济宁市“技能状元”职业技能大赛-CAD机械设计(世赛)技术文件

济宁市“技能状元”职业技能大赛

—第一届山东省职业技能大赛济宁市选拔赛

暨2023年职业技工院校学生教师

职业技能竞赛

CAD机械设计(世赛)项目技术工作文件

第一届山东省职业技能大赛济宁市选拔赛

暨2023年职业技工院校学生教师职业技能竞赛组委会办公室

2023年4月

一、技术描述

（一）项目概要

CAD机械设计（MechanicalEngineeringDesign–CAD）：是指

机械制造从业人员应用计算机辅助设计CAD软件和测量工具，为产品

设计和制造工艺建立零件和装配模型、工程图纸、设计和工艺解决方

案的数字或纸质文件。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）竞赛能力要求

1.牢固掌握机械专业的相关知识。

2.熟练掌握Autodesk三维设计软件（AutodeskInventor）的相

关知识，能为该软件配置参数、构建零部件模型、优化模型立体结构、

构建部件族、输入材料特性(密度)、输入部件的颜色和纹理。

3.熟练掌握根据部件的三维模型创建装配体、构建装配体、能够

对零部件或者装配体进行图形渲染，并对装配体进行运动仿真。

4.根据给定的机械零部件来确定零件的尺寸，手绘草图、利用

AutodeskInventor三维设计软件完成工程图并打印出图；（理解国

家标准下的图纸及相应的书面说明，理解国家标准下的几何尺寸和公

差，精通机械制图的规则和当前普遍采用的最新国家标准，使用手册、

表格、标准列表和产品目录，会使用绘图机和打印机，打印出尺寸为

A0到A4大小的图纸）。

5.掌握典型机械传动系统及原理，能使用Autodesk三维设计软件

中的设计加速器生成相关系统的零件和组件，并能制作相关系统的功

能仿真。

1

6.熟练掌握计算机操作系统，能正确地使用并管理计算机文档和

软件。

7.掌握CAD机械设计项目相关的理论知识。

8.了解国家标准中机械加工的精度等级、尺寸公差、形位公差、

尺寸链计算等相关知识。

（三）竞赛内容要求

竞赛选用模块化测试方式，共有1个独立模块试题组成，共3小

时。竞赛项目内容见竞赛项目内容表。

竞赛项目内容表

项目名称提供的文件任务要求提交成果

1零件图或零件1根据零件图建立零件三维模

装配建模

模型；型；1全部电子数据；

2装配图或装配2创建装配模型，生成装配图，2JPG格式的渲染

与工程图模型；编辑装配图；照片和动画文

3产品BOM表3为产品建立渲染照片、设计表件。

(3小时)或其他数据。达图形和产品动画；

二、样题及评判标准

（一）样题

比赛命题包含1个模块，为装配建模与工程图。根据选手能力水

平，同时紧扣本赛项对选手的能力要求进行命题。试题与样题的竞赛

任务要求基本相同，原则上变化不超过30%。

（二）比赛时间及样题具体内容

1.比赛时间安排：本项目比赛总时间为3小时。

2.样题：

工作任务:根据斯特林发动机（StirlingEngine）的工作原理建立

产品的部分零件和总装配模型并生成有关的设计文件。

2

给定的数据

给出全部零件编号及其图样，以及28个专用零件（有下划线的

有图纸，其余为STEP模型，名称如下：

1底板2六角棒3支架侧板（左）4支架侧板（右）

5曲柄连接轴6曲柄臂7+8长、短连杆

9+10长、短轴（曲柄组件）11摇臂

12摇臂衬套13摇臂支撑轴14缸体15做功活塞

16做功活塞连杆17衬套18配气活塞19配气活塞盖

20配气活塞轴21加热缸22飞轮23燃烧器座

24燃烧器盖（23，24可用一个类似酒精灯代替）

25带轮（输出动力）26长轴套27短轴套28橡胶垫片

任务1:

建立编号6、7、8、14、22、23、24零件的几何模型，然后根据

斯特林发动机原理进行装配建模。对于图纸上或模型上缺失的技术信

息，如标准件（GB或ISO均可采用）、螺纹或某些尺寸，选手自己

判断或选择。

确定连杆（零件7）长度并在图纸上的标注数值。做功活塞在最

低位置时距离缸底端只有1±0.3mm。

确定连杆（零件8）的长度并在图纸上标出数值，使配气活塞（零

件18和19）能到达距离缸体顶部最大值0.5±0.3mm。

统一在A3规格纸上绘制装配图，需要表达出摇臂、做功活塞和

配气活塞的极限位置，以及2种缸体内部的结构视图，要提供渲染色

的轴测图。

任务2:

为了检查建模精度，要提供零件14（缸体）、零件22（飞轮）

3

的质量，假定材料密度为8.5kg/dm³。

任务3:

生成总装配体的爆炸视图。

任务4:

生成产品的工作原理仿真动画，逐渐增加发动机缸体透明度以便

能看见2个活塞运动情况，至少要有一个循环周期的运动，最后保存

并提交动画视频（1024x768AVI格式）。

（三）评判标准

1.评判方法：

裁判长对于比赛的所有技术问题具有最终解释权和决定权。比赛

评分流程参照世界技能大赛的评分方法进行。

（1）评判流程

裁判长组织安排，裁判员分工协作，严格按照评分标准评分，评

分过程执行回避原则，即裁判员应自行回避本代表队选手的评判工作。

（2）评判方法

客观分：严格按照评分细则中的评分要求进行评分；

主观分：裁判参考评分细则同时举牌评分，去除最高分和最低分

取平均分。

2.分数权重：

总分数为100分，各模块的分数权重见评分表、各具体评判点及

测量评价的分数见详细评分表。

4

评分表

模块内容分数

C1零件建模20

C2装配建模28

C3详细工程图24

C4动画和渲染图片28

总分：100

详细评分表

三、竞赛细则

（一）竞赛流程

8比:00-8:15选手检录抽签入场参赛选

裁判

比分发试卷，选手读赛场手

8:15-8:30组

赛题裁判员

5

当8:30-11:30比赛（3小时）裁判长

天11:30-12:0

提交答卷

0

（二）裁判员的条件及要求

1.各参赛队推荐的裁判不得为参赛选手和指导教师（教练）。裁

判员要在相关专业有较深研究，熟悉该专业技术标准和竞赛有关工作。

（三）选手的条件及要求

1.世赛选拔项目参赛选手应为2002年1月1日以后出生的中国大

陆公民。

2.国赛精选项目参赛选手应为16周岁以上（2007年1月1日以

前出生），法定退休年龄以内的中国大陆公民，且在属地工作满1年

以上的相应职业从业人员。

（四）选手的工作内容

1.选手通过抽签决定比赛用设备并确认软件安装正确无误，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。

