第四届全省职业技能大赛技术文件-CAD机械设计项目

第四届全省职业技能大赛

暨第二届全国技能大赛山西选拔赛

CAD机械设计项目技术文件

全省职业技能大赛组委会

2023年5月

第四届全省职业技能大赛技术文件

目录

一、技术描述...................................................................................................................................................2

（一）项目概要.......................................................................................................................................2

（二）基本知识与能力要求...................................................................................................................2

二、试题与评判标准.......................................................................................................................................3

（一）竞赛试题内容...............................................................................................................................3

（二）样题及赛题变化...........................................................................................................................4

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

1、竞赛试题配分.....................................................................................................................................4

2、成绩计算方式.....................................................................................................................................5

3、评判方法.............................................................................................................................................5

3.1测量分（客观）......................................................................................................................5

3.2评价分（主观）......................................................................................................................6

4、成绩并列.............................................................................................................................................7

三、竞赛细则...................................................................................................................................................7

（一）竞赛时间安排...............................................................................................................................7

（二）裁判员分组和职责.......................................................................................................................8

（三）竞赛实施细则...............................................................................................................................9

1、赛前准备.............................................................................................................................................9

2、竞赛实施.............................................................................................................................................9

3、技术违规处理...................................................................................................................................10

4、问题或争议处理...............................................................................................................................11

5、本项目特别规定...............................................................................................................................11

四、竞赛场地、设施设备等安排.................................................................................................................11

（一）赛场规格要求.............................................................................................................................11

（二）场地布局要求.............................................................................................................................12

（三）基础设施设备清单.....................................................................................................................12

1、场地设施设备(单工位配置)............................................................................................................12

2、材料...................................................................................................................................................12

3、裁判使用设备和工具.......................................................................................................................13

4、选手自备的设备和工具...................................................................................................................13

5、禁止自带使的设备、工具和材料...................................................................................................16

五、健康、安全和环保要求.........................................................................................................................16

（一）安全要求.....................................................................................................................................16

（二）赛场要求.....................................................................................................................................16

（三）绿色环保要求.............................................................................................................................16

（四）疫情防控.....................................................................................................................................17

附件：样题.....................................................................................................................................................18

1

第四届全省职业技能大赛技术文件

一、技术描述

（一）项目概要

CAD机械设计（MechanicalEngineeringCAD）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。

本文件按照制图员职业国家职业技能标准（三级）及以上要求，适当

吸收中华人民共和国第一届职业技能大赛CAD机械设计赛项与世界技能大

赛相关技术要求进行编制，含技术描述、试题与评判标准、竞赛规则、竞

赛场地及设施设备等安排、健康安全和环保要求等内容。未尽事宜，将在

补充通知或赛前项目技术说明时予以说明。

（二）基本知识与能力要求

参赛选手必须牢固掌握机械制图的相关知识。

参赛选手必须熟练掌握三维设计软件的相关知识，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。

参赛选手必须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。

参赛选手根据给定的机械零部件来确定零件的尺寸，手绘草图、利用

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

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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）。

