试题具体内容 4
（三）评判标准6三、竞赛细那么9
四、赛场、设施设备等安排 12
（一）赛场规格要求 12
（二）场地布局图12
（三）基础设施清单 13五、平安、健康要求18
除以上列表的材料、工具以外的材料、工具需报备裁判 长同意后才能带入赛场使用。
决赛场地禁止自带使用的设备和材料设备和材料名称
禁止选手在比赛现场未经允许使用自带信息存储设备禁止选手自带超标量具
禁止裁判在比赛过程中对选手作品或图纸进行拍照裁判自带笔记本电脑必须留在赛场个人保险箱内直到比赛结束可以带走
未经允许，选手不能按装任何插件或程序五、平安、健康要求
CAD机械设计（国赛）工程主要使用计算机、三维扫描、 三维打印设备，现场不含易燃易爆物品，参赛选手无需穿戴 特殊防护用品。
（一）赛场通道
赛场保存平安通道，工作人员单向流动，现场应配备灭 火设备，赛场应具备良好的通风、照明和操作空间的条件。 做好竞赛平安、健康和公共卫生及突发事件预防与应急处理 等工作。
（二）赛场医药配备
赛场必须配备医护人员和必须的药品（三）绿色环保
比赛将尽量减少纸质打印图纸数量，多使用电子图纸PDF文件来进行评分或出图，并尽量减少3D打印支撑材料 的使用，条件许可建议使用水溶性的支撑材料来进行3D打 印作业。
（四）防疫防控
1 .实施“外防输入、内防扩散”策略，及时有效的采取 各种预防措施，依法、科学、规范统一防控应对新型冠状病 毒感染肺炎，切实做到“早发现、早报告、早隔离”，确保 参赛人员、裁判及工作人员身体健康和生命平安。
2 .各参赛人员、裁判及工作人员要充分认识疫情严峻 性、复杂性，高度重视新型冠状病毒感染的肺炎等传染病防 控工作，按照管理原那么，关注疫情变化，加强疾病宣传，及 时启动预案，落实防控措施，全力做好防控工作，坚决防止 疫情扩散蔓延。
3 .所有获得绿证的参赛人员、教练员、裁判员、技术支 持进入赛场，采用全封闭或半封闭隔离方式进行管理。所有 绿证人员禁止私自外出、严禁无防护方式接触黄证人员及其 他与赛事无关人员，除比赛中、就餐时除外，其余时间在公 共场所必须全程佩戴防护物品（口罩）。
4 .全程监管，设置隔离区，建立突发事件绿色通道。确 保如遇受伤、体温异常等突发事件，可立即与医院形成无缝 对接。
一、技术描述（一）工程概要
CAD机械设计：是指机械制造从业人员应用计算机辅助 设计CAD软件、三维打印机、三维扫描仪和手工测量工具, 为产品设计和制造建立零件和装配模型、详细工程图纸、产 品设计和工艺解决方案的数字或纸质文件，提交含有三维打 印件的完整产品，并实现要求的使用功能。所有数字或纸质 文件必须遵循中国国家GB标准或者ISO标准。
（二）基本知识与能力要求
本工程对选手理论知识、工作能力的要求以及各项 要求的权重比例见下表：
相关要求
权重比例 （%）
1
工作安排和管理
15
基本知识
一计算机辅助设计技术在制造业的各种目的和用途
—目前国际上公认的工业制造和设计标准（ISO）和中国国家
标准（GB）
一目前由行业使用并认可的标准（如3D打印或扫描）
一数学、物理和几何的相关理论和应用
一技术术语和符号
一对技术上和设计上的问题及挑战，起到提供创新性和创造 性解决方法的作用
工作能力
一始终应用国际标准（ISO）、中国国家标准（GB）和当前业 界使用且认可的标准
一理解和掌握机械设计一般流程和数字化设计与制造方法。 一将对数学、物理、几何的知识和理解全面地运用到CAD项 口中
一识别并正确选择标准部件和符号库
一提交CAD图纸时正确使用和诠释技术术语及所用符号
一表现出与同事、客户和其他相关专业人员间有效的沟通和 交流技巧，以确保CAD应用符合用户要求
一为用户提供个性化设计服务，并应用创新性和创造性的解 决方案
12

