#三维建模数字化设计与制造

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2014年全国职业院校技能大赛

“三维建模数字化设计和制造”赛项规程

一、赛项名称

赛项编号:G-044

赛项名称:三维建模数字化设计和制造

英语翻译:3D Modeling of Digital Design and Manufacturing

赛项组别:高职组

赛项归属产业:加工制造类

二、竞赛目的

本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术使用等机械类相关专业的学生,组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术使用等方面的任务,展现参赛队选手先进技术和设备的使用水平和创新设计等方面的能力,以及跨专业团队协作、现场问题的分析和处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全国职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法使用于教学,加快校企合作和教学改革,提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。

三、竞赛内容和时间

(一)竞赛内容

竞赛内容将以任务书形式公布。

针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品(或零部件)进行反求、建模,并对产品(或产品局部)外形进行数控编程和加工,对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新(或改良)设计。

整个竞赛过程,分为第一阶段“数据采集和再设计”和第二阶段“数控编程和加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分,分别为60%和40%的权重。

1.第一阶段:数据采集和再设计

该阶段竞赛时间为3小时,竞赛队完成三项竞赛任务。

任务1:样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品,对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力;

任务2:三维建模。根据三维扫描所采集的数据,选择合适软件,对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力,特别是曲面建模能力;

任务3:产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容,根据机械制造知识,按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手使用机械综合知识进行机械创新设计的能力。

2.第二阶段:数控编程和加工

竞赛时间为3小时,竞赛队完成两项竞赛任务。

任务4:数控编程和加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯,选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具,以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。

任务5:职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面:

(1)设备操作的规范性;

(2)工具、量具的使用;

(3)现场的安全、文明生产;

(4)完成任务的计划性、条理性,以及遇到问题时的应对状况等。

(二)竞赛时间和比赛日程

1.竞赛时间

各竞赛队总的竞赛时间为6小时,分成“数据采集和再设计”(3小时)和“数控编程和加工”(3小时)两个竞赛时段。

2.竞赛日程

具体的竞赛日期,由全国职业院校技能大赛执委会及赛区执委会统一规定,竞赛期间的日程安排见表1。

表1 竞赛日程安排表

四、竞赛方式

(一)竞赛采用团体赛方式。

(二)竞赛队伍组成:每支参赛队由2名正式学生比赛选手组成,其中队长1名。每队设领队教师1名,指导教师2名。以省、市、自治区、计划单列市和新疆建设兵团为单位组队参赛。

(三)组织机构:在全国职业院校技能大赛组委会和执委会的指导下,在赛区组委会和执委会的领导下,由全国机械职业教育教学指导委员会牵头成立2014年全国职业院校技能大赛三维建模数字化设计和制造技能大赛执委会,下设本赛项专家组、裁判组、仲裁组等工作机构。

(四)竞赛需采取多场次进行,由赛项执委会按照竞赛日程表组织各领队参加公开抽签,确定各队参赛场次。参赛队按照抽签确定的参赛时段分批次进入比赛场地参赛。

(五)竞赛抽签

1.正式比赛的前一天,竞赛组委会安排选手和指导教师熟悉场地(不允许动用设备),宣布竞赛纪律和有关规定,发放竞赛程序手册。召开领队会议,宣布有关规定,抽签决定比赛场次。

2.第一阶段“数据采集和再设计”竞赛任务分两场次对同一目标的任务进行连续操作和设计。两场次的选手和指导教师不允许相见或通讯交流。第二阶段“数控编程和加工”竞赛任务分三场次进行,各场次对同一目标的任务进行连续设计和操作。

3.赛场的赛位统一编制赛位号,参赛队比赛前15分钟抽签决定赛位号,抽签结束后,随即按照抽取的赛位号进场,然后在对应的赛位上完成竞赛规定的工作任务。

赛位号不对外公布,抽签结果由赛项办公室密封后统一保管,在评分结束后开封统计成绩。

(六)竞赛平台由大赛办公室组织专家评选确定。

(七)2014年,不邀请国际团队参赛,欢迎国际团队到场观赛。

五、竞赛试题

组建试题库。试题库不少于10套试题,正式比赛时由裁判随机抽取其中1套作为竞赛试题。大赛开始前1个月公布样题。

六、竞赛规则

(一)报名资格及参赛队伍要求

1.参赛队及参赛选手资格:参赛选手须为2014年度高等学校全日制在籍学生,性别不限,年龄不超过25周岁(当年)。本科院校中高职类全日制在籍学生可报名参赛。五年制高职学生报名参赛的,必须是四、五年级的在籍学生。

2.组队要求:省、自治区、直辖市组队参赛,不接受新疆生产建设兵团、计划单列市组队参赛。每个学校限报1支代表队,参赛选手为同一学校,不允许跨校组队。

3.参赛队名额确定:以省级政区划分,各地区参赛队数量原则上不超过2支。鼓励各省组织省赛,组织有相应项目省级选拔赛的省份,经大赛执行委员会审查备案,视赛项特点及承办单位实际承接能力,在条件许可的情况下相应项目可增加1个参赛名额。

4.人员变更:参赛选手和指导教师报名获得确认后不得随意更换。如备赛过程中参赛选手和指导教师因故无法参赛,须由省级教育

行政部门于相应赛项开赛10个工作日之前出具书面说明,经大赛执委会办公室核实后予以更换;团体赛选手因特殊原因不能参加比赛时,则视为自动放弃竞赛。

5.各省教育行政部门负责本地区参赛学生的资格审查工作,并保存相关证明材料的复印件,以备查阅。

(二)熟悉场地

1.执委会安排在报到结束后各参赛队统一有序的熟悉场地。

2.熟悉场地时严禁和现场工作人员进行交流,不发表没有根据以及有损大赛整体形象的言论。

3.熟悉场地严格遵守大赛各种制度,严禁拥挤,喧哗,以免发生意外事故。

(三)比赛入场

1.参赛选手凭参赛证、身份证、学生证在正式比赛开始前30分钟到指定地点集合,赛前15分钟抽取工位号,选手按工位号顺序依次进场,进行各项准备工作,现场裁判将对各参选手的身份信息进行核对。选手在正式比赛开始15分钟后不得入场,比赛结束前30分钟内才允许提前离场。

2.除严格规定的量具或其他物品外,参赛选手不允许携带任何通讯及存储设备、纸质材料等物品进入赛场,赛场内提供比赛必备用品。赛场不提供网络环境。

(四)比赛过程

1.选手进入赛场必须听从现场裁判人员的统一布置和指挥,首先需对比赛设备、选配部件、工量具等物品进行检查和测试,如有问题及时向裁判人员报告。

2.参赛选手必须在裁判宣布比赛开始后才能进行比赛。

3.参赛选手所携带进入赛场的参赛证件和其它物品,现场裁判员有权进行检验和核准。

4.比赛过程中选手不得随意离开工位范围,不得和其它选手交流或擅自离开赛场。如遇问题时须举手向裁判员示意询问后处理,否则

按作弊行为处理。

5.在比赛过程中只允许裁判员、工作人员进入现场,其余人员(包括领队、指导教师和其他参赛选手)未经组委会同意不得进入赛场。

6.比赛过程中,选手必须严格遵守安全操作规程,确保人身和设备安全,并接受现场裁判和技术人员的监督和警示。因选手造成设备故障或损坏,无法继续比赛,裁判长有权决定终止比赛。因非选手个人因素造成设备故障,由裁判长视具体情况做出裁决(暂停竞赛计时或调整至最后一批次参加竞赛)。如果确定为设备故障问题,裁判长将酌情给和补时。

(五)比赛结束

1.在比赛结束前15分钟,裁判长提醒比赛即将结束,选手应做好结束准备,数据文件按规定存档。结束哨声响起时,宣布比赛正式结束,选手必须停止一切操作。

2.参赛队若提前结束竞赛,应由选手向裁判员举手示意,竞赛终止时间由裁判员记录,参赛队结束竞赛后不得再进行任何操作。

3. 比赛中有计算机编程、绘图内容的,需按比赛试题要求保存相关文档,不要关闭计算机,不得对设备随意加设密码。比赛结束后,选手应立即上交存有竞赛结果的移动存储器、工件和比赛任务书等。做好比赛设备的整理工作,包括设备移动部件的复位,归还工具,整理个人物品。

