1號卷

2022年甘肅省職業(yè)院校技能大賽

高職組

工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)賽項(xiàng)

電動(dòng)毛球修剪器創(chuàng)新設(shè)計(jì)與試制

(總時(shí)間：12小時(shí))

任

務(wù)

書

二〇二二年三月

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、組別、場次、工位號標(biāo)識，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)書按一人一份分發(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.各參賽選手注意合理安排各階段的競賽任務(wù)，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)，各選手必須停止所有比賽操作。

5.請?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，

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，取消競賽資

格。

8.請參賽選手仔細(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，尊重考評人員，服從安排。

10.賽場發(fā)放兩個(gè)U盤。所有比賽文件分別保存在兩個(gè)U盤的根目

錄及計(jì)算機(jī)D盤根目錄中，第一階段比賽完畢提交一個(gè)U盤，裝入信封

封好，選手和裁判共同簽字確認(rèn)。另一個(gè)U盤放在工具箱中，選手在第

二階段時(shí)使用其中的加工程序進(jìn)行加工及裝配驗(yàn)證。

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)。不得將比賽中作品及文件資料帶出賽場，否則按作弊處理。

一、任務(wù)名稱與時(shí)間

1.任務(wù)名稱：電動(dòng)毛球修剪器設(shè)計(jì)與試制

2.競賽時(shí)間：12小時(shí)（分三場完成）

二、已知條件

本賽項(xiàng)以小家電設(shè)計(jì)的工作流程來設(shè)計(jì)競賽內(nèi)容。主要包括三維數(shù)據(jù)采集、逆向建模、

創(chuàng)新設(shè)計(jì)、CNC編程與加工、3D打印、裝配驗(yàn)證等前沿的知識、技術(shù)技能以及職業(yè)素養(yǎng)等內(nèi)

容，全面檢驗(yàn)學(xué)生工業(yè)設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)能力。

常見的家用電動(dòng)毛球修剪器是由馬達(dá)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)葉上連接著刀片，當(dāng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)

時(shí)，帶動(dòng)刀片快速旋轉(zhuǎn)，從而切下毛球。刀片外有

保護(hù)網(wǎng)，其作用是隔開衣服和刀片，防止刀片接觸

衣物造成破損。保護(hù)網(wǎng)上有許多小孔，在接觸衣物

時(shí)毛球伸進(jìn)網(wǎng)內(nèi)，被刀片直接割斷。被割斷的毛球

從刀片的一側(cè)落入下面的風(fēng)葉上。風(fēng)葉上四塊豎起

的板子在快速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，把刀片切下的毛球推

進(jìn)儲(chǔ)絮倉內(nèi)（如圖1所示的刀頭結(jié)構(gòu)）。

圖1刀頭結(jié)構(gòu)

某型號電動(dòng)毛球修剪器已經(jīng)設(shè)計(jì)并完成了主體部分的實(shí)物制作（如圖2所示，以現(xiàn)場給

定實(shí)物為準(zhǔn)），現(xiàn)要求完成該產(chǎn)品儲(chǔ)絮倉的設(shè)計(jì)與制作。另外，為了在檢測臺上測量刀頭尺

寸，需要設(shè)計(jì)制作一個(gè)檢測支架。

刀頭

刀體

圖2毛球修剪器主體

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第一場：“數(shù)據(jù)采集、建模與創(chuàng)新設(shè)計(jì)

及數(shù)控編程”

(時(shí)間：6小時(shí))

任

務(wù)

書

2/10

三、數(shù)字化設(shè)計(jì)階段任務(wù)、要求、評分要點(diǎn)和提交成果

任務(wù)1實(shí)物三維數(shù)據(jù)采集（10分）

參賽選手對賽場提供的三維掃描裝置進(jìn)行標(biāo)定。利用標(biāo)定成功的掃描儀和附件對毛球修

剪器主體實(shí)物進(jìn)行掃描，獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并對獲得的點(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。考核選手復(fù)雜表面點(diǎn)云準(zhǔn)確獲取能力。

1、標(biāo)定

參賽選手利用賽場提供的三維掃描裝置和標(biāo)定板，根據(jù)三維掃描儀使用要求，進(jìn)行三維

掃描儀標(biāo)定。并確認(rèn)三維掃描儀處于“標(biāo)定成功”狀態(tài)。并將該狀態(tài)截屏保存，格式采用圖

片jpg或bmp文件。

注意：文件名不得出現(xiàn)工位號。

提交：標(biāo)定成功截圖，格式為jpg或bmp文件，文件名為“11bd”。

提交位置：現(xiàn)場給定2個(gè)U盤，將“11bd”保存在U盤中根目錄中各一份，電腦D盤根目

錄下備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。

2、數(shù)據(jù)采集

參賽選手使用自行認(rèn)定“標(biāo)定成功”的三維掃描儀和附件，完成給定的毛球修剪器外殼

表面掃描，并對獲得的點(diǎn)云進(jìn)行取舍，剔除噪點(diǎn)和冗余點(diǎn)。

提交：經(jīng)過去舍后的點(diǎn)云電子文檔，格式為asc文件，文件名命名為“12dy”，及封裝后的電

子文檔stl文件，文件命名為“13sm”。

提交位置：U盤根目錄下各一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。

分值指標(biāo)分配如下：

掃描儀采集單個(gè)特征完整特征過渡：轉(zhuǎn)（圓）角主體整體拼合完

指標(biāo)