一不断地满足客户要求，在设计阶段将需求的产品可视化。

2
材料、软件和硬件
15
基本知识
一计算机的操作系统，能够正确地使用和管理计算机文件和 软件
一在CAD应用过程中所需用到的外围设备
一设计软件中的特定的专业技术操作
一了解设计软件的局限性，设计数据的格式和分辨率
一了解智能优化设计方法与流程
一了解测量工具的工作原理
一三维打印机、三维扫描仪、绘图仪和激光打印机的使用
工作能力
一启动设备电源并激活指定的建模软件
一设置和检查外围设备，如键盘、鼠标、3D鼠标、三维打印 机、三维扫描仪、绘图仪和打印机
一使用计算机操作系统和专业软件熟练创立、管理并存储文 件；选择正确的建模和绘图模块
一使用不同技术来访问和使用CAD软件，例如用鼠标、菜单 或工具栏
一设定CAD设计软件、三维打印切片软件参数
一有效地规划制作过程，熟练使用手工和自动测量工具，熟 练使用三维打印机、绘图仪和打印机打印并输出作品
3
三维建模和运动仿真
30
基本知识
—如何编程以便对软件进行参数设置
一计算机操作系统，以便使用和管理计算机上的文件和软件
一机械系统及其功能
一技术图纸规那么
一如何装配一个零件
如何展示一张图像
工作能力
一零件建模，优化构件实体形状 一机构设计计算与产品仿真分析 一创立定制化零件库或产品库 一参数化设计实现尺寸、结构的快速变更 一完成关键零部件结构优化 一确定材料特性（密度） 一确定零件的颜色和纹理 一由零件3D模型制造装配体 一完成三维布管 一完成三维布线
一分析实际工况形成力学分析报告

一构建装配体（包括子装配体）
一浏览基本信息以便高效率地规划工作
一从数据文件获取信息
一建模并装配工程涉及的各个基本零件
一为缺失的尺寸估算近似值
一按照要求，把已经建好模型的零件装配到子装配体中 一利用图像粘贴功能，比方按要求将徽标粘贴于图像上 一创立与系统操作相关的功能，该系统是采用行业编程设计 的
一生成动画展示不同零件如何工作或怎么被装配到一起 一保存成果以备将来使用

4
二维工程图及效果渲染图
30
基本知识
一了解国家及国际机械制图规范
一如何用灯光、场景、材质、纹理、贴图等方法生成设计对 象的渲染图像
工作能力
一完成零部件工程图创立
一存储并标记图像以备将来查找使用
一理解模型、图纸和PMI信息并准确地用于计算机生成的图 像
一创立零件和装配体渲染图像
一调整光、着色、背景和拍摄的角度，以突出关键特征图像 一使用相机视角功能更好地展示产品
一打印用于表达的渲染图像
5
逆向工程
10
基本知识
一获得未加工零件的材料和加工工艺
一铸造
一焊接
一机加工
一模拟仿真
一将一个真实的物体转换为三维模型，然后再生成工程图纸 和PMI模型的过程
工作能力
一使用行业认证过的手工测量仪器测量实体模型的尺寸 一创立手绘草图
一对模型或图纸进行2D/3D标注
一利用三维测量工具获得实体模型的数字模型
一借助逆向设计技术进行加工检测
一对逆向产品进行设计改良
二、试题与评判标准（一）试题（样题）
主要包括机械创新设计、装配设计及工程图、逆向工程、
结构设计四个模块，单人赛。
本赛工程不能提前公布，选手派出单位的专家或者和选 手有直接利益关系的专家不能参与试题开发；由大赛组委会 委托本工程裁判长或第三方单位开发试题；竞赛试题与评分 标准在赛前密封，由执委会保管。与技术文件同期公布比赛 试题样题（包括赛题任务样式、给定数据格式、提交数据格
式）。
（二）比赛时间及试题具体内容1.比赛时间安排
模块编 号
模块名称
竞赛时间
赛程安排
C1
C2

