河南省第二届职业技能大赛CAD机械设计（世赛）项目技术工作文件

河南省第二届职业技能大赛

CAD机械设计（世赛）项目技术工作文件

河南省第二届职业技能大赛组织委员会

技术工作组

2023年1月

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.....................................5

（一）试题.........................................5

（二）比赛时间与分值分配..........................10

（三）评判标准....................................10

三、竞赛细则..........................................12

（一）赛程安排....................................12

（二）参赛选手....................................13

（三）裁判人员....................................13

（四）裁判员分工、评分及成绩处理..................14

（五）问题或争议处理..............................14

（六）工作流程及要求..............................15

四、竞赛场地、设施设备等安排..........................16

（一）赛场规格要求................................16

（二）场地布局示意图..............................17

（三）基础设施清单................................17

五、安全健康要求......................................20

（一）赛场通道....................................20

（二）赛场医药配备................................21

（三）绿色环保.....................................21

附件：样题............................................21

1

一、技术描述

（一）项目概要

机械工程CAD（MechanicalEngineeringCAD）是指制造业工

程技术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；使用

三维扫描仪结合手工测绘工具创建逆向工程模型；提交含有三维打

印件的产品设计原型，并验证预定的功能；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。

（二）基本知识与能力要求

本项目对选手理论知识、工作能力的要求以及各项要求的权重

比例见下表。

权重比

相关要求

例%

1工作组织和管理

计算机辅助设计的不同目的和用途；

目前国际公认的标准（ISO）和行业使用并认可的标准；

使用显示系统及健康与安全防范措施；

数学、物理和几何的相关理论及应用；

技术术语及符号；

基本知识

向潜在客户准确及清晰地展示设计理念的重要性；

10

同事、客户及其他相关专业人士之间有效沟通及人际交

往技巧的重要性；

保持新兴技术相关知识及技能的重要性；

针对技术及设计难题和挑战提供具创新性和创造性解

决方案的重要性。

坚持使用国际标准（ISO）和现行行业标准；

工作能力应用并推广健康与安全条例及其最佳实践操作；

将数学、物理和几何知识应用到CAD项目中；

2

访问和选择机械标准件库和符号库；

提交的CAD图纸应正确使用各种技术术语和符号；

针对潜在的用户，在设计演示的过程中使用高清晰度的

CAD图形图像；

利用CAD工具展示与同事，客户和其他相关专业人员间

有效的沟通和交流技巧；

对客户和其他专业人士介绍计算机辅助设计（CAD）软

件的应用技能；

面对不断更新的技术和应用，在实际工作中不断增长新

知识和技能；

面向技术和设计上的问题和挑战，能够提出创造性的技

术解决方案；

利用CAD软件的产品可视化技术，准确满足用户需求。

2材料、软件和硬件

计算机的操作系统，能够正确地使用和管理计算机文件

和软件的系统；

在计算机辅助设计过程中所用的外围设备；

CAD软件的特定专业性技术操作；

不同行业背景的产品范围、类型和应用知识，有效地支

持和促进计算机辅助技术的应用；

基本知识

面向工艺及装配过程的设计；

面向增材制造的设计；

CAD软件的局限性；

三维打印数据格式和打印精度；

绘图仪和打印机的使用；

5

三维打印机和三维扫描仪的工作原理。

启动CAD设备并激活相关的建模软件；

设置和检查外围设备，如键盘，鼠标，3D鼠标，绘图仪

和打印机；

使用计算机操作系统和专业软件熟练创建、管理并存储

文件；

工作能力从软件界面的菜单或图标工具条上，选择正确的绘图命

令；

使用各种工具和CAD软件交互，例如鼠标或数字化绘图

板、三维扫描设备；

熟练操作使用三维打印机和三维扫描仪；

熟练使用各种工具完成三维打印件的后处理；使用绘图

仪和图纸打印机，打印并输出图纸；

3

能够利用比赛指定的器材或工具完成设计作品（如三维

打印件）组装测试或功能演示。

3三维建模

软件的环境参数配置以便对软件进行参数设置；

熟悉计算机操作系统，以便使用和管理计算机上的文件

和软件；

基本知识

理解机械系统及其功能；

理解工程图纸的画法要求和图纸标准；

理解钢结构、模具、线缆和管道零部件的装配方式。

零部件建模，优化零件的实体形状；

创建参数化零部件族；

确定材料特性（材料、密度等）；30

为零件设置外观颜色和材质；

生成实体结构、桁架结构、线缆系统、管道系统等装配

体模型；

工作能力从给定数据构建装配体（包括子装配体）；

实体模型、曲面模型和网格体STL模型的混合设计；

自顶向下的设计，根据装配设计建立基本零件；

针对缺失的图纸尺寸，能推算准确值或估算近似值；

按照要求，把已经建好模型的零件装配到装配体中；

利用贴图、凸雕命令完成模型图像特征显示，比如粘贴

