注塑模具CADCAE与主要零件加工技能竞赛规程评分标准.pdf

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1、 附件 45 高职制造专业类注塑模具 CAD/CAE与主要零件加工项目 技能竞赛规程、评分标准及选手须知 一、竞赛内容 参赛队根据给定竞赛任务、赛题提供的塑料制件原始数据，在持续不断的 6个小时内完成包括注塑模具 CAD 设计、CAE 分析和主要零件(指定)加工制造三部分内容。任务 1参赛选手利用注塑模 CAE 软件对零件的三维数学模型的成形工艺性进行检查，并做适当的处理。任务 2根据分析结果确定模具初始方案，在三维模具 CAD 软件中完成基本设计（包括型腔布局、分型面、浇注系统、冷却系统）。任务 3运用注塑模 CAE 软件对浇注及冷却系统设计方案进行分析，根据分析结果对初始设计方案进行评价，

2、然后对初始方案进行优化，生成分析报告。任务 4根据优化的设计方案改良并细化模具设计：模具 CAD 设计完成的内容：一套完整的模具三维设计；模具的二维装配图和型芯、型腔零件图（包括明细表、标题栏、图框、技术要求等）；利用现场提供软件选择标准模架或者自行设计模架（自行设计者须以书面形式描述设计理由）,并书写模具设计说明书。任务 5主要零件加工：按照竞赛设计任务书，利用现场提供的数控机床等设备加工出赛题指定主要零件，并提交相应的工艺文件、技术文件等，具体工作工艺过程由参赛小组选手自行确定。任务 6竞赛原始数据与竞赛成果提交：（1）赛点以 U 盘形式提供制件的原始数学模型，格式为 IGES 或 STE

3、P，同时提供纸质竞赛任务书一份。（2）选手比赛结束后提交制造实物及由刻录在光盘中的电子文档，包括：模具设计方案 CAE 分析，包括分析结果文件、分析报告等；模具设计的三维模型、模具的二维装配图和型芯、型腔零件图；指定加工零件实物；按照组委会提供的固定格式编写、提交详细的工艺文件（包括主要的工艺规程、加工参数等）;模具设计说明书。二、竞赛方式 3 人小组赛，其中设队长 1 名。三、竞赛时量 360 分钟。四、名次确定办法 以参赛队成绩总分由高向低排名确定竞赛名次。竞赛成绩相同时，竞赛用时少者名次列前；竞赛成绩和用时均相同时，再分别按照模具设计、零件加工、CAE分析、文明生产得分依次排序确定名次。

4、五、评分标准与评分细则 1评分标准 项目 内容 分值 CAD 部分 3D 模具设计 15 2D 工程图设计 15 设计说明书（文字）10 CAE 部分 充模保压分析 4 冷却翘曲分析 4 CAE 分析报告 4 CAM 部分 CAM 编程 10 数控加工 20 工艺文件 8 竞赛时段 安全文明 安全生产 5 文明生产 5 总计 100 2评分细则 项目 分值 内容及要求 评分细则 CAD 部分(40%)3D 模具设计 15 收缩率、型腔数目及排列方式、分型面、型芯结构、型腔结构、流道、推出机构、调用模架 加载的塑件与比赛提供的不符全扣，型腔数目不合理扣 5 分，排列方式不合理扣 2 分,收缩率错

5、误扣 5 分，分型面不合理扣 2 分/处，型芯结构不合理扣 1 分/处，型腔结构不合理扣 1 分/处，扣完为止，流道位置、形状、大小不合理扣 0.5 分/处，模架型号规格选择不合理扣 2 分，顶杆位置、型号、数量不合理扣 0.5 分/处。2D 工程图设计 15 装配图、型芯和型腔零件图 三维装配设计中加载的塑件与比赛提供的不符全扣，型腔数目不合理 2 分,视图不完整、布局不合理、零件结构表达不清楚扣 0.5 分/处，尺寸、公差、技术要求、标题栏每处错误扣 0.5 分/处，扣完为止。设计说明书（文字）10 塑件结构工艺分析与设计、注射成型机的选择、注射模的结构组成等 按步骤书写，缺少目录扣 1

6、分，塑件分析不合理扣0.5分/处，注射机选择与校核有错误扣0.5分/处，工艺计算部分不正确扣 0.5 分/处。设计总结缺扣 3 分。CAE 部分（12%）充模保压 分析 4 设计方案评价、对初始方案进行优化 每处错误扣 1 分 冷却翘曲分析 4 确定最佳浇口、最佳冷却系统 每处错误扣 1 分 CAE 分析报告 4 分析报告及注塑成型工艺的技术参数 每处错误扣 1 分 CAM 部分（38%）CAM 编程 10 型芯 CAM 编程、型腔CAM 编程 加工工艺分析和规划不合理扣 0.5 分/处，加工参数设置不正确扣 1 分/处 数控加工 20 型芯、型腔数控加工 完成型芯、型腔，每少完成一项扣 10

7、 分，轮廓形状与图纸不符，每处扣 1 分，型芯、型腔尺寸按赛题要求，每超差 0.03mm 扣 0.5 分/处,粗糙度不达标扣分 1 分/处。碰伤、划伤处扣 2 分/处。工艺文件 8 工序、工步的安排合理，工艺完整，描述规范，符合标准 粗、精加工工序安排不合理，或少安排工序，每处扣 1 分，加工参数、设备给定不合理扣 0.5分/处，不规范不标准、不简练扣 0.5 分/处。竞赛时段安全文明（10%）安全生产 5 爱惜赛场的设备和器材，按规程操作等。操作规范，符合企业 6S 要求，违反操作规程每次扣 2 分。文明生产 5 遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，安全着装 工、量具摆放符合要求，卫生清理，不规