参赛选手必须掌握典型机械传动系统及原理，能使用CAD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。

参赛选手必须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。

参赛选手必须熟练掌握常用手工量具的操作技能。

参赛选手必须掌握CAD机械设计项目相关的理论知识。

参赛选手必须了解中国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。

参赛选手必须遵守比赛制定的安全防护条例和相关环境保护要求。

二、试题与评判标准

（一）竞赛试题内容

模块A：机械设计挑战赛

提供的文件：给出草图（概念图）、部分标准件；或零件图纸/模型；

创新设计约束条件。

任务要求：完成产品设计方案；测绘产品并建立零件三维模型；

合理选择标准件，创建装配模型和装配图；对关键零部件进行创新设

计；使用创新设计零部件替换原有设计方案的部件模型与装配图；完成指

定零件的三维打印和装配，实现产品功能；为产品建立渲染照片、设计表

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达图形和产品演示或原理动画。

模块B：装配建模与详细工程图

提供的文件：零件图或零件模型；装配图或装配模型；产品BOM表或

其他数据。

任务要求：根据零件图建立零件三维模型；创建装配模型，生成装配

图，编辑装配图；为产品建立渲染照片、设计表达图形和产品动画。

模块C：逆向工程

提供的文件：工件实物；描述文档和三维扫描数据，及所有逆向工程

必要的附加信息。

任务要求：使用手工测量工具和三维扫描仪获得零件几何信息，使用

软件建立几何模型；禁止使用可帮助选手记忆零件几何信息-如图形、图像、

形体的一系列方法(拍照、拓印、印泥等等)；参赛者可以在纸上绘制草图，

作为建立3D模型的基础，也可以边测绘边在计算机上建模；工件在发给选

手1.5小时后收回；整个竞赛期间都允许使用计算机。

（二）样题及赛题变化

竞赛样题随技术文件提前公开。竞赛试题为暗题，不提前公布，考核

要点与样题大体一致，调整比例不超过30%，由裁判长独立修订。竞赛试

题与评分标准在赛前密封，由大赛组委会保管。

（三）竞赛评判标准

1、竞赛试题配分

分数

项目名称评分标准

主观分客观分合计

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零部件三维建模、工程图绘

模块A制、创新设计、生成渲染图片23335

和动画、3D打印

零件建模、装配、生成工程图、

模块B23335

生成渲染图片和动画

逆向建模、创建工程图渲染图

模块C12930

片

总分595100

2、成绩计算方式

赛项评分采用百分制。各个评分项的分数精确到小数点后两位，小数

点后第三位数字采用四舍五入（如1.055计1.06，1.054计1.05）。

3、评判方法

本项目评分标准分为评价分（主观）、测量分（客观），其中主观分

占比10%，客观分占比90%。按各模块分别设置评分小组，由裁判长指定

各组裁判人员，分别对各模块进行评分。各评分小组负责所有选手同一指

标的评分，并签字确认评分结果。本项目不公开具体评分细则，各模块的

评分细则请参照中华人民共和国第一届职业技能大赛CAD机械设计赛项各

模块样题中的评分细则。

3.1测量分（客观）

测量分（Measurement）打分方式：按模块设置若干个评分组，每组由

2名及以上裁判构成。每个组所有裁判一起商议，确定评分方案，对选手

工件进行检测，2位裁判一起确定检测结果并达成一致后最终只给选手一

个分值。

测量分评分准则样例：

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最高正确不正确

类型示例

分值分值分值

某紧固件要求选择右旋螺纹，配分为

满分或0.5

分，选手得分只有两种可能，要么满分

零分0.50.50

要么零分

某装配体表共个零件，最大分

从满分BOM10

分，缺一个扣分，选手缺少个

中扣除10.2210.60.4

零件

某动画播放要求显示旋转一周，外壳透

从零分明看见齿轮，看见齿轮和活塞同步运

0.60.40.2

开始加动。最大分是0.6分，选手的动画仅看

见前两项

3.2评价分（主观）

评价分（Judgement）打分方式：2人组成一个评分小组，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，否则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。