4.参赛选手不得将比赛任务书、图纸、草稿纸和工具等和比赛有关的物品带离赛场,选手必须经现场裁判员检查许可后方能离开赛场。

5.参赛队需按照竞赛要求提交竞赛结果,裁判员和参赛选手一起签字确认。

(六)文明参赛要求

1.任何选手在比赛期间未经赛项组委会的批准不得接受其它单位和个人进行的和比赛内容相关的采访。

2.任何选手未经允许不得将比赛的相关信息私自公布。

3.参赛选手、领队和指导教师违反竞赛规则,取消比赛资格并进行通报。

4. 各类赛务人员必须统一佩戴由大赛组委会印制的相应证件,着装整齐。

5. 新闻媒体人员进入赛场必须经过赛点领导小组允许,并且听从现场工作人员的安排和管理,不能影响竞赛进行。

6.其它未涉事项或突发事件,由大赛组委会负责解释或决定。

(七)成绩评定及公布

1.组织分工

在赛项执委会的领导下成立由裁判组、监督组和仲裁组组成的成绩管理组织机构。具体要求和分工如下:

(1)裁判组实行“裁判长负责制”,设裁判长1名,全面负责赛项的裁判管理工作并处理比赛中出现的争议问题,副裁判长2名,负责协助裁判长工作,以及足够数量的裁判员。

(2)裁判员根据比赛需要分为检录裁判、加密裁判、现场裁判和评分裁判。

检录裁判:负责对参赛队伍(选手)进行点名登记、身份核对等工作;

加密裁判:负责组织参赛队伍(选手)抽签,对参赛队信息、抽签代码等进行加密;

现场裁判:按规定做好赛场记录,维护赛场纪律,评定参赛队的现场得分;

评分裁判:负责对参赛队伍(选手)的比赛作品、比赛表现按赛项评分标准进行评定。

(3)监督组对裁判组的工作进行全程监督,并对竞赛成绩抽检复核。

(4)仲裁组负责接受由参赛队领队提出的对裁判结果的申诉,组织复议并及时反馈复议结果。

2.成绩管理程序

按照2014年全国职业院校技能大赛执委会的明确要求,参赛队伍的成绩评定和管理按照严密的程序进行,见成绩管理流程图。

成绩管理流程图

3.成绩评定

(1)现场评分

现场裁判依据现场打分表,对参赛队的操作规范、现场表现等进行评分。评分结果由参赛选手、裁判员、裁判长签字确认。

(2)结果评分

对参赛选手提交的竞赛成果,依据赛项评价标准进行评价和评分。

(3)抽检复核

为保障成绩统计的准确性,监督组对赛项总成绩排名前30%的所有参赛队伍的成绩进行复核;对其余成绩进行抽检复核,抽检覆盖率不得低于20%。监督组将复检中发现的错误通过书面方式及时告知裁判长,由裁判长更正成绩并签字确认。错误率超过5%的,则认定为非小概率事件,裁判组需对所有成绩进行复核。

4.成绩公布

闭赛式前,比赛成绩经工作人员统计、汇总、排序后交由执委会、裁判组共同检查,确认裁判工作无误后集体解密,解密后立即在闭赛式上公布。

七、竞赛场场地和环境

(一)比赛区域总面积约3000 m2。净空高度不低于3.5 m,采光、照明和通风良好,环境温度、湿度符合设备使用规定,同时满足选手的正常竞赛要求。

(二)场主通道宽3m,符合紧急疏散要求。

(三)赛场提供稳定的水、电、气源和供电应急设备,并有保安、公安、消防、设备维修和电力抢险人员待命,以防突发事件。

(四)赛场设维修服务、医疗、生活补给站等公共服务区,为选手和赛场人员提供服务;设有指导教师进入现场指导的专门通道;设有安全通道,大赛观摩、采访人员在安全通道内活动,保证大赛安全有序进行。

(五)赛事单元相对独立,确保选手独立开展比赛,不受外界影响;赛区内包括厕所、医疗点、维修服务站、生活补给站、垃圾分类收集点等都在警戒线范围内,确保大赛在相对安全的环境内进行。

(六)“数据采集和再设计”赛场环境

每个赛位面积在3-4㎡,赛位内布置电脑席2个, 配置北京三维天下科技有限公司生产的Win3DD-M三维扫描装置1套,赛位间进行隔离、互不干扰。

(七)“数控编程和加工”赛区环境

每个赛位面积在8㎡左右,赛位内布置电脑席1个、配置大连机床集团有限责任公司生产的VDF850型数控加工中心1台(操作系统为华中数控系统)。赛位间适当分隔,现场保证良好的采光、照明和通风,有压缩空气气源及气枪;有设备所需电源。

八、技术规范

本赛项要求具有的知识点、基础技术要求和技能要求为机械设计基础、数控加工编程、数控加工设备和使用、刀具和金属切削加工、三维软件使用、数控加工实训、常用工程材料、三维扫描设备的使用等课程实训所涵盖的内容。

本赛项要求掌握的操作规程为竞赛指定设备所规定安全操作规程,详见机床(设备)使用操作说明书。

九、技术平台

(一)计算机平台

同一赛场提供配置的计算机及软件。

1.硬件基本配置:双核处理器/4G内存/1T硬盘/1G独显/19寸LED 显示器;

2.预装软件:

1)操作系统:MS-Windows 7;

2)文字处理软件:MS-Office 2010;

3)设计、编程、加工软件:可供选用中望3D CAD 2013教育版、Pro/ENGINEER WindFire 5.0、西门子NX8.5教育版、Geomagic(Studio、Design X)2014、Delcam PowerSHAPE pro2014、Delcam PowerMILL2014、Catia V5教育版

4)扫描软件系统:Win3D三维扫描系统V1.2.0;

(二)三维扫描设备及附品

1.比赛用的三维扫描设备选用北京三维天下科技有限公司生产的Win3DD-M三维扫描装置。主要参数如下:

2.比赛用的三维扫描附品:

1)手动二维转盘(规格Φ360*6mm);

2)标志点(5mm);

3)黑色背景布(1平方米);

4)双面胶带;

5)黑色橡皮泥;

6)黑色转盘垫块(两块);

7)量具:自备0-150mm游标卡尺1支。

3.比赛用的三维扫描设备折价更新政策:

为尽量降低参赛院校资金投入,针对2010年全国职业院校技能大赛高职组“3D零部件测量和制造”赛项选用的三维扫描设备的参赛院校,北京三维天下科技有限公司提供三维扫描设备折价更新优惠:拟参加2014年本赛项比赛的院校,只需向厂家提供可正常使用的上届比赛指定用三维扫描设备,即可享受以5万元优惠价格进行折价更新,获得赛项专用Win3DD-M三维扫描测量头一台及Win3D三维扫描系统V1.2.0一套。具体事宜可直接和北京三维天下科技有限公司联系。

(三)加工用数控机床

1.比赛用的数控加工中心设备选用大连机床集团有限责任公司生产的VDF850型数控加工中心。主要参数如下:

2.比赛用的加工附品:

1)赛场提供平口钳及其安装螺钉;

2)赛场提供垫铁一套;

3)赛场提供油石1条。

4)材料:赛场提供LC4或7075超硬铝合金,尺寸小于200*150*80mm;

5)刀具: 选手自备Φ12、Φ8、Φ4普通立铣刀各2把,Φ6、Φ3球形立铣刀各2把;

6)量具:选手自备0-150mm游标卡尺1支;

十、评分标准

本赛项评分标准按竞赛任务分述如下:

(一)评分指标体系

(二)各竞赛任务三级考核要点

十一、评分方法

(一)裁判组织和分工

本赛项裁判分为现场裁判组和评分裁判组,各组有6-8名裁判组成。

现场裁判组主要完成选手的资格审查、竞赛准备工作检查、任务书发放、比赛现场秩序维护和监督、比赛中突发的或其它临时情况的处理、文明生产等现场分的评比。

评分裁判组负责各竞赛任务成绩评定,组长由竞赛裁判长或副裁判长担任。评分裁判组成员和各参赛代表队隔离,评分期间在竞赛组委会没有特别授权的前提下,被禁止和外界联系。

(二)裁判评分方法:对于需要记录数据和结果现象的考核点,由选手记录并举手请裁判进行确认;对于需要记录操作过程和规范的考核点,裁判需记录具体情况并在比赛结束后由首席裁判组织统一评分,以保障评分尺度的一致;对于需要保存数据的考核点,在比赛结束后由两名或以上裁判进行统一评分,并进行U盘备份。