徽标logo一类图像。

4生成渲染图片及展示动画

在CAD环境中设置灯光、场景、阴影、材质等，生成高

质量的渲染图像；

基本知识

使用视频或静态图像展示产品及其运动过程；

面向工业设计的美学。

存储并标记图像以备将来查找使用；

理解模型资源信息并准确地用于计算机生成的图像；10

应用图纸资源提供的材料属性；

创建零部件和装配体渲染图像；

工作能力调整颜色、纹理、背景和相机拍摄的角度，以突出关键

图像；

调整镜头设定用最佳角度展示设计项目；

打印用于设计表达的图像；

创建动画，展示不同零件的运动或装配关系。

4

5实体模型的逆向设计

零件加工涉及的材料和加工工艺：如铸造、锻造、焊接、

机械加工、仿真；

基本知识一个实物零件转换为三维模型，然后再生成工程图纸的

过程；

手工和自动测量工具的使用方法。15

使用符合规范的测量仪器测定实体模型的尺寸；

创建手绘草图；

工作能力利用测量工具以生成准确的复制品；

对模型进行三维扫描获取产品表面几何数据；

三维标注及PMI技术。

6工程制图和测量

基于ISO标准的带有书面说明的工程图

符合ISO标准要求的基本尺寸和公差，表面质量及技术

说明；

基本知识

说明书，表格，标准和产品目录列表的使用；

机械加工、焊接工艺、桁架结构、表面处理、线缆系统、

管道系统的成图要求和规范。

30

生成基于ISO/GB标准的详细的工程图；

运用ISO/GB标准来实现图纸的工程标注；

为工程标注和图纸格式建立模板文件；

工作能力使用设计手册、软件设计助手、标准产品目录来进行设

计；

创建多种二维表达工程图纸，包括标准视图、爆炸视图

等轴测视图、着色视图等；

使用图纸或模型信息来表达设计意图。

合计100

二、试题与评判标准

（一）试题

1.试题结构

竞赛题目包含4个独立模块。

在不同模块内所测试的技能涵盖：

5

●钣金零件；

●结构件及其装配体；

●焊接件及其装配体；

●机械零件及其装配体；

●详细工程图；

●装配模拟、机构运动仿真动画和图片渲染；

●基于实物模型进行逆向工程；

●实现产品的优化设计以满足设计要求；

●三维打印；

●三维布管布线；

●三维扫描。

上述技能的组合允许出现在每个模块中，但在每个模块中，必

须对不同的内容进行测试。

四个模块，涵盖以下列出部分

MA（3小时）——机械设计挑战：

提供数据：

●零件或装配件（三维模型）；

●设计变更要用到的技术说明；

●设计概要

●所有必要的附加信息。

要完成的工作：

●基于给定数据生成具有特定功能装配体；

6

●完成设计变更；

●AutodeskInventor设计加速器生成零件和装配体；

●生成设计变更后的装配图；

●生成爆炸图；

●用Inventorstudio模块生成模拟仿真动画或渲染图像；

预期结果：

●修改后的文件（含零部件和装配体）；

●设计变更后的零件图和装配图；

●生成规定格式的三维动画，显示设计变更后的完整拆卸及/或

装配顺序及实体模拟仿真动画；

●设计变更后的渲染图片，最大可达A3图纸大小；

●专用BOM表；

●测试并展示三维打印件的性能和功能。

MB（3个小时）——机械制造

提供数据：

●零部件工程图；

●零部件三维模型；

●专用BOM表；

●所有必要的附加信息。

要完成的工作：

●生成钣金零件及其装配体；

●用Inventor结构件生成器生成桁架结构及其装配体；

7

●为零件和装配体添加焊接工艺；

●为零件和装配体添加螺栓连接；

●生成钣金、桁架和焊接件制造工程图；

●生成规定格式的三维动画，显示完整的拆卸及/或装配顺序；

预期结果：

●零件和装配体文件；

●装配图；

●制造用详细工程图；

●专业术语。

MC（3小时）——装配建模与工程图：

提供数据：

●零件和装配工程图；

●零件和装配体三维模型；

●专用BOM；

●所有必要的附加信息。

要完成的工作：

●根据详细工程图生成零部件模型；

●生成装配体模型；

●生成制造用的详细工程图；

●从Inventor资源中心中获取零部件。

预期结果：

●零件和装配体文件；

8

●产品装配图；

●制造用详细工程图；

●专用BOM表；

●产品爆炸视图；

●生成规定格式的三维动画，展示产品模拟仿真。

MD（3小时）——逆向工程

提供数据：

●实物零件或部件；

●零件和装配体文件；

●所有必要的附加信息。

要完成的工作：

●从实物模型获取尺寸以生成三维模型和图纸；

●使用附录工具清单里的测量仪器生成详细工程图。

●禁止使用带有图形缩放或形状记忆功能的系统（照片，延展

性腻子，印台等）；

●选手可以在白纸上绘制草图，作为生成三维零件或装配体模

型的基础；

●实物模型供选手使用1.5个小时后收回，然后选手根据草图和

之前收集的信息继续完成任务；

●整个比赛期间内都允许使用电脑。

预期结果：

●零件或装配体三维模型；

9

●三维标注；

●零件或装配体的工程图；

●渲染图片。

（二）比赛时间与分值分配

分数

模块

模块名称竞赛时间

编号

评价分测量分合计

A机械设计挑战3小时22325

B机械制造3小时12425

C装配建模与工程图3小时12425

D逆向工程3小时12425

总计12小时595100

（三）评判标准

1.评价分（主观）

评价分（Judgement）打分方式：4人组成一个评分小组，1人记

录，3名裁判各自单独评分（根据裁判实际人数，由裁判专家组合理

分配评分小组人数），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

切理由并在裁判长的监督下进行调分。

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

10

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

1分产品要素完成，图像清晰，展示了题目要求的计算机渲染效果

2分图像清晰且具有美学效果，整个图像展示出计算机渲染的效果

3分具有非常完美的视觉效果，图像的渲染效能达到计算机性能的极限

2.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4人，由3名裁判共同打分1人负责记录（根据裁判实际人数，由