评价分权重表如下：

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分达到行业标准

2分达到行业标准，且某些方面超过标准

3分达到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，可能有下列4

种质量。

权重分值要求描述

0分图像不清晰，特征不完整

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产品要素完成，图像清晰，展示了题目要求的计算机渲染

分

1效果

图像清晰且具有美工效果，整个图像展示出计算机渲染的

分

2效果

具有非常完美的视觉效果，图像的渲染效能达到计算机性

分

3能的极限

4、成绩并列

按比赛总成绩从高到低排列名次。比赛总成绩相同，比较模块成绩，

优先级为模块A>模块B>模块C；如总成绩、各模块成绩均相同，完成竞

赛任务所用时间少的名次在前。

三、竞赛细则

（一）竞赛时间安排

本项目比赛时间为3天，各模块竞赛时长均为2.5小时，总时长为7.5

小时，具体时间以竞赛指南日程为准。

选手抽签分组进行模块A、模块B、模块C的考核。

模块A主要考核考核选手的机械设计及产品创新能力，根据给定的条

件使用CAD软件完成零部件的创新设计、并对设计零件进行3D打印，完

成产品装配，形成装配图、零件图、渲染图片及动画等，时间为2.5小时（h）。

模块B主要考核选手机械视图、机械原理分析、零部件机械制图（含

机械加工工艺知识）及打印、渲染、爆炸图及动画仿真等。时间为2.5小时

（h）。

模块C主要考核选手对常用手工测绘工具及3D扫描仪的使用、零部件

特征的视图表达、尺寸、公差、表面粗糙度的标注能力；要求合理选用图

纸进行打印。主要时间为2.5小时（h）。

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工位流转赛前随机抽签决定。

（二）裁判员分组和职责

本次竞赛设立裁判组，由1名裁判长，若干裁判员组成。

裁判长按照本项目技术文件，对裁判员进行培训和工作分工，带领裁

判员对本项目比赛设备设施和现场布置情况进行检验；组织选手进行安全

培训并熟悉赛场及设备，保障所有选手在比赛前掌握必备的安全知识和安

全操作规范；比赛期间组织裁判员执裁，并按照相关要求和程序，处理项

目内出现的问题；组织统计、汇总并及时录入大赛成绩等工作；赛后组织

开展技术点评。裁判长应公平公正组织执裁工作，不参与评分。裁判员需

在本项目领域有工作经验、大赛管理或执裁经验，赛前需参加技术规则培

训，掌握大赛技术规则、项目技术文件等要求。裁判员应服从本项目裁判

长的工作安排，诚实、客观和公正执裁。

根据裁判员的相关工作经验以及赛前培训的情况，裁判员分成多个小

组：

加密组：主要负责选手的检录、核实证件身份并对选手所提交的作品

进行加密和解密工作。

监考组：主要负责竞赛现场监考工作和安全巡查，做好维护赛场纪律；

记录赛场情况，做好监考记录；纠正选手违规行为，并对情节严重者及时

向裁判长报告作好记录并给出处罚结果；核查实际操作竞赛使用材料、设

备；记录每位选手的实际工作时间。

评判组：负责竞赛结果的评判、成绩复核和汇总工作。时间记录组：

负责记录每位选手的实际工作时间。

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检测评分小组：由执尺记录、监督员组成，每小组分配相似分数的评