评比按竞赛任务不同,分为不同的小组完成,小组内可以采取“先同一标准后评分,最后取平均分”的办法。若小组内成员有争议,由主持评分工作的裁判长或裁判长召集评分裁判组会议根据竞赛相关文件决定。主持评分工作的裁判长对各小组成绩进行审查和复核。

(三)比赛结束后,首席裁判重新分配裁判小组,每组至少有2-3成员,负责对任务书中的某一项目,严格按照评分细则,进行全场评分,最后将该项目所有成绩汇总成表,并由小组审核确认签字,移交首席裁判。

(四)所有项目成绩汇总表均完成后,由首席裁判指定其中2个裁判成员,对所有项目进行分数复查确认,最终生成参赛队总成绩表,由首席裁判签字确认后,将工作任务书、现场所有记录表、确认表等相关纸质文档进行封箱签字,移交到执委会。

(五)评分中所有涂改处均需向首席裁判说明并备案;在复查中发现的问题均需向首席裁判说明并备案。

(六)按比赛成绩从高到低排列参赛队的名次。比赛成绩相同,

按职业素养成绩较高的名次在前;职业素养成绩相同,名次并列。

(七)最终将比赛所有资料交大赛执委会汇总,所有裁判员未经执委会同意不得泄露比赛试题和比赛成绩,比赛结果由大赛执委会进行公布。

(八)比赛总成绩满分100分。

(九)竞赛现场和裁判工作现场进行全程视频录像。

(十)裁判工作和秘书组工作在竞赛监督组监督下进行。

十二、奖项设定

本赛项奖项设团体奖。以赛项实际参赛队总数为基数,一等奖占比10%,二等奖占比20%,三等奖占比30%。

获得一等奖的指导教师由组委会颁发优秀指导教师证书。

十三、赛项安全

设置比赛安全保障组,组长由比赛组委会主任担任。成员由各赛场安全责任人担任。

(一)赛场组织和管理员应注意和做好的安全事项

1.每一赛场指定一名安全责任人,对本赛场的安全负全责,在发生意外情况时负责调集救援队伍和专业救援人员,安排场内人员疏散。

2.设置医护人员、消防人员和保安人员的专线联系,确定对方联系人,由场地安全负责人对口联系。比赛场地布置和器材使用严格依照安全施工条例进行。场地布置划分区域,并按安全要求设定疏散通道,并在墙面显著位置张贴安全疏散通道和路线示意图。

3.比赛设备和设施安装严格按照安全施工标准施工,电源布线、电器安装按规范施工。

4.按防火安全要求安置灭火器,并指定责任人在紧急时候使用。

(二)裁判员应注意和做好的安全事项

1.裁判员车辆一律凭大赛组委会核发的证件出入校门,并按指定线路行驶,按指定地点停放。

2.裁判员应佩戴统一的证件方可从事裁判工作。

3.裁判员进入工作场所,严禁携带通讯、照相摄录设备,禁止携带记录用具。如确有需要,由赛场统一配置、统一管理。

4.工作场所严禁吸烟。

5.做好参赛人员的核查和裁判工作,确保参赛人员身份正确,确保参赛人员不携带和参赛无关的物品入场。

6.应配合安保人员工作,确保赛项安全。

(三)参赛员应注意和做好的安全事项

1.参赛车辆一律凭大赛组委会核发的证件出入校门,并按指定线路行驶,按指定地点停放。

2.参赛各队须在领队的带领下,佩带统一的入场证,方可出入。

3.不得携带和参赛无关的物品入场。包括液体饮料。参赛选手进入工位,严禁携带通讯、照相摄录设备,禁止携带记录用具。如确有需要,由赛场统一配置、统一管理。

4.进场后在引导员的引导下,到达指定位置后首先熟悉赛场情况,随时掌握自己所在位置。

5.场内不得大声喧哗,说笑打逗,遇紧急情况发生,服从工作人员指挥,随引导员迅速撤离赛场。

6.比赛场馆严禁吸烟。

7.按照竞赛设备相关操作规范正确、规范、安全操作竞赛设备。

8.参赛人员退场时,需按指定路线退场。

9.参赛选手、指导教师、领队遇有疑难情况,可随时和大赛安保组联系。

十四、申诉和仲裁

本赛项在比赛过程中若出现有失公正或有关人员违规等现象,代表队领队可在比赛结束后2小时之内向仲裁组提出申诉。大赛采取两级仲裁机制。赛项设仲裁工作组,赛区设仲裁委员会。大赛执委会办公室选派人员参加赛区仲裁委员会工作。赛项仲裁工作组在接到申诉

后的2小时内组织复议,并及时反馈复议结果。申诉方对复议结果仍有异议,可由省(市)领队向赛区仲裁委员会提出申诉。赛区仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。

十五、竞赛观摩

1.本着自愿的原则,为了便于媒体、企业代表以及院校师生等社会各界人士了解大赛,在一切畅通的情况下,竞赛开始1小时后至结束1小时前,通过大赛观摩和体验,有限制地向社会公众开放。

2.参加观摩人员可在规定时间、地点集合,以小组为单位,在赛场引导员引导下按指定路线有序进入赛场观摩。观摩时不得大声喧哗,并严禁和选手进行交谈,不得在赛位前长时间停留,以免影响选手比赛,不准向场内裁判及工作人员提问,拍照时禁止用闪光灯,凡违反规定者,禁止在观摩过程中相互交流,禁止和参赛选手交谈,立即取消其参观资格。

十六、竞赛视频

1.本赛项将指定工作人员进行摄录和后期视频处理工作,摄录内容包括赛项开闭幕式、比赛全过程、获奖作品和专家的点评,并适时对参赛人员、裁判员、获奖参赛队、优秀指导教师、行业和企业专业人员进行采访,采访内容包括选手参赛情况、裁判和工作人员工作情况、获奖参赛队获奖感言和赛项和行业发展等。

