2020年河南省數(shù)控程序員（數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造）樣題

第九屆全國數(shù)控技能大賽河南省選拔賽

數(shù)控程序員項(xiàng)目

（數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造）樣題

（總時(shí)間：5小時(shí)）

任

務(wù)

書

二〇二〇年十二月

1

注意事項(xiàng)

1.參賽選手在比賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，

如有違反，則按照相關(guān)規(guī)定在考試的總成績中扣除相應(yīng)分值。

2.參賽選手的比賽任務(wù)書用參賽證號(hào)、組別、場次、工位號(hào)標(biāo)識(shí)，

不得寫有姓名或與身份有關(guān)的信息，否則視為作弊，成績無效。

3.比賽任務(wù)書當(dāng)場啟封、當(dāng)場有效。比賽任務(wù)書按一隊(duì)一份分發(fā)，

競賽結(jié)束后當(dāng)場收回，不允許參賽選手帶離賽場，也不允許參賽選手

摘錄有關(guān)內(nèi)容，否則按違紀(jì)處理。

4.各參賽隊(duì)注意合理分工，選手應(yīng)相互配合，在規(guī)定的比賽時(shí)間

內(nèi)完成全部任務(wù)，比賽結(jié)束時(shí)，各選手必須停止操作計(jì)算機(jī)。

5.請(qǐng)?jiān)诒荣愡^程中注意實(shí)時(shí)保存文件，由于參賽選手操作不當(dāng)而

造成計(jì)算機(jī)“死機(jī)”、“重新啟動(dòng)”、“關(guān)閉”等一切問題，責(zé)任自負(fù)。

6.在提交的電子文檔上不得出現(xiàn)與選手有關(guān)的任何信息或特別

記號(hào)，否則將視為作弊。

7.若出現(xiàn)惡意破壞賽場比賽用具或影響他人比賽的情況，取消全

隊(duì)競賽資格。

8.請(qǐng)參賽選手仔細(xì)閱讀任務(wù)書內(nèi)容和要求，競賽過程中如有異議，

可向現(xiàn)場裁判人員反映，不得擾亂賽場秩序。

9.遵守賽場紀(jì)律，尊重考評(píng)人員，服從安排。

10.賽場發(fā)放2個(gè)U盤。所有比賽文件保存U盤的根目錄中2份，

計(jì)算機(jī)D盤根目錄中一份，將所做文件按照要求導(dǎo)入至協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)

指定的文件夾中。

11.加工后的零件按照要求裝配后裝入工具箱封好，選手和裁判

共同簽字確認(rèn)。

2

一、任務(wù)名稱與時(shí)間

1.任務(wù)名稱：某產(chǎn)品和夾具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造。

2.競賽時(shí)間：5小時(shí)。

二、已知條件

根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品（圖1見實(shí)物）正面外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，完成三維數(shù)

據(jù)采集及設(shè)計(jì)，完成產(chǎn)品背面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并進(jìn)行增材制造，完成裝

配。根據(jù)現(xiàn)有夾具（圖2見實(shí)物），結(jié)合現(xiàn)場給定條件，對(duì)鉗身進(jìn)行

創(chuàng)新設(shè)計(jì)及數(shù)控加工，結(jié)合夾具的整體裝配關(guān)系，對(duì)鉗口（無實(shí)物）

進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)及增材制造，并對(duì)夾具套裝進(jìn)行裝配測試。

圖1鬧鐘正面

1-鉗口（1個(gè)）、2-螺旋扣（1個(gè)）、3-鉗身（1個(gè)）、4-螺桿（1個(gè)）

5-支架（工裝1個(gè)）、6-M5螺釘（4個(gè)）、7-成型套（4個(gè)）、8-M8螺釘（4個(gè)）

圖2夾具套裝

3

三、數(shù)字化設(shè)計(jì)階段任務(wù)、要求和提交成果

任務(wù)1實(shí)物三維數(shù)據(jù)采集

利用標(biāo)定成功的掃描儀和附件對(duì)任務(wù)書指定的鬧鐘實(shí)物進(jìn)行掃

描，獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并對(duì)獲得的點(diǎn)云進(jìn)行相應(yīng)取舍，剔除噪點(diǎn)和冗余

點(diǎn)后保存點(diǎn)云文件?？己诉x手復(fù)雜表面點(diǎn)云準(zhǔn)確獲取能力。

（1）數(shù)據(jù)采集

參賽選手使用自行認(rèn)定“標(biāo)定成功”的Win3DD-M三維掃描儀裝

置和附件，完成給定模型（圖1，現(xiàn)場提供實(shí)物）的三維掃描，并對(duì)