分项目。每项检测评分结果小组成员均需签字确认，然后报裁判长复核后，

由录分员录入系统。

（三）竞赛实施细则

1、赛前准备

根据项目实际需要，裁判长与协办单位于赛前2-3天对场地设备设施

等准备工作进行最终确认；裁判长与裁判员于赛前1至2天进行集中培

训、技术对接和设备设施、耗材确认。

参赛选手报到时需领取参赛证、参赛资料、抽取参赛选手编号，报到

完毕后提前前往赛场，熟悉场地。

赛前30分钟，到指定检录口进行检录，由检录人员核实证件及编号，

开赛后迟到15分钟的选手视为自动放弃参赛。

检录完毕，每位选手按照选手抽签工工位号到指定位置。可携带竞赛

规则规定的工具，必备的用具（如笔、草稿纸等）等。所有通讯、照相、

摄像、磁盘等工具一律不得带入比赛现场。

2、竞赛实施

在竞赛过程中，选手应遵守安全操作规程，接受裁判员的监督和警示，

确保参赛选手人身安全及设备安全。

竞赛过程中严禁交头接耳，也不能相互借用工具、仪器仪表。各参赛

选手间不能走动、交谈。

由裁判长统一告知选手比赛规则、时间和流程后，裁判长宣布比赛正

式开始并计时。比赛过程中，选手若需休息、饮水或去洗手间，一律计算

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在操作时间内。

选手进入赛场后，不得擅自离开赛场，因病或其他原因离开赛场或终

止比赛，应向裁判示意，须经赛场裁判长同意，并在赛场记录表上签字确

认后，方可离开赛场并在赛场工作人员指引下到达指定地点。

因参赛选手个人误操作造成人身安全事故或设备故障时，裁判长有权

中止选手竞赛。如非参赛选手个人因素出现的设备或工具故障而无法继续

竞赛时，参赛选手可提出更换设备或工具的要求，同意并更换后，参赛选

手可继续参加竞赛，并给参赛选手补足所耽误的竞赛时间。选手自带设备

和工具，赛场不负责更换。

参赛选手如提前结束竞赛，应举手向裁判员报告，竞赛结束时间由裁

判员进行记录。参赛选手结束竞赛后不得再进行任何操作，离场后也不得

再进入赛场。

裁判长在竞赛结束前30分钟、10分钟进行竞赛剩余时间提醒。裁判

长发布竞赛结束指令后，未完成任务的参赛选手应立即停止操作，不得以

任何理由拖延竞赛时间，并按要求清理赛位。

选手须按照程序提交比赛结果（任务书、报告），配合裁判做好赛场

情况记录，并签字确认，裁判提出签名要求时，不得无故拒绝。

3、技术违规处理

不得携带其他未经组委会认可的设备、工具、机具、材料等参赛，不

听劝告的取消比赛资格。

竞赛过程中，选手不得接受场外送进的材料、加工过的半成品等。

选手不得损坏、拆卸、改装赛场提供的设备、工具和工作台等设施。

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选手不得在任何竞赛区域、位置、赛件上作任何涉嫌作弊的标记。如

比赛开始前发现有明显痕迹，可上报裁判员进行处理，严重者可按作弊处

理。

在完成竞赛任务的过程中，因操作不当导致事故，扣10分～20分，

情况严重者取消比赛资格。

因违规操作损坏赛场提供的设备、污染赛场环境等不符合职业规范的

行为，视情节扣5～10分。

扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣5～10分，情况严重者取

消比赛资格。

4、问题或争议处理

参赛选手、裁判员发现竞赛过程中存在问题或争议，应向裁判长反映。

裁判长依据相关规定处理或组织比赛现场裁判员研究解决。处理意见由比

赛现场全体裁判员表决的，获全体裁判员半数以上通过。最终处理意见及

时告知意见反映人，并填写《问题或争议处理记录表》。

5、本项目特别规定

本赛项不允许选手自带软件，只允许使用赛场提供的软件进行比赛。

四、竞赛场地、设施设备等安排

（一）赛场规格要求

赛场设检录区、裁判席、竞赛操作区等。同时设候考室1个，保密室1

个。保密室需配备带锁文件柜1个，保密室与比赛区域物理隔离，严禁无

关人员进入。候考室设在赛场附近，严禁无关人员进入，通讯设备统一管

理，严禁与外界交流。

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（二）场地布局要求

（三）基础设施设备清单

1、场地设施设备（赛场为每一个工位必须配备的设施、设备）

序号设备名称型号（备注）单位数量

中望3D教育2023、

1CAD软件中望机械CAD教育套35

版2023、Inventor2023

GeomagicDesignX64

2逆向软件套35

2016

i7-107008核16线程

16G+16G内存

2图形工作站台35

1TSSDRTX3060Ti

8G双27寸显示器

FUNMAT.HT

3三维打印机台35

UPBOX

4扫描仪EinScanProEP台18

5打印机佳能台2

2、材料（赛场为每一个工位必须配备的工具）

序号设备名称型号（备注）单位数量

13D打印材料PLA/ABS盘70

2装配建模与工程图配按图纸套70

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套零件模型

设计挑战赛试题配套

按图纸套

3零件70

逆向工程手工、自动测

按图纸个

4量实体零件70

5A3、A4复印纸包待定

6显像剂DPT-5罐35

7清洗剂DPT-5罐35

8U盘16G个70

9档案袋340*240*40*55mm个70

3、裁判使用设备和工具

序号设备名称型号（备注）单位数量

i7-107008核16线

程16G+16G内存

1图形工作站台3

1TSSDRTX3060Ti

8G双27寸显示器

2U盘128G个4

中望3D教育2023、

3CAD软件中望机械CAD教育套3

版2023、Inventor2023

GeomagicDesignX64

4逆向软件套3

2016

5游标数显卡尺（0-150mm）个3

中性笔、马克笔、铅笔

相关文具套

6铅笔刀、橡皮等3

7秒表个3

8口哨个1

9信封个100

10档案袋340*240*40*55mm个100

4、选手自备的设备和工具

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选手需要自行携带手工绘图工具和符合以下要求的测量工具（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），赛场不为选手提

供工卡量具。

序号名称

钢尺(0-300mm)

1

游标数显卡尺（0-150mm）

2

半径规(0.4到25mm)

3

米制螺纹规(0.35到6mm)