2.摄录视频将按内容不同分别在大赛官方、主流视频网站(如优酷)、教学资源转化的多媒体光盘和网站(空间)上发布和收录,供大赛宣传、教师查阅、教学和学生学习使用。

十七、竞赛须知

(一)参赛队须知

1.参赛队统一使用省级行政区代表队名称,不接受跨省组队报名;不使用学校或其他组织、团体名称。

2.各参赛队总人数不超过4人,其中含2名选手和不超过2名指导教师,均须经报名和通过资格审查后确定。

3.各参赛队报到时,请出示为参赛选手购买的大赛期间的人身意外伤害保险。如未购买,将暂时不予办理报到手续。

4.比赛进行过程中及不同的赛段,参赛队不可以更换参赛选手。

5.不允许增补新队员参赛,允许队员缺席比赛。任何情况下,不允许更换新的指导教师,允许指导教师缺席。

6.参赛队选手和指导教师要有良好的职业道德,严格遵守比赛规则和比赛纪律,服从裁判,尊重裁判和赛场工作人员,自觉维护赛场秩序。

(二)指导教师须知

1.各参赛代表队要发扬良好道德风尚,听从指挥,服从裁判,不弄虚作假。如发现弄虚作假者,取消参赛资格,名次无效。

2.各代表队领队要坚决执行竞赛的各项规定,加强对参赛人员的管理,做好赛前准备工作,督促选手带好证件等竞赛相关材料。

3.竞赛过程中,除参加当场次竞赛的选手、执行裁判员、现场工作人员和经批准的人员外,领队、指导教师及其他人员一律不得进入竞赛现场。

4.参赛代表队若对竞赛过程有异议,在规定的时间内由领队向赛项仲裁工作组提出书面报告。

5.对申诉的仲裁结果,领队要带头服从和执行,并做好选手工作。参赛选手不得因申诉或对处理意见不服而停止竞赛,否则以弃权处理。

6.指导老师应及时查看大赛专用网页有关赛项的通知和内容,认真研究和掌握本赛项竞赛的规程、技术规范和赛场要求,指导选手做好赛前的一切技术准备和竞赛准备。

7.领队和指导教师应在赛后做好赛事总结和工作总结。

(三)参赛选手须知

1.参赛选手应按有关要求如实填报个人信息,否则取消竞赛资格。

2.参赛选手凭统一印制的参赛证和有效身份证件参加竞赛,按赛

项规定的时间、顺序、地点参赛。

3.参赛选手应认真学习领会本次竞赛相关文件,自觉遵守大赛纪律,服从指挥,听从安排,文明参赛。

4.比赛须严格遵守安全操作规程和文明生产规则,爱护比赛场地的设备、仪器等,不得人为损坏仪器设备。一旦出现较严重的安全事故,经总裁判长批准后将立即取消其参赛资格。

5.参赛选手请勿携带和一切电子设备、通讯设备及其他资料进入赛场。

6.竞赛时,在收到开赛信号前不得启动操作,各参赛队自行决定分工、工作程序和时间安排,在指定工位上完成竞赛项目,严禁作弊行为。

7.竞赛完毕,选手应全体起立,结束操作。将资料和工具整齐摆放在操作平台上,经工作人员清点后方可离开赛场,离开赛场时不得带走任何资料。

8.在竞赛期间,未经执委会的批准,参赛选手不得接受其他单位和个人进行的和竞赛内容相关的采访。参赛选手不得将竞赛的相关信息私自公布。

9.各竞赛队按照大赛要求和赛题要求提交递交竞赛成果,禁止在竞赛成果上做任何和竞赛无关的记号。

10.按照程序提交比赛结果,并和裁判一起签字确认。

十八、资源转化

1.赛项转化的教学资源由纸质教材、多媒体光盘、教学网站(空间)三部分组成。

2.成立教学资源转化(教材编写)委员会,确定编写(制作)大纲,联系大赛合作和行业知名出版社,如机械工业出版社、高等教育出版社等,联系网站(空间)服务企业,签订合作协议,确定任务分配,按时完成教学资源转化工作。

3.纸质教材以大赛项目为线索,采用任务引领、项目驱动的模式

优先选择大赛获奖参赛队竞赛内容编写,体现当代先进制造技术。教材编写图文并茂,并配合多媒体光盘和练习文件,由点到面,从局部到整体,由易渐繁,通过小任务去学习专项技术,反映认知规律;又通过技术去完成工作任务,体现职业属性。

4.纸质教材反映的内容是最为精要的,不可能将所有的技术内容在书中展现,为拓展学生的视野,激发学生的兴趣,大量的图片、视频技术资料将放入配套的多媒体光盘中,比如大赛的实况录像、竞赛软件平台的试用版本、竞赛设备的实物图、全部的竞赛成果文件、加工制造的数控程序和仿真视频、大赛的完整样题、评分标准、大赛的技术参考资料等,使得学生在使用教材时,可以有的放矢的制定学习计划。同时光盘中还将为教师提供参考教案。

5.配套的网站(空间)将充分利用现代化的教学技术手段和教学方案,建立并不断更新相关的最新技术资料、案例库、专题讲座、软件和软件教学资源,使用于教学和学习环节,是纸质教材和多媒体光盘的补充和延伸。

6.大赛结束后3个月内教材初稿拿出,满足2015年春季教材选择需要。

2019 年全国职业院校技能大赛高职组 “模具数字化设计与制造工艺”赛项样卷(八)

2019年全国职业院校技能大赛高职组“模具数字化设计与制造工艺”赛项样卷(八) 1. 将姓名、参赛证号,代表队名称、代码及赛位代码准确填写在规定的密封区域内; 2. 仔细阅读赛题内容,在计算机上用电子文件按《竞赛规程》及本子项目附加的要求完 成竞赛内容; 3. 不要在文件资料上涂写、涂画,也不要删除赛卷; 4. 不允许在密封区域内填写无关的内容; 5. 在提交的文件中,不得泄露参赛队信息。 一、竞赛总体要求概述 (一)项目总体要求: 1、依据赛场提供的灯座不完整产品3D模型,产品部分结构图见附图1,将缺少部分设计一个塑料上盖,与提供的模型配合,组成一个完整的产品,该产品整体高度(不包含灯泡)不低于26.8mm,数据线插头处需在塑料零件上设计对应形状的通孔,满足实际使用需要,设计定位与固定结构,需要和现场提供模架及各机构位置相匹配,塑件尺寸公差等级为MT3,符合绿色生产要求。对设计的模型进行优化处理,并描述设计的方案; 2、应用注塑模CAE软件对模具设计方案进行分析,根据分析结果进行评价,生成分析报告; 3、根据优化的设计方案完成并细化模具3D结构设计和模具装配2D图、指定零件的2D图绘制; 4、编制产品与模具设计说明书; 5、利用ERP系统制定任务分配计划并输出任务分配计划表; 6、利用ERP系统制定模具BOM表并输出BOM表; 7、利用ERP系统完成零件工艺的编制并输出零件加工工艺卡; 8、根据现场机床刀具条件,完成型芯、型腔以及有关零件的加工制造; 9、根据检测结果(自检后输入系统)在ERP系统中录入检测报告信息并输出加工零件(型芯、型腔)检测报告;

10、根据现场提供的模具零件和模架,完成模具总装配。 (二)竞赛用时间与流程: 本项目竞赛总的时间为6小时,计算机设计和机床实操同时进行。 三人一组,完成产品设计、产品成型工艺方案的制定,模具设计与分析、成型零件的设计和CAM加工程序编制、撰写分析报告与设计说明书以及相关文件制作; 机床实操部分完成零件加工、模具装配。模具装配完成后由裁判工作人员进行制件成型试模,不记入竞赛时间。 (三)特别说明: 赛卷在竞赛平台自动下发、一场一题。竞赛结束后不得修改和删除,不允许参赛选手拷贝夹带离开赛场,也不允许参赛选手摘录有关内容。 二、竞赛项目任务书 (一)产品制件技术要求概要: 1、材料:PS; 2、材料收缩率:0.5%; 3、技术要求:表面光洁无毛刺、无缩痕;符合整个产品的功能要求。 4、原始数据:参阅产品给定部分的2D/3D图及模具装配图、模具零件图。 5、设计的产品制件高度不低于18mm。 (二)模具结构设计要求: 1、模腔数:试样模具一模一腔,企业生产模具按照年产量10万件设计型腔数量,合理布置; 2、成型零件收缩率:0.5%; 3、模具能够实现制件全自动脱模方式要求; 4、以满足塑件要求、保证质量和制件生产效率为前提条件,兼顾模具的制造工艺性及制造成本,充分考虑模具的使用寿命; 5、保证模具使用时的操作安全,确保模具修理、维护方便;

数字化设计与制造试题及答案

数字化设计与制造试题及答案 一、填空题 1.在全球化竞争时代,制造企业面临严峻挑战体现在时间产品质量成本服务水平和环保 2.从市场需求到最终产品主要经历两个过程:设计过程和制造过程。 3.设计过程包括分析和综合两个阶段。 4.数字化设计技术群包括:计算机图形学计算机辅助设计计算机辅助分析和逆向工程。 5.有限元方法是运用最广泛的数字化仿真技术。 6.数控加工是数字化制造中技术最成熟最、运用最广泛的技术。 7.实现数据交换的两种方式:点对点交换和星形交换。 8.计算机图形学主要是对矢量图形的处理。 9.笛卡尔坐标系分为:右手坐标系和左手坐标系。 10.常用坐标系的转换关系:建模坐标系-世界坐标系--观察坐标系--规格化坐标系--设备坐标系。 11.参数化造型的软件系统分为:尺寸驱动系统和变量设计系统。 12.仿真的对象是:系统。 13.CAPP的类型:派生型、创成型、智能型、综合型、交互型。 14.高速切削刀具的材料有;金刚石、立方氮化硼、陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具。 15.逆向工程的四种类型:实物逆向、软件逆向、影像逆向和局部逆向。 16.逆向工程基本步骤:分析、再设计、制造。 17.实物逆向工程的关键技术主要有:逆向对象的坐标数据测量、测量数据的处理及模型重构技术。 18.对三坐标测量机数据修正方法:等距偏移法、编程补偿法。 19.典型的快速原型制造工艺及设备:立体光固化(SL)、熔融沉积成形(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、叠层实体制造(LOM)、三维印刷(3DP)。 20.尺寸驱动系统只考虑尺寸及拓扑约束,不考虑工程约束,变量设计系统不仅考虑尺寸及拓扑约束还考虑工程约束。 21.FMS是指柔性制造系统 二、简答题 1.CAD、CAE、CAM之间的关系? 答:以计算机辅助设计和计算机辅助分析为基础的数字化设计和以计算机辅助制造为基础的数字化制造,是产品数字化开发的核心技术。 数字化设计与制造的特点有哪些? 答:a.计算机和网络技术是数字化设计与制造的基础; b.计算机只是数字化设计与制造的重要辅助工具; c. 数字化设计与制造能有效地提高了产品质量、缩短产品开发周期、降低产品成本; d.数字化设计与制造技术只涵盖产品生命周期的某些环节。 2.窗口与视口的变换关系是怎样的? 答:视口不变,窗口缩小或放大,视口显示的图形会相应的放大或缩小;窗口不

