第九届全国数控技能大赛-数控程序员项目样题

2020中国技能大赛第九届全国数控技能大赛福建省选拔赛数控程序员（数字化设计与制造）赛项任务书（一）2020年12月15日1.任务简介某公司拟利用市面上已有的标准零件，开发一款手动玩具赛车，赛车组成结构见图1（其中A和B要求现场加工，C、D、E是给定的）。现要求2名选手协同工作，在满足设计及工艺约束条件情况下，以获得最佳零件加工质量、最佳的装配质量、最佳的整车外观质量和手动滑动性能为目标，完成下列工作：在规定的时间内完成包含车身、尾翼零件(图1附表中编号A、B零件)的整车设计；在规定的时间内完成车身、尾翼零件的加工；在规定的时间内完成车身零件尺寸扫描比对检测和整车装配；在比赛时间外完成整车的涂装；编号零件数量材料与规格备注A车身1代木，0.55-0.65g/cm3现场加工的B尾翼1三维打印现场加工的C车轮4塑料给定的D轴承4φ3Xφ6X2.5给定的E车轴2不锈钢φ3X60给定的图1 赛车的组成与结构设计与加工规范2.1设计规范2.1.1总体结构要求只能设计加工图1指定的二个零件，不能增加其他任何零件;车身和尾翼的设计至少包括翼型结构和支撑结构两个特征，其中车身也必须包含独立的翼型结构，要求能够不使用工具就能够将尾翼固定到车身并能拆卸，尾翼和车身装配后不能松动和变形，装配面必须平滑且尾翼必须为薄壁件；翼型设计可以采用单翼片或双翼片设计；全部零件装配完成后整车重量不能超过160克。2.1.2设计极限尺寸及装配总体要求【总长度】AD01=220±0.5mm：测量时取整车前端和末端之间最长距离为总长度；【最大宽度】AD02≤85mm±0.5mm：测量时取最宽部件外边缘之间的距离为最大宽度；【最小离地间隙】AD03≥2±0.2mm：是指除车轮外，车底部任何一个零件与地面的最小距离。图2设计极限尺寸及装配尺寸要求2.1.3车轮的安装及可见性俯视和侧视必须使车轮完全可见，车轮必须完全安装在车身零件上，前视图车身前端翼型遮挡车轮不得超过车轮直径的一半。图3车轮的安装及可见性2.1.4贴图喷涂要求CNCCLOGO贴图处：必须贴在两车轮中间的车身两侧，表面可以是平面或曲面，LOGO贴纸由选手在赛前准备好。喷涂要求：现场提供红黄蓝绿黑涂料供选手自行选择涂刷。图4贴图位置2.2产品加工规范2.2.1车身零件的加工使用统一的毛坯材料、刀具和夹具车身必须采用三轴数控加工系统进行加工（具体详见技术平台设备清单），采用密度0.55-0.65g/cm3代木材料，毛坯规定尺寸为65mmX50mmX200mm。刀具见刀具清单（表1）。表1刀具清单刀具型号备注Ø10*20*31*D10*75（刃部直径*刃长*有效长*柄径*全长）平刀Ø10**20*50*D10*100（刃部直径*刃长*有效长*柄径*全长）平刀加长刀Ø8*17**25*D8*75（刃部直径*刃长*有效长*柄径*全长）平刀Ø8*17*40*D8*100（刃部直径*刃长*有效长*柄径*全长）平刀加长刀Ø6**15*22*D6*60（刃部直径*刃长*有效长*柄径*全长）平刀Ø4*12*13*D4*60（刃部直径*刃长*有效长*柄径*全长）平刀Ø2*6*20*D6*60（刃部直径*刃长*有效长*柄径*全长）平刀Ø6*R3*12*D6*50（刃部直径*R*刃长*柄径*全长）球刀Ø4*R2*8*D6*50（刃部直径*R*刃长*柄径*全长）球刀Ø2*R1*4*D6*50（刃部直径*R*刃长*柄径*全长）球刀Ø1.5钻头Ø5钻头M6丝锥丝锥Ø10*90度倒角刀合金刀2.2.2三维打印赛车的尾翼要求使用三维打印机完成加工。赛前须向厂商了解打印材料的物理特性，尤其是收缩率的大小会影响到装配的松紧程度，另外可以打印出的最小壁厚和最小孔径要有所了解，打印参数由选手自己决策。