全国数控技能大赛_复杂部件造型、多轴联动编程与加工

01000100010010001001010000教育部高职高专机械类专业教学指导委员会主任陈吉红全国数控人才培养工程高职院校协作会理事长2010年全国职业院校技能大赛（高职组）“复杂部件造型、多轴联动编程与加工”竞赛项目设计方案01000100010010001001010000一、2010年复杂部件造型、多轴编程加工项目设计思想二、2010年复杂部件造型、多轴编程加工项目竞赛内容三、2010年复杂部件造型、多轴编程加工项目设备及经费提要01000100010010001001010000一、2008年和2009年高职组数控项目比赛回顾01000100010010001001010000010001000100100010010100002009年“数控机床装配、调试与维修”竞赛项目现场010001000100100010010100000100010001001000100101000001000100010010001001010000010001000100100010010100000100010001001000100101000001000100010010001001010000010001000100100010010100002008年“产品部件的数控编程、加工与装配”比赛项目现场010001000100100010010100001、使用数控车、加工中心各一台，3名选手组成团队参赛，模拟企业车间实际工作状况。要求选手掌握数控车（二维）、数控铣（三维）的工艺、编程和操作等复合技能，以及团队合作、协调、调度等职业素质；2008年“产品部件的数控编程、加工与装配”项目创新点01000100010010001001010000010001000100100010010100002、在掌握操作技能的同时，还要求选手掌握手工编程和使用CAD/CAM软件进行自动编程、DNC加工等综合技能；2008年“产品部件的数控编程、加工与装配”项目创新点01000100010010001001010000团队协作、车铣复合贴近现代数控加工趋势01000100010010001001010000010001000100100010010100000100010001001000100101000001000100010010001001010000010001000100100010010100000100010001001000100101000001000100010010001001010000大赛加工零件具有工业企业实际背景01000100010010001001010000010001000100100010010100003、注重加工工艺、装配工艺。所加工的零件需要车、铣、车铣复合和组合加工等综合工艺，并要求填写工艺卡片。通过对所加工的零件的配做和装配，考核加工精度控制等工艺知识和技能。2008年“产品部件的数控编程、加工与装配”项目创新点01000100010010001001010000社会各界对数控技能人才培养极大关注010001000100100010010100002008年“产品部件的数控编程、加工与装配”项目创新点比赛项目针对企业数控加工高技能人才的岗位需求，引导选手掌握数控编程、工艺、操作、精度控制、团队合作等综合技能和素质，对推动高职数控技术专业的教育教学改革起到了引领和推动作用。0100010001001000100101000001000100010010001001010000机械加工基础知识（识图、公差…..)机械加工工艺知识（刀、夹、量）数控编程与操作（车、铣、特种加工….)数控自动编程(2轴、3轴…..)数控机床数控机床电气控制数控机床维护维修其他（生产管理、市场营销…)010001000100100010010100000100010001001000100101000001000100010010001001010000010001000100100010010100002010年复杂部件造型、多轴编程加工项目创新点•1、增加对复杂曲面造型与编程的知识技能的考核内容。2010年竞赛项目，拟增加复杂零件（如叶片）曲面三维造型和自动编程的竞赛内容。•2、增加对多轴联动加工工艺、编程和操作的知识技能的考核内容。2010年竞赛项目，拟在加工中心上增加第四轴转台，实现四轴联动复杂曲面零件的加工。0100010001001000100101000001000100010010001001010000曲面造型生成刀具轨迹01000100010010001001010000四坐标轴立式加工中心010001000100100010010100002010年复杂部件造型、多轴编程加工项目创新点•3、增加对车铣复合工艺的应用的考核内容。2008年，竞赛考题中只有一个车铣复合零件。2010年，拟将竞赛考题中的40-50%的零件安排车铣复合加工。•4、增加对数控机床维护维修方面的知识技能的考核内容。2010年的竞赛项目，拟增加数控机床简单故障的排除和维护的竞赛内容。0100010001001000100101000001000100010010001001010000010001000100100010010100002010年复杂部件造型、多轴编程加工项目创新点•5、增加对选手创新能力的考核。对于部分被加工曲面，拟由选手按照竞赛考题所给定的开放性主题内涵，创造性地造型设计和加工，体现选手的创新能力。•6、增加指导老师的参与性和教学能力的考核内容。参赛队由一名指导老师和三名学生组成，老师参加、指导比赛。并要求指导老师，以竞赛考题作为学习情境的载体，按照工作过程导向课程的要求，提交教学档案。01000100010010001001010000指导教师参与竞赛过程•本赛项采取小组团队比赛方式，每个参赛队由3名选手和指导教师1名组成。在竞赛过程中，选手可以就遇到的问题向指导老师求教。