裁判专家组合理分配评分小组人数）。如有争议时每个模块的所有

裁判一起商议，在裁判专家组的指导下，再对该选手在该项中的实

际得分达成一致后最终只能给出一个分值。

测量分评分准则样例：

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

满分或零分0.5分，选手得分只有两种可能，要0.50.50.2

么满分要么零分

某装配体BOM表共10个零件，最大

从满分中扣除分1分，缺一个扣0.2分，选手缺10.60.4

少2个零件

某动画播放要求显示旋转一周，外壳

透明看见齿轮，看见齿轮和活塞同步

从零分开始加0.60.40.2

运动。最大分是0.6分，选手的动

画仅看见前两项

11

3.统分方法

经各组参与裁判员签字确认和裁判长或裁判长助理审核的评判

结果交由工作人员录入系统。四个模块的总和即为选手的最终竞赛

成绩。

4．成绩并列

当选手成绩相同时，以A模块的成绩高低区分名次先后，如果A

模块的成绩相同，以B模块的成绩高低区分名次先后，以此类推，依

次依照A、B、C、D模块的成绩高低区分名次先后。

三、竞赛细则

（一）赛程安排

本项目比赛时间3天，每位选手比赛总时长12个小时。

日期时间工作内容参与人员

参赛选手、裁判员报到，参赛选手、裁判员、裁判长、

C-2全天裁判员培训、参赛选手熟裁判长助理、场地主任、技

悉场地术支持人员

裁判员培训、参赛选手熟参赛选手、裁判员、裁判长、

C-1全天悉设施设备场地、验收封裁判长助理、场地主任、技

存设施设备场地术支持人员

选手检录、抽工位号入场

比赛准备参赛选手、裁判组、场地主

任、技术支持人员监督仲裁

C1全天A模块竞赛组

A模块评分

午餐后勤保障组

选手检录、抽工位号入场

比赛准备参赛选手、裁判组、场地主

任、技术支持人员监督仲裁

B模块竞赛

C2全天组

B模块评分

选手检录、抽工位号入场参赛选手、裁判组、场地主

任、技术支持人员监督仲裁

比赛准备

组

12

C模块竞赛

C模块评分

午餐后勤保障组

选手检录、抽工位号入场

参赛选手、裁判组、场地主

比赛准备任、技术支持人员监督仲裁

C3全天D模块竞赛组

D模块评分

午餐后勤保障组

此时间和模块仅作参考，最终以实际竞赛为准。

（二）参赛选手

凡2002年1月1日以后出生,具有河南省户籍或在豫工作学习满1

年以上的人员,可按属地原则报名参赛。已获得“中华技能大奖”“全

国技术能手”的人员不以选手身份参赛。

（三）裁判人员

包括各项目裁判组全体成员。

1.裁判长

裁判长由省组委会技术工作组遴选确定。秉承公平公正原则做

好相应沟通协调、落实竞赛各项技术工作、不参与参赛选手评判工

作。

做好本项目裁判员（含裁判长助理）的赛前培训和本项目赛前

技术交流，组织本项目开展赛后技术总结和技术点评。

2.裁判长助理

协助裁判长做好各项竞赛组织实施工作、不参与参赛选手评判

工作。

3.裁判员

13

裁判员由各代表队择优推荐，每个参赛项目限推荐1名裁判员。

经省组委会技术工作组审核确定后承担裁判员执裁工作。全部裁判

工作均采取回避制度，裁判员不对来自同一参赛队的选手进行评判。

如裁判员人数不能满足工作需要，由项目裁判长在赛前提出增

加裁判员人选申请，由省组委会技术工作组遴选确定后增补。

服从裁判长工作安排，认真做好本职工作；熟练掌握竞赛技术

规则，参加赛前培训和技术讨论；对有争议的问题提出客观、公正、

合理的意见和建议；公平公正执裁，不徇私舞弊；坚守岗位，严格

遵守执裁时间安排，保证执裁工作正常进行。

4.工作人员

包括技术支持人员、录分员及赛务保障人员等。按照大赛统一