计算机程序设计员(数字化设计与制造)赛项

“计算机程序设计员(数字化设计与制造)”赛项 第一阶段:“三维扫描与创新设计”阶段 (总时间:2.5小时) 任 务 书 二〇一八年九月

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、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“三维造型设计+工位号”,文件夹复制到赛场提供的U盘移动存储器中,装入信封封好,选手和裁判共同签字确认。

一、任务名称与时间 1.任务名称:三维扫描与创新设计。 2. 竞赛时间:2.5小时。 二、已知条件 电动剃须刀组件说明,图1是电动剃须刀实物照片。 图1 电动剃须刀组件照片(整个组件视为一整体) 图1中,1为品牌logo,2为指示灯,3为电源开关,4为剃须刀刀头部件。 三、数据采集与再设计任务、要求、评分要点和提交物 竞赛任务一:样品三维数据采集(15分) 参赛选手使用赛场提供的PowerScan型三维扫描装置和样件,选手自行将三维扫描仪重新标定,保证标定结果中的水平和垂直距离的标准偏差≤0.01mm。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“工位号-biaoding”。“biaoding”是“标定”两个字的全拼。如图:

江南大学2018年上半年数字化设计与制造技术第1阶段练习题

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 江南大学现代远程教育第一阶段练习题 考试科目:《数字化设计与制造技术》第1章至3章(总分100分) __________学习中心(教学点)批次:层次: 专业:学号:身份证号: 姓名:得分: 一、单项选择题(每小题1分,共10分) 1、欧洲流派的系统设计方法学将工程设计过程主要分为4个阶段,下列()不是其中的一个阶段 A、明确任务阶段 B、概念设计阶段 C、具体化设计阶段D、抽象设计阶段 2、传统的设计过程模型为() A、以设计为中心模型 B、顺序模型C、并行设计模型D、动态模型 3、下列不是产品数字化设计过程具备以下的特点的是() A、串行性B、基于知识的设计 C、并行性D、协同性 4、()不是并行设计中的关键技术问题 A、人员问题 B、过程建模和仿真技术 C、并行设计的集成平台D、产品性能综合评价和决策 5、CAD软件系统不包括以下()功能。 A、三维建摸B、数字化预装配 C、数字化预维修D、模拟现实技术 ()不属于数字化定义模板类型 A、建模标准模板 B、标准件模板库 C、装配模板D、零件模板 7、目前的装配间隙分析主要是从静态干涉的角度进行检查的,主要有5种干涉检查结果。下列不属于干涉检查结果的是() A、软干涉 B、接触干涉 C、硬干涉D、非接触干涉 ()不是图形变换的种类 A、几何变换 B、投影变换 C、窗口到视区变换D、视区到窗口变换 9、()不是参数化设计的特点 A、基于特征B、部分尺寸约束C、尺寸驱动实现设计修改D、全数据相关 10、()不是常用的文件交换类型 A、IGES B、STEP C、PDF D、DXF 二、填空题(每题1分,共10分) 1、无论是欧美、日本、苏联流派的设计方法学都强调设计是一个______过程。 2、传统的产品设计过程通常是以______方式进行的。 3、并行设计是一种______、_______的现代设计技术。 4、数字化产品设计离不开先进的_______、方法和数字化设计手段的支持。 5、________技术为设计人员提供各种快速、有效的产品设计工具和手段,加快和优化设计过程和设计结果,以达到最佳设计效果的一种技术。 6、工装设计包括______、_______、_______、________的设计。 7、在产品设计中设计的实质是________的问题。 8、约束一般分为______和_______。 9、轻量级显示方法主要有________、__________等。 10、________标准是国际标准化组织(ISO)制定的产品数据表达与交换的标准。 三、简答题(每小题6分,共60分) 1、快速成形有哪几种主要方法

专升本机械工程及自动化数字化设计与制造技术ok

江南大学现代远程教育课程考试大作业 请于11月10日前提交 考试科目:《数字化设计与制造技术》 一、大作业题目(内容): 一、参照一般系统的性能,对数字化设计制造来说,其主要性能及能力要求有哪些?(10分) 答:参照一般系统的性能,对数字化设计制造来说,其主要性能及能力要求包括以下几方面:1).稳定性。稳定性是指在正常情况下,系统保持其稳定状态的能力。 2).集成性。集成性指系统内各子系统相互关联,能协同工作。 3).敏捷性。敏捷性指系统对环境或输入条件变化及不确定性的适应能力,对内外各种变化能快速响应、快速重组的能力。单件、多品种、小批量是市场对现代产品研制的基本生产要求。 4).制造工程信息的主动共享能力。数字化设计制造中零件设计、工艺设计和工装设计等过程的集成和并行协同要求信息能同步传递,这种信息共享方式称为“信息主动共享”。 5).数字仿真能力。数字仿真能力指系统对产品制造中涉及的诸多问题进行虚拟仿真的能力。6).支持异构分布式环境的能力。无论从不同类型设备联网还是从数据管理考虑,或是从面向全生命周期的零件信息模型考虑,均需对系统的结构体系和数据结构进行合理的综合规划与设计,实现系统分布性与统一性的协调。 7).扩展能力。系统的扩展是通过软件工具集的扩展来实现的。 二、什么是参数化设计?请说明参数化设计在产品设计中的意义。(10分) 答:参数化设计一船是指设计对象的结构形状基本不变,而用一组参数来约定尺寸关系。参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系,设计结果的修改受尺寸驱动,因此参数的求解较简单。 意义:在产品设计中,设计实质上是一个约束满足问题,即由给定的功能、结构、材料及制造等方面的约束描述,经过反复迭代、不断修改从而求得满足设计要求的解的过程。除此之外,设计人员经常碰到这样的情况:①许多零件的形状具有相似性,区别仅是尺寸的不同;⑧在原有罕件的基础上做一些小的改动来产生新零件;③设计经常需要修改。这些需求采用传统的造型方法是难以满足的,一般只朗重新建模。参数化方法提供了设计修改的可能性。 三、CAPP系统由哪些基本部分组成?(10分) 答:传统的CAPP系统通常包括三个基本组成部分,即产品设计信息输入、工艺决策、产品工艺信息输出。 1.产品设计信息输入:工艺规划所需要的最原始信息是产品设计信息。 2.工艺决策:所谓工艺决策,是指根据产品/零件设计信息,利用工艺知识和经验,参考具体的制造资源条件,确定产品的工艺过程。 3.产品工艺信息输出 四、数字化制造体系下的制造计划系统有哪些?(10分) 答:数字化制造体系下的制造计划系统主要有MRP计划系统、JIT(Just ln Time)计划系统、 TOC(Theory of Constraint)计划系统和APS(Advanced P1anning System)计划系统四个主要流派,各自蕴含的原理和方法均有所不同. 1.MRP计划系统:物料需求计划系统是一种将库存管理和生产进度计划结合在一起的计算机辅助生产计划管理系统。

#三维建模数字化设计与制造

2014年全国职业院校技能大赛 “三维建模数字化设计和制造”赛项规程 一、赛项名称 赛项编号:G-044 赛项名称:三维建模数字化设计和制造 英语翻译:3D Modeling of Digital Design and Manufacturing 赛项组别:高职组 赛项归属产业:加工制造类 二、竞赛目的 本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术使用等机械类相关专业的学生,组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术使用等方面的任务,展现参赛队选手先进技术和设备的使用水平和创新设计等方面的能力,以及跨专业团队协作、现场问题的分析和处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全国职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法使用于教学,加快校企合作和教学改革,提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。 三、竞赛内容和时间 (一)竞赛内容 竞赛内容将以任务书形式公布。 针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品(或零部件)进行反求、建模,并对产品(或产品局部)外形进行数控编程和加工,对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新(或改良)设计。 整个竞赛过程,分为第一阶段“数据采集和再设计”和第二阶段“数控编程和加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分,分别为60%和40%的权重。 1.第一阶段:数据采集和再设计 该阶段竞赛时间为3小时,竞赛队完成三项竞赛任务。