这种形式符合企业师傅带徒弟的实际情况，也增加了赛项的开放性、真实性和共同参与性。01000100010010001001010000竞赛过程面向社会开放•此外，在保证比赛正常进行的前提下，实现赛场和竞赛过程的对外开放。赛场设置观众通道，方便社会各界人士现场观摩比赛；同时，还采用先进技术设备，利用现代教育技术手段，对比赛现场进行远程视频直播，观众可通过上网点击实时观摩比赛过程。010001000100100010010100002010年项目与2008年项目竞赛考核元素对比序号2010年复杂部件造型、多轴联动编程与加工竞赛项目2008年“产品部件的数控编程、加工与装配”项目1曲面造型平面造型2根据特定主题，开展创新性设计无创新性设计要求32-4轴自动编程2轴手动编程+3轴自动编程42轴、3轴、4轴联动加工2轴、3轴联动加工5机床简单故障诊断和排除无6车铣复合零件3-4个车铣复合零件1个7教学档案设计无8指导教师参赛现场指导无9开放赛场最后一场比赛开放01000100010010001001010000二、2010年复杂部件造型、多轴编程加工项目竞赛内容01000100010010001001010000竞赛目的通过技能大赛，加快工学结合人才培养和课程改革与创新的步伐，推动高职院校数控技术专业的教育教学改革，培养既具备较为全面的综合技能，又具备一定创新能力的人才。•本方案以制造企业典型的复杂部件造型、多轴联动编程与加工实际要求为背景，通过对工作内容的提炼形成竞赛内容，按照实际工作过程编排竞赛过程。旨在通过竞赛促进高职院校紧贴产业需求培养制造企业急需的现代CAD/CAM技术、多轴联动编程与加工技术技能人才。•同时，通过竞赛，检验参赛选手的团队协作能力、计划组织能力和数控机床故障诊断和排除技能以及质量、效率、成本、安全和环保意识。01000100010010001001010000参赛队主要工作•要求参赛队在规定时间内，根据指定零件图纸要求，以现场操作的方式，利用数控车床、四轴联动加工中心、CAD/CAM软件（CAXA制造工程师2006、UGNX4.0、Cimatron7.1、ProE）、数控刀具和其他工具，完成指定图纸（包含车铣复合零件）的软件造型和四轴联动数控加工程序编制，对设置的数控机床故障进行诊断和排除，操作机床完成零件加工并且完成部件装配。同时，完成一定的设计与加工创新。指导教师现场全程参加和指导比赛，并且根据实际比赛过程和参赛选手表现，提交一份本项目的教学档案。01000100010010001001010000竞赛方式•竞赛采用团队比赛形式，每个参赛队由3名选手和1名指导教师组成，男女不限。•（1）复杂部件造型。复杂部件造型。利用现场所提供的数控车床、四轴联动加工中心、CAD/CAM软件等，根据指定图纸的型面特点和曲面造型的需要，建立复杂部件的几何模型。复杂部件由6-8个零件组成，其中，有3-4个零件，需要车铣复合加工。01000100010010001001010000•（2）设计创新。组委会在某个零件上将预留一块表面，要求参赛选手根据所给定的开放性的特定主题，自行创新设计出曲面造型，并且生成数控程序进行加工。还可以多给参赛队一两件材料，参赛队根据所给材料进行创新设计。组委会给出A、C工件图纸，选手使用CAD/CAM软件进行设计，并把它加工出来，使A、C两件连接或配合在一起，实现一定的功能。裁判组根据实际加工曲面的创意效果和加工精度进行评分，并且记入总分。竞赛方式01000100010010001001010000•（3）四轴联动数控编程。根据现场提供的零件毛坯、数控刀具、数控车、四轴联动加工中心等，使用CAD/CAM软件进行四轴联动加工条件下的刀具几何尺寸三维补偿的编程，并且传送到数控装置中，进行程序校验运行。•（4）数控机床维护。每台比赛机床在参赛选手入场前将设置数个常见的数控系统故障，要求参赛选手尽快分析、排除后方可以进行数控加工工序。竞赛方式01000100010010001001010000竞赛方式•（5）四轴联动数控加工和部件装配。利用现场条件完成零件的工艺方案，完成零件的数控车、四轴联动数控加工和工艺装配，并提交相应工艺文件。在零件加工完成后，根据部件装配图进行装配。•（6）提交教学档案。现场全程观察比赛过程的指导教师，根据实际比赛过程和参赛选手的表现，起草、修改本竞赛项目的教学档案，并且提交专家组评审。01000100010010001001010000成绩评分和奖项设置•比赛总成绩满分100分，其中，设计创新部分10%，简单故障诊断与排除10%，加工工艺文件设计部分占10%，编程、加工和装配部分占70%，文明生产部分为扣分项，不单独计分。教学方案设计，作为独立的奖项，单独评分。•奖项设置。按参赛队总分进行排名确定竞赛成绩，只计团体竞赛成绩，不计参赛选手个人成绩。设团体奖，每位获奖选手均获得证书。教学方案设计单独评选奖项，成绩优秀者颁发证书。01000100010010001001010000三、2010年复杂部件造型、多轴编程加工项目所需设备和经费01000100010010001001010000竞赛所需设备（1）CAD/CAM软件CAXA制造工程师2006、UGNX4.0、Cimatron7.1、ProE。（2）数控机床卧式数控车床：配备华中世纪星HNC-21TD数控系统。四轴联动立式加工中心：配备华中世纪星HNC-22M数控系统。（3）计算机每台数控机床旁配置一台符合CAD/CAM软件运行要求的微机，（4）刀具、夹具、量具及工具、毛胚等。01000100010010001001010000•比赛赛场所在地天津机电职业技术学院已经具备较好的竞赛条件，计划在2008年高职院校竞赛设备基础上加以升级，即将原有的11台三轴联动立式加工中心进行升级，加装第四轴。预计需要新增设备经费70万元。•按照每场10个队同时进行比赛，两天可承担40个队的比赛。预计大赛需要的消耗性经费约40-50万元。所需新增经