要求，在裁判长领导下做好相应的竞赛保障工作。

（四）裁判员分工、评分及成绩处理

1.裁判长根据赛程安排将裁判员分为两组，对模块A/C和模块

B/D执裁和评分，为避免评分标准不同每一个模块由同一组裁判进行

评分；

2.每个模块评分结束后，裁判员对所评参赛选手的评判结果签

字确认；

（五）问题或争议处理

对竞赛期间出现的问题或争议按以下程序解决：

1.竞赛项目内解决。参赛选手、裁判员发现竞赛过程中存在问

题或争议，应向项目裁判长反映。项目裁判长依据相关规定处理或

14

组织比赛现场裁判员研究解决。处理意见需比赛现场全体裁判员表

决的，须获全体裁判员半数以上通过。最终处理意见应及时告知意

见反映人，并填写《河南省第二届职业技能大赛问题或争议处理记

录表》（以下简称《争议处理记录表》。

2.监督仲裁组解决。对项目内处理结果有异议的，在规定时间

内，各参赛队领队可向监督仲裁组出具署名的书面反映材料并举证。

（六）工作流程及要求

1.每位选手可以携带纸质资料和机械设计手册进入赛场，禁止

选手携带任何数码产品（手机、U盘、移动硬盘、数码相机、内存卡

等）进入赛场；

2.比赛前每位选手要在经过抽签获取的工位上试机并确认软

件、硬件能正常使用以完成比赛任务；

3.选手务必携带绘图尺规和指定的测量工具参赛；

4.每位选手每个模块的每张图纸各有两次打印机会，第1次打印

通常在模块结束前20分钟左右，在核对图纸并修正后，可以进行第2

次打印。如果选手愿意，第2次打印可以在比赛结束后进行，正式提

交的图纸须本人签字确认；

5.选手因软件宕机或发生其他技术故障等异常情况，导致竞赛

中断，请及时举手示意，经当值裁判确认情况，解决异常情况后能

继续完成竞赛，处理异常状况的时间给予补偿，在比赛结束时，选

手可以继续顺延比赛至补时结束；

6.参赛选手在试机和比赛期间不得随意走动，不得相互讨论，

15

不得与其代表队裁判单独接触；

7.参赛选手必须按照报名项目参赛，不得无故缺席。开赛15分

钟后，迟到者取消比赛资格；

8.严格遵守安全操作规程，正确使用各类工具和仪器；

9.技能竞赛中出现的问题由当值裁判裁定并记录，如有异议，

交由裁判专家组最后裁定；

10.赛场仅允许选手、裁判组成员、工作人员进入，其他人一律

禁止进入赛场；当值裁判员负责规定的执裁区域，未经允许不得进

入选手操作区域；

11.注意公共卫生，保持赛场清洁，垃圾杂物按指定位置放置；

12.自觉服从管理，注意赛场安全；

13.参赛选手必须按竞赛时间安排按时参加并按规定完成赛前

试机。正式比赛日请于开赛前30分钟准时到达赛场，并按指定工位

号参加竞赛。竞赛开始铃响方可开始答题，竞赛结束铃响即停止答

题；

14.比赛结束时间一到，所有选手（补时除外）必须保存数据并

停止一切软件操作行为（如果渲染或动画没有结束必须强制停止运

行程序），没有打印第2张图纸的可以在裁判的监控下继续打印图纸；

15.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

帮助。

四、竞赛场地、设施设备等安排

（一）赛场规格要求

16

CAD机械设计项目场地总面积为158㎡，总长度为17.2m，总宽度

为9.2m，共有40个工位，每个工位占地为1.6m×1.5m=2.4㎡，场地

分为选手工作区、会议区、打印区、裁判区四个区域。

（二）场地布局示意图

注：上图仅供参考，最终图纸按实际赛场布局为准。

（三）基础设施清单

1．CAD机械设计项目赛场提供设施、设备清单

序号名称数量技术规格

1套/选AutodeskInventor2023；

1CAD设计软件