任务1:样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品,对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力; 任务2:三维建模。根据三维扫描所采集的数据,选择合适软件,对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力,特别是曲面建模能力; 任务3:产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容,根据机械制造知识,按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手使用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2.第二阶段:数控编程和加工 竞赛时间为3小时,竞赛队完成两项竞赛任务。 任务4:数控编程和加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯,选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具,以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。 任务5:职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面: (1)设备操作的规范性; (2)工具、量具的使用; (3)现场的安全、文明生产; (4)完成任务的计划性、条理性,以及遇到问题时的应对状况等。 (二)竞赛时间和比赛日程 1.竞赛时间 各竞赛队总的竞赛时间为6小时,分成“数据采集和再设计”(3小时)和“数控编程和加工”(3小时)两个竞赛时段。 2.竞赛日程

工业产品数字化设计与制造赛项

工业产品数字化设计与 制造赛项 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

附件7: 高职装备制造大类工业产品数字化设计与制造赛项技能竞赛规程、评分标准及选手须知 一、竞赛内容 竞赛总时间为小时,分为两个阶段进行。第一阶段为“数据采集、建模与创新设计”,含四个竞赛任务,本阶段竞赛时间为小时。第二阶段为“创新产品加工、装配验证”,含3个竞赛任务,本阶段竞赛时间为2小时,不限制每个阶段内各项任务的完成时间。第一、二阶段成绩分别占总成绩的70%和30%。 1.第一阶段:数据采集、建模与创新设计 任务1:实物三维数据采集。参赛选手使用现场提供的三维扫描设备和辅助用品等,对给定的实物进行三维数据采集,要求扫描点云数据完整,按点云完整比例评分,并使用专业软件将扫描点云数据与标准模型进行精确度自动比对,以精确度等级进行评分。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力。 任务2:三维建模。参赛选手根据任务1三维扫描所采集的数据,选择合适的三维建模软件,对上述产品外观面进行三维数据建模,其中包含点云数据处理和建模。该模块主要考核选手的三维建模能力,特别是曲面建模能力。 任务3:结构创新优化设计。参赛选手在完成任务2的基础上,选择合适的三维建模软件,进行结构创新优化设计:以上结构创新优化设计要求依据零件结构工艺性等机械制造知识,很好地控制成本,并适应大批量生产的需求。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 任务4a:数控编程与加工(编程)。根据任务2和任务3建立的三维数字模型和赛场所提供的机床类型、毛坯规格和刀具清单进行工艺设计,并选择合适的软件对产品进行数控编程,生成加工程序,并编制加工工艺卡。该模块主要考核选手工艺编制和程序编制方面的能力。 2.创新产品加工、装配验证 任务4b:数控编程与加工(加工)。参赛选手根据(第一阶段)制定的加工工艺方案和数控程序,并根据赛场提供的机床、刀具、毛坯等,对该产品(零件)进行数控加工(第二阶段不再提供编程软件)。主要考核选手选用刀具、工

数字制造技术试题

(1)数字制造 在数字化技术和制造技术融合的背景下,并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下,根据用户的需求,迅速收集资源信息,对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组,实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造,进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程 通俗地说:数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部,进行统一处理,这就是数字化的基本过程。计算机技术的发展,使人类第一次可以利用极为简洁的“0”和“1”编码技术,来实现对一切声音、文字、图像和数据的编码、解码。各类信息的采集、处理、贮存和传输实现了标准化和高速处理。数字化制造就是指制造领域的数字化,它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果,也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势,其内涵包括三个层面:以设计为中心的数字化制造技术、以控制为中心的数字化制造技术、以管理为中心的数字化制造技术。 (2)数字工厂; 数字化工厂(DF)以产品全生命周期的相关数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。 数字化工厂(DF)主要解决产品设计和产品制造之间的“鸿沟”,实现产品生命周期中的设计;制造;装配;物流等各个方面的功能,降低设计到生产制造之间的不确定性,在虚拟环境下将生产制造过程压缩和提前,并得以评估与检验,从而缩短产品设计到生产的转化的时间,并且提高产品的可靠性与成功。 (3)数字营销; 数字营销,就是指借助于互联网络、电脑、通信技术和数字交互式媒体来实现营销目标的一种营销方式。数字营销将尽可能地利用先进的计算机网络技术,以最有效、最省钱地谋求新的市场的开拓和新的消费者的挖掘。 (4)虚拟制造 虚拟制造也可以对想象中的制造活动进行仿真,它不消耗现实资源和能量,所进行的过程是虚拟过程,所生产的产品也是虚拟的。虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前,首先在虚拟制造环境中生成软产品原型(Soft Prototype)代替传统的硬样品(Hard Prototype)进行试验,对其性能和可制造性进行预测和评价,从而缩短产品的设计与制造周期,降低产品的开发成本,提高系统快速响应市场变化的能力。虚拟企业是为了快速响应某一市场需求,通过信息高速公路,将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织结构上的非永久性,即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的虚拟化。 2、简述数字制造关键技术有那些。(20分) 制造过程中的建模与仿真、网络化敏捷设计与制造、虚拟产品开发

数字化设计与制造

数字化设计与制造 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

数字化设计与制造 一、背景 在计算机技术出现之前,机械产品的设计与加工的方式一直都是图纸设计和手工加工的方式,这种传统的产品设计与制造方式,这使得产品在质量上完全依赖于产品设计人员与加工人员的专业技术水平,而数量上则完全依赖于产品加工人员的熟练程度,而随着工业社会的不断发展,人们对机械产品的质量提出了更高要求,同时数量上的需求也不断增长。为了适应社会对机械产品在质量与数量上的需求,同时也为了能进一步降低机械产品的生产成本,人们在努力寻求一种全新的机械产品设计与加工方式,而二十世纪四五十年代以来计算机技术的出现及其发展,特别是计算机图形学的出现,让人们看到了变革传统机械产品设计与生产方式的曙光。于是,数字化设计与制作方式应运而生,人们逐步将机械产品的设计与加工任务交给计算机来做,这一方面使得机械产品的设计周期大大缩短,另一方面也使得产品的质量与数量基本摆脱了对于设计与加工人员的依赖,从而大大提升了产品的质量,降低了产品的生产成本,同时也使得产品更加适合批量化生产。 二、概念 数字化设计:就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法,旨在建立一套基于计算机技术和网络信息技术,支持产品开发与生产全过程的设计方法。 数字化设计的内涵:支持产品开发全过程、支持产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持产品开发流程的控制与优化等。 其基础是产品建模,主体是优化设计,核心是数据管理。 数字化制造:是指对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程。 数字化制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果,也是制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。

2017 技能大赛 高职 正式赛卷 模具数字化设计与制造工艺 赛题(八)

2017年全国职业院校技能大赛高职组“模具数字化设计与制造工艺”赛项赛题(八) 1.将姓名、参赛证号,代表队名称、代码及赛位代码准确填写在规定的密封区域内; 2.仔细阅读赛题内容,在计算机上用电子文件按《竞赛规程》及本子项目附加的要求完 成竞赛内容; 3.不要在文件资料上涂写、涂画,也不要删除赛卷; 4.不允许在密封区域内填写无关的内容; 5.在提交的文件中,不得泄露参赛队信息。 一、竞赛总体要求概述 (一)项目总体要求: 1、依据赛场提供的灯座不完整产品3D模型,产品部分结构图见附图1,将缺少部分设计一个塑料上盖,与提供的模型配合,组成一个完整的产品,该产品整体高度(不包含灯泡)不低于26.8mm,数据线插头处需在塑料零件上设计对应形状的通孔,满足实际使用需要,设计定位与固定结构,需要和现场提供模架及各机构位置相匹配,塑件尺寸公差等级为MT3,符合绿色生产要求。对设计的模型进行优化处理,并描述设计的方案; 2、应用注塑模CAE软件对模具设计方案进行分析,根据分析结果进行评价,生成分析报告; 3、根据优化的设计方案完成并细化模具3D结构设计和模具装配2D图、指定零件的2D图绘制; 4、编制产品与模具设计说明书; 5、利用ERP系统制定任务分配计划并输出任务分配计划表; 6、利用ERP系统制定模具BOM表并输出BOM表; 7、利用ERP系统完成零件工艺的编制并输出零件加工工艺卡; 8、根据现场机床刀具条件,完成型芯、型腔以及有关零件的加工制造; 9、根据检测结果(自检后输入系统)在ERP系统中录入检测报告信息并输出加工零件(型芯、型腔)检测报告;