2.每名选手独立配备一台计算机，选手可以携带资料和机械设计

手册进入赛场，禁止选手携带手机等任何信息存储介质（U盘、移动

硬盘、数码相机、录像机、内存卡等）进入赛场。

3.选手在拿到比赛试题后，正式比赛期间，除裁判长外任何人员

不得主动接近选手及其工作区域，不许主动与选手接触与交流，选手

有问题只能向裁判长反映。

4.比赛结束铃声响起以后，选手应立即停止答题，保存数据并由

裁判长及裁判员须做好保密和保存工作。

6

5.软件因宕机或发生其他技术故障后请举手示意，电脑重新启动

的时间会补给选手，未经裁判长允许，选手不得延长比赛时间；

6.参赛选手比赛期间不得随意走动、不得相互讨论，根据违规程

度，违规选手将会受到罚去相应分数不得进入前2名、取消比赛资格

等不同级别的处罚。

7.选手需注意安全文明生产，严格遵守安全操作规程，正确使用

各类工具和仪器；注意公共卫生，保持赛场清洁，垃圾杂物按指定位

置放置。

8.选手对现场裁判判罚有异议时，可向裁判长提起申诉由裁判长

负责仲裁，裁判长无法解决的，须向比赛组委会仲裁委员会提出申请

解决。

（五）裁判员的工作内容

裁判长组织安排，裁判员分工协作，做好赛场秩序维护，并严格

按照评分标准评分。

四、赛场、设施设备等安排

（一）赛场规格要求

本项目场地有工位36个及裁判工作区域。

（二）场地布局图

机械工程系410机房布局图：

7

（三）基础设施清单

1.竞赛设备

用于比赛的图形工作站安装内存不小于4G，CPU性能不低于Xeon

E5-16032.8GHz，硬盘容量不小于256GB，显卡为独立显卡，显卡内

存不小于4G，显示器不小于19英寸。

2.选手自带量具与工具

（1）技术手册。

（2）制图标准。

3.赛场准备的设备

竞赛现场提供一种机械设计CAD软件见下表，本赛项允许选手自

带正版的三维CAD软件，但比赛现场除了Inventor软件有技术支持，

8

自带软件不提供技术支持。

名称规格及说明数量

三维CAD软件Inventor2019中文版待定

选手工作区选手工作区要求相互隔离待定

饮水机现场提供瓶装水或饮水机待定

4.赛场应准备的器件及耗材

大赛组委会提供存储容量不小于4G的Ｕ盘，用于存放比赛文件。

五、安全、健康要求

（一）选手着装

参赛选手着装整洁，没有统一要求，但衣服上不能出现所在单位

的标志或文字，违规者不得进入赛场。

（二）赛场必须留有安全通道

赛场必须配备灭火设备，并置于显著位置。赛场应具备良好的通

风、照明和操作空间的条件。做好比赛安全、健康和公共卫生及突发

事件预防与应急处理等工作。

9

附件1

评判修改记录单

比赛项目：

发现问题时间：年月日时分

所发现问题简要陈述：

裁判组处理意见：

问题提出人签字：

全体裁判员签字：

其他参与处理人签字：

裁判长签字：

10

附件2

参赛选手安全、健康承诺书

为增强参赛选手安全操作意识，积极预防比赛中的伤害事故，营

造安全、规范的比赛环境，参赛选手就安全、规范参赛，做出如下承

诺：

一、服从裁判人员管理，遵守比赛纪律、秩序，文明参赛。

二、遵守竞赛规则、操作规程，规范操作赛场设施、设备，

规范使用比赛工具材料。

三、按照行业相关安全规定和本项目竞赛安全规范要求穿戴防护

用具及防护用品，安全参赛，杜绝一切危险操作行为。

四、爱护参赛设施、设备及工具材料，规范存放、妥善保管，防

止损坏。

五、按照当地疫情防控规定，遵照执行相关要求。

六、养成文明生活习惯，注意饮食卫生，在确保人身健康、安全

的前提下参加竞赛。

七、发现有关问题和故障，按规范报告、处理。

我们保证严格遵守本项目《竞赛细则》等各项相关安全、健康规

定，杜绝一切不安全、不文明、不规范、不健康的行为，做文明参赛

的选手。

参赛选手：

年月日

11

目录

一、技术描述......................................................................................................1

（一）项目概要..........................................................................................................1

（二）竞赛能力要求..................................................................................................1

（三）竞赛内容要求..................................................................................................2

二、样题及评判标准.........................................................................................2

（一）样题..................................................................................................................2

（二）比赛时间及样题具体内容..............................................................................2

（三）评判标准..........................................................................................................4

三、竞赛细则......................................................................................................5

（一）竞赛流程..........................................................................................................5

（二）裁判员的条件及要求......................................................................................6

（三）选手的条件及要求..........................................................................................6

（四）选手的工作内容..............................................................................................6

（五）裁判员的工作内容..........................................................................................7

四、赛场、设施设备等安排...........................................................................7

（一）赛场规格要求..................................................................................................7

（二）场地布局图......................................................................................................7

（三）基础设施清单..................................................................................................8

五、安全、健康要求.........................................................................................9

（一）选手着装..........................................................................................................9

（二）赛场必须留有安全通道..................................................................................9

附件1：评判修改记录单................................................................................10

附件2：参赛选手安全、健康承诺书............................................................11

一、技术描述

（一）项目概要

CAD机械设计（MechanicalEngineeringDesign–CAD）：是指

机械制造从业人员应用计算机辅助设计CAD软件和测量工具，为产品

设计和制造工艺建立零件和装配模型、工程图纸、设计和工艺解决方

案的数字或纸质文件。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）竞赛能力要求

1.牢固掌握机械专业的相关知识。

2.熟练掌握Autodesk三维设计软件（AutodeskInventor）的相

关知识，能为该软件配置参数、构建零部件模型、优化模型立体结构、

构建部件族、输入材料特性(密度)、输入部件的颜色和纹理。

3.熟练掌握根据部件的三维模型创建装配体、构建装配体、能够

对零部件或者装配体进行图形渲染，并对装配体进行运动仿真。

4.根据给定的机械零部件来确定零件的尺寸，手绘草图、利用

AutodeskInventor三维设计软件完成工程图并打印出图；（理解国

家标准下的图纸及相应的书面说明，理解国家标准下的几何尺寸和公

差，精通机械制图的规则和当前普