系統(tǒng)調(diào)整性、處理效果特征完整性、處理效果整性、處理效果

分值180.50.5

評分標(biāo)準(zhǔn)：將選手提交的掃描數(shù)據(jù)與掃描樣件模型各面進(jìn)行比對，組成面的點(diǎn)基本齊全

（以點(diǎn)足以建立曲面為標(biāo)準(zhǔn)），且與實(shí)物對比不失真。出現(xiàn)掃描不到的區(qū)域，如果與創(chuàng)新設(shè)

計(jì)無關(guān)，不作評分。

注意：（1）標(biāo)志點(diǎn)處不作評分，未掃描到的位置不可以進(jìn)行補(bǔ)缺。

（2）利用逆向模型反推的點(diǎn)云數(shù)據(jù)不給分。

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（3）點(diǎn)云數(shù)據(jù)真實(shí)反映實(shí)物外形，足夠逆向建模即可。

任務(wù)2逆向建模（20分）

利用任務(wù)1采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，使用逆向建模軟件，對給定的電動(dòng)毛球修剪器外形進(jìn)行三

維數(shù)字化建模。對逆向建模的模型進(jìn)行數(shù)字模型精度對比（3D比較、2D比較、創(chuàng)建2D尺

寸），形成分析報(bào)告。

1、逆向建模

利用任務(wù)1采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，使用逆向建模軟件，對給定的電動(dòng)毛球修剪器外形進(jìn)行

三維數(shù)字化建模。

注意：

（1）合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，要求特征拆分合理，轉(zhuǎn)角銜接圓潤。優(yōu)先完成主要特

征，在完成主要特征的基礎(chǔ)上再完成細(xì)節(jié)特征。整體擬合不得分。

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

提交：

（1）對齊坐標(biāo)后用于建模的“stl”文件，命名為“21jm”。

（2）電動(dòng)毛球修剪器數(shù)字模型的建模源文件和“stp”文件，命名為“22jm”。

提交位置：U盤根目錄下各一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。

2、數(shù)字模型精度對比

利用逆向建模軟件的數(shù)據(jù)比對功能，做出數(shù)字模型精度對比報(bào)告。選手逆向建模完成

后，使用軟件分別進(jìn)行模型的3D比較（建模stl與逆向結(jié)果）、2D比較（指定位置）及

創(chuàng)建2D尺寸（指定位置并標(biāo)注主要尺寸），創(chuàng)建“pdf”格式分析報(bào)告。

注意：僅對比外表面，對比報(bào)告配分將與創(chuàng)新設(shè)計(jì)說明結(jié)合給出。詳見任務(wù)3分值指標(biāo)分

配。

提交：對比文件采用“pdf”格式文件，文件命名為“23db”。

提交位置：在U盤根目錄下各一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。

分值指標(biāo)分配如下：

數(shù)據(jù)定位合模型特征的特征拆分特征完成關(guān)鍵特?cái)?shù)字模型對

指標(biāo)

理性完成度合理性精確度征精度比（報(bào)告）

分值253523

4/10

評分標(biāo)準(zhǔn)：將選手創(chuàng)建的模型與掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，平均誤差小于0.08。面建模質(zhì)量

好、合理拆分特征、擬合度高的得分。平均誤差大于0.20不得分，中間狀態(tài)酌情給分。

任務(wù)3創(chuàng)新設(shè)計(jì)（35分）

利用給定實(shí)物和任務(wù)2所建數(shù)字化模型，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、數(shù)控加工、人體

工程學(xué)、3D打印等專業(yè)相關(guān)知識，按任務(wù)書要求進(jìn)行電動(dòng)毛球修剪器儲(chǔ)絮倉和刀頭尺寸檢

測支架的結(jié)構(gòu)和功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

完成設(shè)計(jì)零件的三維造型，并進(jìn)行三維虛擬裝配。

具體設(shè)計(jì)要求如下：

1、儲(chǔ)絮倉設(shè)計(jì)

儲(chǔ)絮倉用于收集修剪下來的毛球，因此儲(chǔ)絮倉與主體實(shí)物配合后要形成一個(gè)相對封閉

的空間，且倉體易拆下清洗。儲(chǔ)絮倉應(yīng)方便安裝和拆卸，安裝后不易從主體上自動(dòng)脫落。

風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)儲(chǔ)絮倉內(nèi)空氣壓力會(huì)增大，為了保證剪下來的毛球被持續(xù)順利地推進(jìn)儲(chǔ)絮

倉內(nèi)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮保證倉內(nèi)外空氣壓差不能過大。

儲(chǔ)絮倉材料為PLA，用3D打印成形，設(shè)計(jì)要滿足使用要求，外形美觀，符合人體工學(xué)，

適合3D打印工藝。

2、檢測支架設(shè)計(jì)