10、根据现场提供的模具零件和模架,完成模具总装配。 (二)竞赛用时间与流程: 本项目竞赛总的时间为6小时,计算机设计和机床实操同时进行。 三人一组,完成产品设计、产品成型工艺方案的制定,模具设计与分析、成型零件的设计和CAM加工程序编制、撰写分析报告与设计说明书以及相关文件制作; 机床实操部分完成零件加工、模具装配。模具装配完成后由裁判工作人员进行制件成型试模,不记入竞赛时间。 (三)特别说明: 赛卷在竞赛平台自动下发、一场一题。竞赛结束后不得修改和删除,不允许参赛选手拷贝夹带离开赛场,也不允许参赛选手摘录有关内容。 二、竞赛项目任务书 (一)产品制件技术要求概要: 1、材料:PS; 2、材料收缩率:0.5%; 3、技术要求:表面光洁无毛刺、无缩痕;符合整个产品的功能要求。 4、原始数据:参阅产品给定部分的2D/3D图及模具装配图、模具零件图。 5、设计的产品制件高度不低于18mm。 (二)模具结构设计要求: 1、模腔数:试样模具一模一腔,企业生产模具按照年产量10万件设计型腔数量,合理布置; 2、成型零件收缩率:0.5%; 3、模具能够实现制件全自动脱模方式要求; 4、以满足塑件要求、保证质量和制件生产效率为前提条件,兼顾模具的制造工艺性及制造成本,充分考虑模具的使用寿命; 5、保证模具使用时的操作安全,确保模具修理、维护方便;

三维建模数字化设计与制造

附件4:山西省第九届职业院校技能大赛(高职组) “三维建模数字化设计与制造”赛项规程 一、赛项名称 赛项名称:三维建模数字化设计与制造 赛项组别:高职组 赛项归属产业:加工制造类 二、竞赛目的 本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术应用等机械类相关专业的学生,组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术应用等方面的任务,展现参赛队选手先进技术与设备的应用水平和创新设计等方面的能力,以及跨专业团队协作、现场问题的分析与处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全省职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法应用于教学,加快校企合作与教学改革,提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。 三、竞赛内容与方式 (一)竞赛内容 竞赛内容将以任务书形式公布。 针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品(或零部件)进行反求、建模,并对产品(或产品局部)外形进行数控编程与加工,对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新(或改良)设计。 整个竞赛过程,分为第一阶段“数据采集与再设计”和第二阶段“数控编程与加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分,分别为60%和40%的权重。 1、第一阶段:数据采集与再设计 该阶段竞赛时间为3小时,竞赛队完成三项竞赛任务。

任务1:样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品,对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力; 任务2:三维建模。根据三维扫描所采集的数据,选择合适软件,对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力,特别是曲面建模能力; 任务3:产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容,根据机械制造知识,按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2、第二阶段:数控编程与加工 竞赛时间为3小时,竞赛队完成两项竞赛任务。 任务4:数控编程与加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯,选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具,以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。 任务5:职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面: (1)设备操作的规范性; (2)工具、量具的使用; (3)现场的安全、文明生产; (4)完成任务的计划性、条理性,以及遇到问题时的应对状况等。 (二)竞赛方式 1、竞赛采用团体赛方式。 2、竞赛队伍组成:每支参赛队由2名正式学生比赛选手组成,其中队长1名。每队设指导教师2名。

数字化设计技术总结

. . 1、广义的数字化设计技术涵盖以下内容: 1) 产品的概念化设计、几何造型、虚拟装配、工程图生成及相关文档编写。 2) 进行产品外形、结构、材质、颜色的优选及匹配,满足顾客的个性化需求,实现最佳的产品设计效果。 3) 分析产品公差、计算质量、计算体积和表面积、分析干涉现象等。 4) 对产品进行有限元分析、优化设计、可靠性设计、运动学及动力学仿真验证等,以实现产品拓扑结构和性能特征的优化。 2、曲线二阶参数连续性,二阶几何连续性含义及其之间的关系? 二阶参数连续性,记作C 2连续,是指两个曲线段在交点处有一阶和二阶导数的方向相同,大小相等。 二阶几何连续性,记为G 2连续,指两个曲线段在交点处其一阶、二阶导数方向相同,但大小不等。 关系: 1)曲线面造型中,一般只用到一阶和二阶连续性; 2)同级参数连续必能保证同级几何连续,同级几何连续不能保证同级参数连续; 3)二者形成的曲线面形状有差别。 3、实体造型优缺点: 优点:完整定义三维形体,确定物体的物性参数,方便的生成三维物体的多视图和剖视图,可以消除隐藏线和面,直接进行数控加工编程。 缺点:不能适应形体的动态修改,缺乏产品在产品设计开发整个生产周期中所需的所有信息,难以实现CAD/CAM/CAPP 集成。 4、参数化造型的含义和特点 参数化造型使用约束来定义和修改几何模型。约束反映了设计时要考虑的因素,包括尺寸约束、拓扑约束及工程约束(如应力、性能)等。 参数化设计中的参数与约束之间具有一定关系。当输入一组新的参数数值,而保持各参数之间原有的约束关系时,就可以获得一个新的几何模型。 5、逆向工程有哪些关键技术及其主要内容 实物逆向工程的关键技术:逆向对象的坐标数据测量、测量数据处理 模型重构 数据处理及模型重构技术等 主要内容:1)根据实物模型的结构特点,做出可行的测量规划,选择合适的数据采集,设备,将实物模型数据化。 2)初步处理:剔除误差明显偏大的数据点,补测某些关键点,测量数据分块处理,产品功能结构分析以及数据曲率分布,定义曲面边界,提取边界线,对测量数据进行分块,对边界进行规则化处理,提高边界拟合曲线由于疏密不均的数据精度。 3)根据所采集的样本几何数据在计算机内重构样本模型的过程,根据点数据特征分析,确定构建特征曲线所需的数据点,构造曲线网格,控制曲线的准确性和平滑度,编辑曲面间的连续性和光滑性,形成逆向对象的曲面和实体造型。 6、数字化仿真的基本步骤: 系统建模,仿真实验,仿真结果分析 1)在计算机上将描述实际系统几何、数学模型转化为能被计算机求解的仿真模型 2)运行仿真过程,进行仿真研究过程,对所建立的仿真模型进行试验求解的过程 3)仿真结果分析:从试验中提取有价值的信息以指导实际系统的开发 7、有限元分析方法的基本原理 将形状复杂的连续体离散化为有限个单元组成的等效组合体,单元之间通过有限个节点相互连接;根据精度要求,用有限个参数来描述单元的力学或其他特性,连续体的特性就是全部单元体特性的叠加;根据单元之间的协调条件,可以建立方程组,联立求解就可以得到所求的参数特征。 5/数字化开发技术: 以计算机辅助设计CAD 、计算机辅助工程分析CAE 为基础的数字化设计DD 和计算机辅助制造CAM 为基础的数字化制造DM 技术,是产品数字化开发技术的核心内容。 4/数字化开发技术的意义: 产品的数字化开发技术深刻地改变了产品设计、制造和生产组织模式,成为加快产品更新换代、提高企业竞争力、推进企业技术进步的关键技术和有效工具。 3/数字化制造技术包括: 用于编制零件的制造工艺的成组技术GT 及计算机辅助工艺规划CAPP 技术; 控制刀具和机床的相对运动,进而实现零件加工的数控NC 编程及数控加工技术; 实现产品快速开发的快速原型制造RPM 技术; 实现快速复制的逆向工程RE 技术 1. 什么是数字化设计,涵盖哪些环节和内容? 数字化设计(DD)是以实现新产品设计为目标,以计算机软硬件技术为基础,以数字化信息为辅助手段,支持产品建模、分析、修改、优化以及生成设计文档的相关技术的有机集合. 2. 论述数字化设计、制造与产品开发之间的关系。 从产品开发的角度,数字化设计和数字化制造之间具有密切的双向联系:只有与数字化制造技术结合,产品数字化设计模型的信息才能被充分利用;只有基于产品的数字化设计模型,才能充分体现数字化制造的高效性。

先进制造技术试题库(带答案)

先进制造技术复习题 一、填空题 1.先进制造技术包含主体技术群、支撑技术群和制造技术环境三个技术群。 5.先进制造基础技术的特点除了保证优质、高效、低耗外,还应包括无污染。 6.微细加工中的三束加工是指电子束,离子束,激光束。 8. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下,综合考虑环境影响 和资源效率的现代制造模式。 11.超高速机床主轴的结构常采用交流伺服电动机内置式集成结构,这种主轴通常被称 为空气轴承主轴。 12.快速原型制造常用的工艺方法光固化成形,叠层实体制造,选择性激光烧结,熔融沉积制造。 15.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持,在产品设计或制造系统的物理实现之前,就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态,从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。