獲得的點(diǎn)云進(jìn)行相應(yīng)舍去，剔除噪點(diǎn)和冗余點(diǎn)。

提交：經(jīng)過舍去后點(diǎn)云電子文檔，格式為ASC文件，及封裝后的電子文

檔STL文件。

任務(wù)二、三維建模

參賽選手利用計(jì)算機(jī)預(yù)裝軟件，根據(jù)“任務(wù)一”得到的數(shù)據(jù)，完成鬧鐘

模型的整體三維建模，并完成鬧鐘背部模型設(shè)計(jì)。

注意：（1）合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，大面造型要求拆分合理，流線、轉(zhuǎn)

角銜接圓潤，滿足加工工藝要求。整體擬合零分。

（2）實(shí)物的表面特征不得改變，要求數(shù)字模型比例（1：1）。

（3）實(shí)物表面槽及小于2mm的結(jié)構(gòu)可做簡化處理。

（4）外表面小紋路特征可進(jìn)行正向處理。

（5）使用整體點(diǎn)云擬合，判定為零分。

任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計(jì)

利用給定的夾具（實(shí)物）和裝配條件，結(jié)合相關(guān)知識(shí)，按任務(wù)書

要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)，完成零件和裝配體的三維建模并生成

零件圖、裝配圖（含BOM表）、爆炸圖（動(dòng)畫），并對(duì)指定鉗口結(jié)構(gòu)

進(jìn)行產(chǎn)品的靜態(tài)力學(xué)性能分析。選手結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)要求，編寫設(shè)計(jì)方

案說明書，采用文字結(jié)合圖片的方式從設(shè)計(jì)方案的功能性、結(jié)構(gòu)合理

4

性、工藝可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面描述創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思路及設(shè)計(jì)結(jié)果。

（1）創(chuàng)新設(shè)計(jì)

利用給定的夾具實(shí)物和裝配要求，對(duì)鉗身進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，對(duì)

鉗口進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，要求鉗口與鉗身配合合理，實(shí)現(xiàn)功能作用。

（2）設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)鉗身時(shí)，要保持原夾具實(shí)物外形結(jié)構(gòu)（新增配合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除

外），鉗口要與鉗身匹配。

任務(wù)4數(shù)控編程與加工、3D打印

選手根據(jù)賽場指定的機(jī)床、刀具、毛坯等加工條件，分析“任務(wù)

3”設(shè)計(jì)的鉗身零件的加工工藝，編制加工工序卡；利用自動(dòng)編程軟

件，根據(jù)制定的工藝編制數(shù)控加工程序，使用提供的機(jī)床和編制的數(shù)

控程序，完成“任務(wù)3”鉗身零件加工?？己诉x手機(jī)械加工工藝、CNC

編程和數(shù)控加工能力。

注：選手完成數(shù)控編程刀路和模擬仿真后，才能操作數(shù)控機(jī)床。

（1）制定加工工藝

選手利用預(yù)裝好的編程軟件，完成任務(wù)“任務(wù)3”鉗身零件數(shù)控

加工工藝制定。制定加工工藝，填寫完成機(jī)械加工工藝過程卡片（電

子檔）和加工工藝說明（電子檔）。

注意：請(qǐng)從經(jīng)濟(jì)性、規(guī)范性、安全性和環(huán)保等方面闡述加工工藝

制定思路。

（2）數(shù)控加工

選手利用賽場提供的機(jī)床、毛坯，根據(jù)編制的加工工藝、加工程

序，運(yùn)用數(shù)控機(jī)床操作技能，按安全、文明等生產(chǎn)要求，進(jìn)行數(shù)控加

工。

（3）3D打印

對(duì)“任務(wù)1”創(chuàng)新設(shè)計(jì)的鬧鐘背面模型和“任務(wù)3”創(chuàng)新設(shè)計(jì)的

5

鉗口模型，進(jìn)行3D打印制作。

提交：

（1）加工工藝卡。

（2）加工刀路文件。

（3）加工工件的數(shù)控程序。

（4）數(shù)控加工、打印件實(shí)物零件。

任務(wù)5文明生產(chǎn)

主要考核競賽隊(duì)在本階段競賽過程中的以下方面：

（1）設(shè)備操作的規(guī)范性；

（2）工具、量具的使用；

（3）現(xiàn)場的安全、文明生產(chǎn)；

（4）完成任務(wù)的計(jì)劃性、條理性，以及遇到問題時(shí)的應(yīng)對(duì)狀況等。

注意：若由于明顯違反職業(yè)道德、競賽紀(jì)律或違反安全操作過程，

損害機(jī)床、工夾具行為出現(xiàn)，取消比賽資格，本模塊判罰為零分。