手AdobeReader，视频播放器

Inteli7处理器，内存16G，硬盘500GB，独立

图形工作站，预装1台/选显卡内存为4G，显示器为23.5英寸，Win10系

2

Office手统（建议以上配置，或根据承办方实际情况提

供，以不影响比赛为准）

3专家用PC机4台同上

17

8GB内存、Inteli5处理器、硬盘256GBSSD、

4录分员用PC机1台尺寸大于23.5英寸单屏（建议以上配置，或根

据承办方实际情况提供，以不影响比赛为准）

EinstartX-Max机器打印尺寸300*250*300mm，

先临三维

打印机具备断电续打功能和WIFI连接发送模

EinstartX-Max0.5台/

5型并打印，打印机具有加热底板结构，打印机

桌面三维打印机（含选手

是单喷头，喷嘴直径0.4mm,打印机可以使用

配套软件）

PLA、ABS等材料，打印机附带匹配的切片软件

扫描模式：手持精细扫描，手持快速扫描，固

定式全自动扫描，固定式自由扫描；尺寸精度：

手持精细扫描模式：±0.1mm，各方向误差≤

0.3mm/m；手持快速扫描模式：±0.3mm，方向

先临三维

0.5套/误差≤0.3mm/m；固定扫描模式：单幅扫描精度

6EinScanProEP三维扫

选手为0.02mm；扫描速度：手持精细扫描模式：≥

描仪（含配套软件）

1,100,000点/秒；手持快速扫描模式：≥

1,500,000点/秒；固定扫描模式：单幅扫描时

间＜0.5s；须自带点云自动处理和封装生成STL

的扫描软件。

7彩色激光打印机2台A3、A4彩色

1卷/选

8三维打印机耗材PLA

手

机械设计挑战模块配1套/选

9外购或委托加工

套元器件手

逆向工程手工、自动1套/选

10外购或委托加工

测量用实物零件手

11打印纸不限A4,A3

1个/选

12U盘64G

手

2．CAD机械设计项目选手自带工具、材料清单表

序号名称数量技术规格

数字卡尺

11把/选手0—200mm

18

数字偏置中心距卡尺

21把/选手10—160mm

31把/选手

通用量角器

半径规

1套/选手

40.4—25mm

外公制螺纹规

51套/选手0.35—6mm

螺纹塞规

61套/选手M2—M12

19

金属直尺

71把/选手0—300mm

数显深度卡尺测量仪

81把/选手0—150mm

粗糙度对比块

91套/选手

禁止选手携带任何信息存储介质（手机、U盘、移动硬盘、数码

相机、内存卡等）进入赛场，比赛全程不准携带任何纸质资料及文

档出赛场。

五、安全健康要求

本项目主要使用计算机、三维扫描、三维打印设备，现场不含

易燃易爆物品，参赛选手无需穿戴特殊防护用品。

（一）赛场通道

赛场保留安全通道，工作人员单向流动，现场应配备灭火设备，

赛场应具备良好的通风、照明和操作空间的条件。做好竞赛安全、

20

健康和公共卫生及突发事件预防与应急处理等工作。

（二）赛场医药配备

赛场必须配备医护人员和必需的药品。

（三）绿色环保

比赛将尽量减少纸质打印图纸数量，多使用电子图纸PDF文件来

进行评分或出图，并尽量减少3D打印支撑材料的使用，条件许可建

议使用水溶性的支撑材料来进行3D打印作业。图纸和打印材料回收。

附件：样题

21

附件：

河南省第二届职业技能大赛

CAD机械设计（世赛）项目样题

模块A

模块A：机械设计挑战

ModuleA：MechanicalDesign

Challenge

WSC2023_CAD_MD_CNHN

2023年1月

22

时间：3小时（180分钟）

内容：

本测试项目包含以下文档、文件:

1.试题打印件一份；

2.打印图纸(A3×3）；

3.提供的数据:U\MA提供数据

项目与任务描述：

本项目包含两个设计项目。你需要为项目一设计由两个零件装

配而成的夹扣，为项目二的弯管机设计弯管机构。

项目一：

阅读设计概要，观察和测量提供的铝管和螺栓螺母，设计一个由两

个零件装配而成的夹扣，3D打印这两个零件并装配。

1.根据给定的设计要求，测量需要的尺寸，完成夹扣的设计和建模；

2.将夹扣模型生成3D打印件。

a)3D打印件两个配合的零件，在装配后能实现要求的功能。

b)生成STL文件，用3D打印机的切片软件完成打印设置。材料为

PLA，自行设置打印参数，打印时间不超过3小时。

c)两个零件一起打印，只能打印一次，打印时间不在比赛时间

内，比赛结束后由技术工程师完成3D打印；

d)两个零件的装配模型、STL文件、打印文件的命名方式为

“MA-P1-xx”，其中“xx”为选手的工位号。

3.完成工程图，图纸大小和比例自定：

a)生成夹扣的装配图，包含一个着色等轴测图，清晰展示两个

23

零件的特征和装配结构；

b)参考设计概要的视图，只需标注最大外形尺寸和长度尺寸；

添加序号和明细表，包含4列，序号、零件代号、数量和体积

（精确到0.0，单位cm^3）。

项目二：

公司需要批量加工一批具有3种不同折弯半径的管件，为减少

换模次数，你需要设计3套弯管模具及其安装部件，使其可安装在

CNC数控自动弯管机上，满足对3层不同折弯半径的弯管进行折弯

的需求。

查看设计概要、提供的模型，完成零部件的设计，生成工程图

和工作原理动画。

零件建模和装配

设计3个型号的弯管模、轮模、夹紧模、导模、防皱模及与其配合

的零部件：

1.对于弯管模子装配：

根据提供的信息，完成3个不同折弯半径的弯管模零件的设计；

设计时应考虑零件的通用性，弯管模的最大折弯角度不小于180

︒，不同折弯半径的弯管模及其相关配件可更换安装到3层中的

任一位置；文件命名为“弯管模-D110Rxxx”，其中xxx为折弯

半径；

设计零件“轮模-D110”；

完成弯管模子装配，3个子装配使用相同的轮模零件；分别保存

为“弯管模-D110Rxxx”，其中xxx为折弯半径；

24

2.对于夹紧模子装配65000：

设计3个规格的夹紧模零件，保存为“夹紧模-D110Rxxx”，其

中xxx为折弯半径；

根据装配要求，完成夹紧模安装板零件65002的设计；

根据BOM表，完成夹紧模子装配的设计并保存为65000；

3.对于导模子装配：

设计3个导模零件，分别保存为“导模-D110Rxxx”，其中xxx

为折弯半径；

打开子装配51850-S，将3个导模零件装配到此部件中，完成装

配并保存；

4.对于防皱模：

设计3个不同规格的防皱模，分别保存为“防皱模-D110Rxxx”，

其中xxx为折弯半径；

5.打开总装配“CNCBendingMachine”将设计的弯管模具及其

安装部件，装配到CNC数控弯管机，添加必要的紧固件。将连杆

子装配51960根据安装的弯管模具调整装配到合适的位置。

备注：

合模锁紧管件的过程中，各模具零件中可能刮伤管件表面的锐

边，需加2mm的圆角；

合模锁紧管件的模具中，沿合模方向移动的模具零件，其合模

面与另一零件的合模面有2mm的配合间隙（见弯管原理示意

25

图）；

生成工程图

1.在第一张图纸上，图纸大小和比例自定，创建弯管模的工程

图：

生成零件“弯管模-D110R150”的详细工程图；另外两个零件

“弯管模-D110R175/200”不需单独出工程图，结构相同数值

不同的尺寸，以字母的形式标注在零件“弯管模-D110R150”的

工程图上（如D、L、H），旁边列尺寸参数表，标注不同零件

中字母标示的尺寸的实际值；

生成子装配“弯管模-D110R200”的工程图，含一个剖视图，表

达弯管模和夹紧模的关系；