2.2.3加工精度控制车身加工精度：长度和直径尺寸的公差控制在±0.3范围内，角度公差控制在±10内，圆角和半径公差控制在±1.5范围内，平行度/垂直度按设计规范要求，三维打印工件的长度和直径尺寸，公差控制在±0.5以内。2.3产品扫描检测规范本赛项要求利用赛场提供的三维激光扫描仪对零件和整车进行扫描，并完成以下工作：（1）对车身：运用软件比对扫描数据和原始设计数据的偏差情况，生成色谱比对报告；（2）对整车：在车身零件加工完成后喷涂之前，运用软件对关键尺寸进行测量，验证产品的加工精度。工作任务比赛时间共5个小时，分两个阶段完成，第一阶段为设计加工时间，4个小时；第二阶段为产品检测评分时间，1个小时；车模的喷涂和贴图不计入总时长。3.1数字化设计任务3.1.1每名选手应该在赛前至少完成样题的设计和加工训练，并最好参加组委会组织的赛前培训，试用大赛技术平台的设备和软件，才可能取得理想的比赛成绩；3.1.2正式比赛开始前请先在每组组长的D盘根目录以”每市英文缩写开头字母+JS（如福州就是FZJS）”为名建立工作文件夹，比赛结束后两名选手的所有CAD/CAM/CAE/CNC数据均保存在此，保存在此文件夹以外的任何数据均无效；3.1.3根据设计规范，完成车身和尾翼的CAD设计，最后完成整车的装配建模（车轴、轴承的数字模型须现场根据样题的参数进行绘制、车轮零件以卡尺测量绘制）；3.1.4调用符合GB或ISO标准的A3图纸模板，在一张A3图纸上绘制车身、尾翼、车轮等3个零件图（含工程标注），每个零件图要有名称、材料、比例；在另一张A3图纸上绘制整车的装配图，装配图要能反映全部零件的装配关系及装配尺寸，并标注轴承和车轴的配合公差，装配图要有BOM表（见图1）和对应的零件序号，并附一个整车渲染轴测图；3.1.5制作并保存车模的爆炸（拆卸）动画视频，按下列顺序拆卸零件：尾翼＞车轮＞轴＞轴承，视频格式avi，视频尺寸不小于1024X768，时间长度不大于10秒。3.1.6利用CAD软件的渲染工具生成一张含有两个着色渲染轴测视图的照片，两个轴测视图，要能尽可能反映产品的全貌，要求具有背景、表面光泽、材质显示，保存为JPG格式文件，尺寸大于1024X768。3.2数字化加工任务3.2.1根据任务3.1完成的零件模型，完成车身的CAM编程和三轴机床的加工操作，请正确操作机床，保证产品质量和加工安全;3.2.2考虑打印材料的物理特性，自主设置打印参数，根据前面完成的尾翼模型，完成尾翼的三维打印，并要对打印件进行后处理保证正常装配;3.3数字化检测与分析3.3.1选手需使用赛场提供的扫描仪及配套检测软件，对车身、整车进行三维扫描、检测并生成检测报告。3.4作品的测量任务3.4.1几何精度测量测量工作是由裁判和厂商技术人员合作完成的，在验车的时候，裁判主要根据评分表内容和设计和加工规范要求进行测量，并记录实际测量结果。正式比赛时会根据工件特点使用电子测量和手工测量相结合方式进行测量。3.4.2重量称量由裁判使用电子秤（感度0.1克）秤量整车重量。3.4关于选手提交的要求和说明：在规定时间内，每组选手的零件图和装配图纸仅有两次打印机会，请选择一张质量最好的提交，并要在提交的图纸上签上两位选手的名字，没有2人签名的图纸无效，由组长代表本组提交文件或作品。注意只有提交了A3零件图和装配图纸后，选手才能启动设备进行加工。序号须提交的文件或作品提交时间1选手签名的A3零件图和装配图纸各一张比赛开始后3小时内提交2提交车模渲染照片（jpg）和爆炸动画（avi）的电子文件（使用U盘拷贝）比赛开始后4小时内提交3加工零件：CNC车身零件，3维打印零件比赛开始后4小时内递交4整车作品：完成全部装配的完整车模。比赛开始后4小时内递交5全部CAD/CAM数据文件打包比赛结束后裁判统一收取6车身及整车扫描数据（STL）、车身及整车比对检测的报告（PDF）比赛开始