17.大规模集成电路的微细制作方法有外延生长,氧化,光刻,选择扩散,真空镀膜。 18.优化设计的两个前提条件以数学规划为理论基础,以计算机为基础。 20.快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是热塑性材料。 27.优化设计的三要素是:目标函数,设计变量,约束条件。 31.绿色设计的主要内容包括:绿色产品设计的材料选择与管理,产品的可拆卸性设计,可维修设计,产品的可回收性设计,绿色产品的成本分析,和绿色产品设计数据库。 绿色产品设计的材料选择与管理;产品的可拆卸性设计;产品的可回收性设计。 35.LIGA技术的工艺过程分为:(1)深层同步辐射X射线光刻;(2) 电铸成型;(3)模铸成型。 36.微细加工工艺方法主要有:三束加工技术,光刻加工,体刻蚀加工技术,面刻蚀加工技术,LIGA技术,牺

数字化设计与制造的现状和关键技术讲解学习

数字化设计与制造的现状和关键技术 一、数字化设计与制造的发展现状 数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计(CAD)、制造(CAM)、工艺设计(CAPP)、工程分析(CAE)、产品数据管理(PDM)等内容。其数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等,归纳起来就是产品建模是基础,优化设计是主体,数控技术是工具,数据管理是核心。 由于通过CAM及其与CAD等集成技术与工具的研究,在产品加工方面逐渐得到解决,具体是制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得到了解决,促使数字制造技术得以迅速发展。 作为制造业的一个分支,船舶行业要实现跨越式发展,必须以信息技术为基础。世界造船强国从CAX开始,逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展,形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统,实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化、从而大幅度提高生产效率和降低成本。所谓数字化设计就是运用虚拟现实、可视化仿真等技术,在计算机里先设计一条“完整的数字的船”。不仅可以点击鼠标进入船体内部参观一番,还可以在虚拟的大海中看它的速度、强度、抗风浪能力。这样一来船舶设计的各个阶段和船、机、舾、涂等多个专业模块在同一数据库中进行设计。 船舶是巨大而复杂的系统,由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成,包括数十个功能各异的子系统,通过船体平台组合成一个有机的整体。造船周期一般在10个月以上,既要加工制造大量的零部件,又要进行繁杂的逐级装配,涉及物资、经营、设计、计划、成本、制造、质量、安全等各个方面。这样的一个复杂的系统需要非常强大的信息处理能力。我国船舶行业今年来虽有很大的发展,但与国际造船强国相比,无论在产量,还是在造船技术上差距甚大,信息化水平落后是直接原因。其中,集成化设计系统与生产进程联系不紧密、船舶零部

数字化设计与制造课程作业(有限元分析)

一、 作业要求: 圆柱螺旋压缩弹簧数字化设计,写出优化设计数学模型及最优解,并说明求解过程与手段(选用优化设计程序包专用软件或工具软件MATLAB 求解。不建议自己用高级语言编程求解,强调应用求解过程问题用工具软件或专用软件。),提交详细报告与源程序。 图3-5中,在F=700N 作用下,要求弹簧最大变形量为10mm ,弹簧的压并高度≤50,弹簧内径≥16mm ,在满足强度条件的前提下,要求设计的弹簧质量最轻。 (1)设计变量 圆柱型螺旋压缩弹簧的基本参数主要有弹簧中径D 、弹簧丝直径d 、弹簧总圈数n ,旋绕比C (C=D/d ),许用剪应力[τ]等。该问题的设计变量可取为 [][]123T T X x x x D d n == (2)目标函数 根据设计要求的不同,可有不同的设计目标。该问题的设 计目标是弹簧的质量最轻。因此,极小化目标函数为 22min ()/4F X Dd n πρ= 式中,ρ为弹簧材料的密度,取338*10/kg m ρ= (3)约束条件 根据设计要求,约束条件有: 设计变量应在某一范围内变化, 1050D ≤≤,120d ≤≤,120n ≤≤ 弹簧在力F=700N 作用下,其变量为δ=10mm,3418/()10FD n Gd δ== 压并高度50b H mm ≤,()50b H n d λ=-≤ 弹簧直径16i D mm ≥,()16i D D d =-≥ 旋绕比C 一般应在410 之间,4/10C D d ≤=≤ 弹簧应满足强度要求[]38/()kFD d τπτ=≤ 式中,G 为弹簧材料的剪切应力弹性模量,取42 8.1*10/G N mm =;[]τ为弹簧丝的许用剪切应力,取[]2444/N mm τ=;1n 为弹簧有效工作圈数,12n n n =-(2n 为弹簧支承圈数,一般可取2n =1.75) ;λ为弹簧终端类型系数,取λ=0.5,k 为应力修正系数,(41)/(44)0.615/k C C C =--+。 (4)建立优化设计数学模型 [][]123T T X x x x D d n == 2 2123min ()4F X x x x πρ= 图3-5 圆柱螺旋压缩弹簧

数字化设计与制造技术

江南大学现代远程教育课程考试大作业 考试科目:《数字化设计与制造技术》 一、大作业题目(内容): 一、参照一般系统的性能,对数字化设计制造来说,其主要性能及能力要求有哪些?(10分) 答:1)、稳定性。是指在正常情况下,系统保持其很定状态的能力。 2)、集成性。是指系统内各子系统相互关联,能协同工作。 3)、敏捷性。是指系统对环境或输入条件变化及不确定性的适应能力,对内外各种变化能快速响应、快速重组的能力。单件、多品种、小批量是市场对现代产品研制的基本生产要求。 4)、制造工程信息的主动共享能力。数字化设计制造中零件设计、工艺设计和工装设计等过程的集成和并行协同要求能同步传递,这种信息共享方式称为“信息主动共享”。 5)、数字仿真能力。是指系统对产品制造中涉及的诸多问题进行虚拟仿真的能力。 6)、支持异构分布式环境的能力。无论从不同类型设备联网还是从数据管理考虑,或是从面向全生命周期的零件信息模型考虑,均需对系统的结构体系和数据结构进行合理的综合规划与设计,实现系统分布性与统一性的协调。 7)、扩展能力。系统的扩展是通过软件工具集的扩展来实现的。 二、什么是参数化设计?请说明参数化设计在产品设计中的意义。(10分) 答:参数化设计一般是指设计对象的结构形状基本不变,而用一组参数来约定尺寸关系。参数与设计对象在控制尺寸有显式对应关系,设计结果的修改受尺寸驱动,因此参数的求较简单。 意义:在产品设计中,设计实质上是一个约束满足问题,即由给定的功能、结构、材料及制造等方面的约束描述,经过反复迭代、不断修改从而求得满足设计要求的解的过程。除此之外,设计人员经常碰到这样的情况:1、许多零件的形状具有相似性,区别仅是尺寸的不同;2、在原有罕件的基础上做一些小的改动来产生新零件;3、设计经常需要修改。这些需求采用传统的造型方法是难以满足的,一般只重新建模。参数化方法是提供了设计修改的可能性。 三、CAPP系统由哪些基本部分组成?(10分) 答:传统的CAPP系统通常包括三个基本组成部分,即产品设计信息输入、工艺决策、产品工艺信息输出。 1、产品设计信息输入:工艺规划所需要的最原始信息是产品设计信息。 2、工艺决策:指根据产品、零件设计信息,利用工艺知识和经验,参考具体的制造资源条件,确定产品的工艺过程。 3、产品工艺信息输出 四、数字化制造体系下的制造计划系统有哪些?(10分) 答:主要有MRP计划系统、JIT(Just In Time)计划系统、TOC(Theory of Constraint)计划系统和APS (Advanced Planning System)计划系统四个主要流派,各处蕴含的原理和方法均有所不同。 1、MRP计划系统:物料需求计划系统是一种将库存管理和生产进度计划结合在一起的计算机辅助生产计划管理系统。 2、JIT计划系统:顾名思义,JIT计划系统的核心思想是在需要的时候才去生产所需要的品种和数量,不要多生产,也不要提前生产。 3、TOC计划系统:约束理论(TOC)的指导思想实质是寻求系统的关键约束点,集中精力优先解决主

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