放置3个不同规格的弯管模子装配的着色、等轴测视图，能看

清装配结构；

2.在第二张图纸上，图纸大小和比例自定，创建65000的装配

工程图：

生成零件“夹紧模-D110R175”的详细工程图，标注完整尺寸；

生成子装配65000的装配工程图；包含5个正投影视图展示子

装配体；

生成子装配65000的不着色、等轴测爆炸视图，在此视图添加

引出序号和明细栏，包含3列，序号、零件代号和数量；

3.在第三张图纸上，图纸大小和比例自定，生成两个零件的详

细工程图：

26

导模-D110R200；

防皱模-D110R150；

4.在第四张图纸上，A2，生成总装配的工程图：

总装配为弯管模闭合，管件被固定，但未折弯的状态；

生成3个正投影视图，比例1:25；1个着色、等轴测视图；

在设计概要中标示的两个位置，生成两个总装配的剖视图，局

部即可，清楚表达弯管模具及其安装部件的装配情况，比例

1:15；

不需添加引出序号和明细栏，不需标注尺寸。

备注：

工程图尺寸精确到小数点后两位（0.00）；

工程图标注符合ISO或GB标准；

生成工作原理动画

参考设计概要中的弯管原理，生成CNC数控弯管机的工作原理

动画，要求：

不超过40秒，AVI格式，分辨率1024×768；

相机旋转一周，等轴测展示完整总装配；

调整管件到待加工位置（管件自行创建）；

弯管机构依次运动，完成弯管；调整相机镜头，展示弯管过

程相关机构动作；

27

依次展示3个不同半径的弯管动作。

提交的文件：

（1）全部数据均存放在个人文件夹内（文件夹命名：A1-机位

号，如“A1-05”）。

（2）所有图纸均打印为A3图纸并提交（5张）；

注意：

图纸标题栏不能有选手名字（中文），要注明A1-机位号；

每张图纸有两次打印机会，大约在比赛结束前20分钟裁判会提

醒图纸打印，如果比赛时间内选手仅打印了1次或未打印，则在比

赛结束后还可以打印一次（但不能做任何图文上的修改）；

选手选择最好的一张图纸上交，正式提交的图纸要有自己的亲

笔签字，签A1-机位号。

评分标准：

分类内容分数

A1设计概要完成9

A2零件工程图9.5

A3装配工程图2

A4动画4.5

总分：25

28

河南省第二届职业技能大赛

CAD机械设计（世赛）项目样题

模块B

模块B:机械制造

ModuleB：MechanicalFabrication

WSC2023_CAD_MD_CNHN

2023年1月

29

时间:3小时(180分钟)

内容:

这个测试项目包含以下文档、文件：

1.试题（打印）一份；

2.打印图纸（A3×4张）；

3.提供的数据:U\MB提供数据

项目与任务描述:

本项目为一个挖掘机的机械臂，通过3个液压缸驱动，2个

机械臂和挖斗完成挖掘的动作。你需要设计此机器的桁架、钣金零

件,完成总装配设计，生成桁架和钣金的工程图和装配图，并创建

装配模拟动画。

（一）零件建模和装配

1.根据提供的图纸和模型，创建液压缸的零件模型和装配。

液压缸有3个规格，分别是行程为100,150,200(单位：mm)的三

个型号。完成液压缸的系列化设计；

a)使用iPart功能对液压缸中的系列化零件进行创建：

iPart（300-020-04.ipt,300-010-05.ipt,300-020-05.ipt），三

个规格的零件信息请参考图纸中提供的信息，其中，缸体零件

300-020-04.ipt的长度，根据液压缸行程和与其配合的零部件的

参数进行计算；

b)使用iAssembly功能，完成液压缸部件300的设计，每

个规格对应的零件代号分别为300-100,300-150,300-200，保存为

300.iam；

c)各零部件的文件命名、零件代号，请参考下面的300-150

的明细表；（后面零部件的命名相同要求）

300.IAMPARTLIST(300-150)