Ml
机械创新设计
2. 5小时
9:00-11:30

M2
装配设计及工程图
2. 5小时
13:30-16:00

M3
逆向工程
3小时

9:00-12:00

M4
结构设计
2. 5小时

13:30-16:00

总计
10. 5小时

此时间和模块仅做参考，最终以实际竞赛为准2.试题：
模块Ml：机械创新设计要求完成机械产品的创新设计，要求选手能够根据产品 的功能需求对产品进行专业性的详细设计，或者也可以是针
对现有产品改进或补充设计，使原来的产品满足用户的需求 或改良产品的设计，涵盖三维布管。
・根据相关工程图创立零部件模型并生成零件或装配 工程图・根据管线设计生成三维管线模型
・生成仿真运动和渲染图片（含判断分）模块M2：装配设计及工程图
针对机械行业涉及的复杂产品进行设计，模拟初级工程 师的工作任务，提供选手局部零件工程图、零件、装配工程 图或装配示意图，需要选手完成零件设计，装配设计，工程 图生成及标注，并采用动画仿真及图像处理技术表达产品的 工作原理。
• 根据图纸或其他信息进行产品的零件建模根据装配工程图及其他信息设计缺失零件
• 在完成零件建模的基础上进行产品装配体建模尺寸标注，外表质量标注，包括形位公差
• 工程图、产品渲染和仿真运动（含判断分）模块M3：逆向工程
要求结合质量检测与产品改良设计，给定产品实物、假设 干个模型及局部零件图纸，无图纸零件通过手工测量实现逆 向并生成零件及其图纸，有图纸零件创立模型利用三维扫描 数据进行物理模型的质量检测，针对改良要求进行再设计，
利用三维打印验证设计结果。
・尺寸测量的精准性零件的特征呈现及工程图
・ 公差，GDT,外表纹理的表达，PMI标注生成零件三维扫描数据
・ 形成零件质量检测报告数字模型展示（含判断分）
・ 打印三维模型创立产品装配工程图
・ 创立产品渲染图模块M4：结构设计
针对机械行业产品进行设计，引入标准化设计，自定义 资源库，主要涉及钢结构、结构连接工艺、镀金工艺、工程 图学和产品工艺设计等。
・ 创立镀金零件及其装配体创立桁架结构件及其装配体
・ 生成用于零件加工的工程图生成相关装配工程图
・ 创立渲染图（含判断分）（三）评判标准
本工程不公开具体评分细那么1.分数权重：
模块编 号
模块名称
分数
判断分
测量分
合计
Ml
机械创新设计
2
23
25
M2
装配设计及工程图
1
24
25
M3
逆向工程
1
24
25
62.评判方法:
M4
结构设计
1
24
25
总计
5
95
100
本赛项采用基于测量和判断的评分规那么，具体评分是根 据评分表进行的，实际评分时由裁判长组织全部裁判按小组 进行评分，评分组长优先选择具有CAD机械设计工程国家一 类大赛执裁经验的裁判员担任，裁判长不直接参与评分，每 位裁判对本单位的选手评分需要回避。
评价分打分方式：3人组成一个评分小组，1人记录，2 名裁判各自单独评分，计算出平均分的权重再乘以该子项的 分值计算出实际得分。裁判相互间分差必须小于等于1分, 否那么需要给出确切理由并在小组长或裁判长的监督下进行 调分。
权重表如下:
权重分值
要求描述
0分
各方面均低于行业标准，包括“未做尝试”
1分
到达行业标准
2分
到达行业标准，且某些方面超过标准
3分
到达行业期待的优秀水平
样例：选手为完成装配设计的产品生成一幅渲染图片, 可能有以下4种质量
权重分值
要求描述
0分
图像不清晰，特征不完整
1分
产品要素完成，图像清晰，展示了题目要求的计算机渲染效果
2分
图像清晰且具有美工效果，整个图像展示出计算机渲染的效果
3分
具有非常完美的视觉效果，图像的渲染效能到达计算机性能的极限
测量分打分方式：按模块设置假设干个评分组，每组3