4

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第四届全省职业技能大赛技术文件

螺纹塞规（M3—M10）

5

中心可偏移数显游标卡尺（10—150mm）

6

普通斜卡尺

7

粗糙度比较样块（Ra12.5-0.05）

8

数显深度卡尺（0-150mm量程），最小单位0.01

9

15

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5、禁止自带使的设备、工具和材料

序号设备名称

1U盘等存储设备、含存储介质的电子设备及拍照设备

2超标量具

3技术资料、笔记本及多余纸张

4私自打印的图纸

5危险化学品

五、健康、安全和环保要求

（一）安全要求

1、选手参赛前应接受过系统的职业安全教育。

2、赛前裁判长宣读竞赛规则、安全注意事项。

3、裁判、技术人员、选手应严格遵守设备安全操作规程。

4、竞赛过程中，技术支持人员有责任对选手使用的设备安全进行监护，

发现问题及时制止，避免发生设备损坏。

（二）赛场要求

1、赛场内除裁判、技术人员、参赛选手、工作人员外，其余人员不得

进入赛场。

2、竞赛相关人员进入规定线路和区域，必须保持场地秩序。

3、交通路线、走廊、楼梯、紧急疏散通道必须保持畅通无障碍，灭火

器等消防救生设备齐全有效。

（三）绿色环保要求

1、竞赛相关人员，要注意保持环境整洁卫生，垃圾集中存放。

2、每场竞赛结束后，选手要做到工完场清，赛场保洁人员要保障赛场

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第四届全省职业技能大赛技术文件

整体的环境卫生，体现安全、整洁、有序，赛场所有废弃物应有效分类并

处理，尽可能回收利用。

3、赛场严格遵守我国环境保护法。

（四）疫情防控

本项目统一执行国家及本次大赛疫情防控的相关规定。各参赛队及各

类相关人员须遵照执行。

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附件：样题

模块A：机械设计挑战

时间：2.5小时（150分钟）

提供资料：

这个测试项目包含以下文档、文件：

1．试题一份；

2．打印图纸X张；

3．装配件、标准件若干；

任务描述：

某产品建模、创新设计与3D打印

工作任务：

任务一：三维建模

根据给定的产品图纸信息，并使用赛场提供的CAD软件进行建模。

任务二：创新设计与3D打印

根据产品零件图纸信息，使用赛场提供的CAD软件，创新设计XXX

部件并进行3D打印，要求时尚、美观、大方，同时设计合理，兼具实用

性。

任务三：模型装配与图纸绘制

完成产品三维模型装配（包含创新设计零部件），绘制产品整体装配

图纸及创新设计零部件工程图（图纸幅面、视图选择、标题栏及图样比例

自定义，图纸须符合GB或ISO标准）。

任务四：动画和渲染图片

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1．根据赛题要求，生成产品工作原理动画（分辨率1280×720，视频

时长不超过20秒，保存为AVI格式）；

2．根据赛题要求，生成产品整体渲染图（分辨率1280×720，保存为

PNG格式）；

提交的文件:

1．全部数据均存放在D盘根目录个人文件夹内。

2．所有图纸均打印并提交。

3．每名选手有两次打印图纸机会，图纸标题栏一定要有工位号和名字，

正式提交的图纸要需要签名。

评分表:

模块内容分数

A1三维建模及设计12.5

A2工程图12.5

A3动画与渲染3.5

A43D打印6.5

总分35

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第四届全省职业技能大赛技术文件

模块B：装配建模与详细工程图

时间：2.5小时（150分钟）

提供资料：

这个测试项目包含以下文档、文件：

1．试题一份；

2．打印图纸X张；

3．提供的模型数据位于文件夹：/提供数据。

工作任务：

查看打印的图纸和提供的模型，创建XXX的X个零件模型，根据装

配示意图和BOM表完成总装，创建X张工程图，对XXX进行渲染并

制作动画。

零件建模和装配

1．参考XXX零件工程图，完成XXX零件模型创建；

2．根据XXX装配示意图和BOM表，完成总装，存储为XXX-00.asm；

3．缺失的标准件从资源中心调用。

生成工程图

1．在第1张图纸上，创建名为XXX的装配工程图：

（1）创建XXX装配工程图；

（2）合理选择视图，清晰展示装配关系，添加整体尺寸、外部安装尺

寸及其他必要尺寸与标注；

（3）添加BOM表，参照提供的装配示意图；

（4）添加一个带边着色等轴测视图；

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第四届全省职业技能大赛技术文件

2．在第2张图纸上，创建