序号数量零件代号序号数量零件代号

11300020-01

22300020-02

31300020-03

41300020-04-100

51300-010-05-100112ISO3601-1-C0425G

30

64300-020-05-100

2.完成部件400的设计；

使用FrameGenerator完成桁架400-100的设计；

完成部件400的装配；

3.完成部件100的设计；

根据提供的图纸，完成钣金零件100-001,100-002,100-003

的设计；

完成部件100的装配；

4.完成部件200的设计；

根据提供的图纸，完成钣金零件200-001,200-002的设计；

完成部件200的装配；

5.完成总装配，保存为EXCAVATORARMASSEMBLY.IAM；

6.各零部件的文件命名、零件代号、描述，请参考下面的明

细表；（后面零部件的命名相同要求）

EXCAVATORARMPARTLIST

序号数量零件代号描述

11400SUPPORTBASE

21100MAINARM

31200SWINGARM

4？ISO4161-M12Hexagonnutswithflange-coarsethread

5？500-101BUCKET

6？500-102SHAFT-100

7？500-103SHAFT-202

8？500-104SHAFT-300

91300-100ACTUATOR-100

101300-150ACTUATOR-150

111300-200ACTUATOR-200

（二）生成工程图

1.在第一张A3图纸上，创建规格为300-150的液压缸部件的

装配图（图纸1，A3），要求有行程位置表达，标注缸体零件

300-020-04-150的长度和其他装配尺寸；

在该图纸上放置300-150的表达视图(爆炸图)，着色显示，

并标注零件序号和明细栏；明细栏中包含序号、零件代号(名称)、

31

数量和材料；

2.在第二张A3图纸上，创建400-100的装配工程图：

清楚表达装配关系和型材的末端处理（局部放大视图）；进行

焊接工艺标注（仅图示要求部分）；明细栏中要有型材的数量和总

长度；

3.在第三张图纸上，A3，比例自定，创建零件100-002的工

程图（图纸3，A3），包含折叠模型和展开模型，完成尺寸标注（展

开模型仅展开外形尺寸和折弯工艺）；

4.在第四张图纸上，A3，比例自定，创建100的装配工程图

并进行标注；按图纸中的要求进行焊接标注；明细栏要求有序号、

零件代号、数量、材料、质量；

5.在第五张图纸上，A3，创建零件200-001的工程图，包含

折叠模型和展开模型，完成尺寸标注（展开模型仅展开外形尺寸和

折弯工艺）；

6.在第六张图纸上，A3，生成200的装配工程图并进行标注；

按图纸中的要求进行焊接标注；

7.在第七张图纸上，A2，生成装配工程图，包含投影视图和着

色轴测图。

（三）生成动画

b)生成渲染图片，保存为“图片1”，JPG格式，分辨率为

1024×800。

6.生成工作原理动画（动画1）。

a)AVI格式，分辨率为1024×768，不超过60秒。

b)前5秒旋转一周观察整体，然后液压缸的缸体零件

300-020-04透明显示（10%）；三个液压缸分别从最小行程到最大

行程逐个展示驱动机械臂和挖斗的动作，然后调整相机，能放大、

清晰的看到300-200中相关结构的运动。最后整个挖掘机做整体

挖掘动作。要求整个动画过程中相机的角度要合适、清晰的表达机

构和工作原理。

提交的文件：

32

（1）全部数据均存放在个人文件夹内（文件夹命名：B2-机位

号，如“B2-06”）。

（2）所有图纸均打印为A3图纸并提交（7张）；

注意：

图纸标题栏不能有选手名字（中文），要注明B2-机位号；

每张图纸有两次打印机会，大约在比赛结束前20分钟裁判会

提醒图纸打印，如果比赛时间内选手仅打印了1次或未打印，则在

比赛结束后还可以打印一次（但不能做任何图文上的修改）；

选手选择最好的一张图纸上交，正式提交的图纸要有自己的亲

笔签字，签B2-机位号。

评分表：

模块内容分数

B1系列化设计4

B2桁架设计3.5

B3钣金设计4.5

B4详细工程图8

B5设计表达5

总分：25

33

河南省第二届职业技能大赛

CAD机械设计（世赛）项目样题

模块C

模块C：装配建模与工程图

ModuleC：MechanicalAssemblies&

DetailDrawings

WSC2023_CAD_MD_CNHN

2023年1月

34

时间：3小时（180分钟)

内容：

本测试项目包含以下文档、文件：

1.试题打印件一份；

2.打印图纸（A3×8)；

3.提供的数据：U\MC提供数据

项目与任务描述：

完成一种“Motorradial（星型发动机）”的设计建模工作。

根据试题提供的BOM表格信息、零件图纸和step模型，完成一个

由压缩空气驱动的7缸星型发动机（提示：7个气缸呈圆形阵列均

匀分布）数字化建模设计，要求完成下列工作任务：

1.根据提供的零件打印图纸，完成5个的零件建模设计。

2.根据提供的STL文件，创建1个零件的三维模型﹔

3.打开提供的缸体子装配文件，添加其余的零件，完成子装配；

新建完成轴组件的子装配；

4.根据工程图和明细表信息，使用建模零件和提供的模型，完

成“7缸星型发动机”的总装配建模，对于原有step模型上缺失

的特征信息要添加完整。标准件从资源中心调用；

生成详细工程图

1.在第一张图纸，图纸大小和比例自定，创建工程图：

参考下图样式，为建模的6个零件各放置一个不着色的等轴测

视图﹔在视图下方添加标注：零件代号和体积（单位mm^3，精确

到个位)﹔

35

零件代号：GB-29-05

体积：6433mm^3

2.在第二张图纸，A3，比例6:1，为提供的零件PLANETENRAD

创建详细工程图。

添加完整尺寸标注﹔

根据装配体功能，添加几何形位公差和粗糙度等标注﹔

3.在第三张图纸，A2，比例自定，创建子装配缸体的工程图，

此图只包含以下视图：

子装配的剖视图(可包括局部剖视图)，着色，比例1：1，要

求此视图需清晰展示所有零件的装配关系；在此视图上添加引出序

号；

子装配的着色、等轴测爆炸视图；零件在爆炸视图中的位置需

清晰、与装配位置相符；

添加明细栏，要求如下：4列，包含序号、零件代号、数量、

材料；

4.在第四张图纸，A2，比例自定，创建总装配的工程图。

包含必要的投影视图和辅助视图，表达主要装配结构。

添加必要的标注；

添加引出序号和明细栏，要求如下，3列，序号、零件代号、

数量；