檢測支架放在水平檢測臺上，檢測臺面上固定有Φ20x5的圓柱凸臺，檢測支架通過該

凸臺在檢測臺上定位。

毛球修剪器安裝在支架上時(shí)，為了方便檢測，要求刀頭中心軸線與檢測臺面平行。

毛球修剪器放置在檢測支架上時(shí)支架要穩(wěn)固可靠，毛球修剪器不滑動(dòng)。

檢測支架的材料為鋁2A12，材料密度為2.75g/cm3，用給定的毛坯機(jī)械加工成形。設(shè)計(jì)

要符合機(jī)械加工工藝，加工后支架的質(zhì)量不得超過400克。

注意：

（1）工程圖繪制

生成毛球修剪器與檢測支架裝配后的總體裝配圖及儲(chǔ)絮倉、檢測支架的零件圖。圖紙要

求按照制圖標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)注（可不畫標(biāo)題欄）。

（2）利用附件1，選手采用文字和圖片結(jié)合形式，描述設(shè)計(jì)思路，提交電動(dòng)毛球修剪

器創(chuàng)新設(shè)計(jì)說明書。要求條理清晰，邏輯性強(qiáng)，言簡意賅，采用規(guī)范技術(shù)術(shù)語，排版整齊美

觀。

提交：

5/10

（1）.創(chuàng)新設(shè)計(jì)零件源文件及對應(yīng)的“stp”格式文件，文件命名為“Lj1、Lj2”。

（2）.總體裝配的裝配體源文件及對應(yīng)的“stp”格式文件，文件命名為“31zp”。

（3）.總體裝配的裝配工程圖源文件及對應(yīng)的“dwg”格式文件，文件命名為“32zp”。

（4）.創(chuàng)新設(shè)計(jì)零件工程圖源文件和“dwg”格式文件,文件命名為“33Lj1、33Lj2”。

（5）.創(chuàng)新設(shè)計(jì)說明書文件保存為“pdf”格式文件,命名為“34cx”,文件不準(zhǔn)做任何文

字、記號、圖案等特殊標(biāo)記，否則按違規(guī)處理。

提交位置：U盤根目錄下各一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。

分值指標(biāo)分配如下：

指標(biāo)外觀設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)圖紙表達(dá)創(chuàng)新說明

分值410984

四、CNC加工階段任務(wù)、要求、評分要點(diǎn)和提交成果

任務(wù)4CNC編程與加工（18分）

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)的檢測支架的工藝，

制定加工工藝過程，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所設(shè)計(jì)的檢測支架的數(shù)控加工。

1、制定加工工藝，編制數(shù)控加工程序

選手利用預(yù)裝好的編程軟件，根據(jù)任務(wù)3設(shè)計(jì)的檢測支架及賽場提供的機(jī)床、刀具清單、

毛坯，結(jié)合數(shù)控編程、金屬切削、機(jī)械加工工藝等專業(yè)知識，按任務(wù)3輸出的工程圖紙要求，

進(jìn)行檢測支架的數(shù)控加工工藝制定，選擇合適的軟件對產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)控編程，生成加工程序，

填寫數(shù)控加工工序卡（附件2，電子檔）

提交：

附件2毛球修剪器刀頭檢測支架數(shù)控加工工序卡，文件命名為“41gxk”。

檢測支架的數(shù)控加工程序全部存放在名為“42bc－zj”的文件夾中。

提交位置：U盤根目錄各一份，電腦D盤根目錄下備份一份，其它地方不準(zhǔn)存放。

提醒:

（1）.任務(wù)4“CNC編程與加工”的數(shù)控編程在第一場完成，CNC加工在第二場完成，第

二場數(shù)控加工不提供電腦及編程軟件，只根據(jù)第一場競賽編制的數(shù)控程序，進(jìn)行數(shù)控加工。

（2）.任務(wù)4提交的數(shù)控程序，不作為評分依據(jù)。

6/10

第二場：“數(shù)控加工”

(時(shí)間：3小時(shí))

任

務(wù)

書

7/10

四、CNC加工階段任務(wù)、要求、評分要點(diǎn)和提交成果

任務(wù)4CNC編程與加工（18分）

2、CNC加工

選手利用賽場提供的機(jī)床、毛坯，根據(jù)任務(wù)4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，完成檢測支架的加工。

注意：

（1）選手應(yīng)充分利用比賽現(xiàn)場給定的條件，完成本項(xiàng)任務(wù)。

（2）此階段不提供電腦及編程軟件。

提交加工件：檢測支架實(shí)物

分值指標(biāo)分配如下：

指標(biāo)完成度表面粗糙度尺寸精度工藝文件

分值8433

提醒：安全文明生產(chǎn)、職業(yè)素養(yǎng)的考核在此階段由現(xiàn)場裁判完成，選手確認(rèn)簽字后生

效。如果選手違反職業(yè)道德、競賽紀(jì)律，或違