8、范扣每次扣 1 分。总计 100 说明：每个评分点合计扣分不超过该评分点满分。六、赛点提供的设施设备仪器清单 1应用软件：Windows XP，Office2003 及以上版本办公软件，UG NX 8.0（含 MOLDWIZARD 及 CAM 模块）、Pro/E 野火版 5.0（含 EMX7.0）、AutoCAD2007、华塑 CAE 3D 7.5。2微机：一台与机床通讯连接，两台用于模具设计与工艺文件编制；处理器 Intel Core2 3G，内存2G，硬盘500G，独立显卡，17 寸及以上显示器。3数控铣床：型号 XK713，华中世纪星 21M 系统，三轴联动，工作台长宽：1000X320

9、mm，X 轴最大行程：600mm，主轴转速：30-6000rpm，主轴功率：5.5KW,主轴电机最大扭矩:108N m，最高进给速度:4m/min，定位精度（JB/T877.4-1998）全长 0.025mm。4工量具清单:序号 工具名称 规格 数量 备注 1 平口钳 160 3 2 虎钳扳手 3 3 平行垫铁 60X140X8 1 付 4 压板 1 付 5 螺栓、螺母 若干 6 毛刷 5 寸 3 7 棉布 若干 七、选手须知 1.选手自带工具、量具、文具 序号 工具名称 规格 数量 备注 1 刀柄（卡簧、钻夹头）BT40 自定 自备 2 立铣刀 420(mm)自定 自备 3 半径铣刀 R1-

10、R5(mm)自定 自备 4 球头铣刀 R1-R5(mm)自定 自备 5 丝锥 M8、M10 各 1 自备 6 钻头 6.8、8.5(mm)各 1 自备 7 中心钻 3(mm)1 自备 8 外径千分尺 0-100 mm 自定 自备 9 深度千分尺 0-50 mm 1 自备 10 千（百）分表 自定 1 自备 11 磁力表座 自定 1 自备 12 游标卡尺 自定 自定 自备 13 内六角扳手 一套（公制）自备 14 锉刀 自定 1 自备 15 铜锤 大小自定 1 自备 16 丝锥扳手 大小自定 1 自备 17 活动扳手 大小自定 1 自备 18 油石 自定 1 自备 19 毛刷 自定 1 自备 2

11、0 棉布 若干 自备 注：刀具卡簧要配合刀具列表。2操作规程（1）参赛队员须符合安全生产及竞赛要求。（2）参赛队在进入现场之前需完成分工。（3）参赛选手须严格遵守操作过程和相关准则，保证设备及人身安全，并接受裁判员的监督和警示；若因设备故障导致选手中断或终止比赛，由大赛裁判长视具体情况做出裁决。（4）比赛过程中，各参赛选手限定在自己的工作区域和岗位完成比赛任务。（5）若参赛队欲提前结束比赛，应向裁判员举手示意，比赛终止时间由裁判员记录，参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。（6）赛后应整理竞赛场地，保证场地整齐、干净。（7）竞赛过程中，应听从裁判要求。3选手注意事项（1）严格遵守技能竞赛规则、技

12、能竞赛纪律和安全操作规程，尊重裁判和赛场工作人员，自觉维护赛场秩序。地理环境是多要素的复杂系统，在我们进行地理系统分析时，多变量问题是经常会遇到的。变量太多，无疑会增加分析问题的难度与复杂性，而且在许多实际问题中，多个变量之间是具有一定的相关关系的。因此，我们就会很自然地想到，能否在各个变量之间相关关系研究的基础上，用较少的新变量代替原来较多的变量，而且使这些较少的新变量尽可能多地保留原来较多的变量所反映的信息？事实上，这种想法是可以实现的，这里介绍的主成分分析方法就是综合处理这种问题的一种强有力的方法。一、主成分分析的基本原理 主成分分析是把原来多个变量化为少数几个综合指标的一种统计分析方法

13、，从数学角度来看，这是一种降维处理技术。假定有 n 个地理样本，每个样本共有p 个变量描述，这样就构成了一个 np 阶的地理数据矩阵：111212122212ppnnnpxxxxxxXxxx （1）如何从这么多变量的数据中抓住地理事物的内在规律性呢？要解决这一问题，自然要在 p 维空间中加以考察，这是比较麻烦的。为了克服这一困难，就需要进行降维处理，即用较少的几个综合指标来代替原来较多的变量指标，而且使这些较少的综合指标既能尽量多地反映原来较多指标所反映的信息，同时它们之间又是彼此独立的。那么，这些综合指标（即新变量)应如何选取呢？显然，其最简单的形式就是取原来变量指标的线性组合，适当调整组合

14、系数，使新的变量指标之间相互独立且代表性最好。如果记原来的变量指标为 x1，x2，xp，它们的综合指标新变量指标为 z1，z2，zm（mp)。则 111 11221221 122221 122,.,ppppmmmmppzl xl xl xzl xl xlxzl xlxlx （2）在（2)式中，系数 lij由下列原则来决定：（1)zi与 zj（ij；i，j=1，2，m)相互无关；（2)z1是 x1，x2，xp的一切线性组合中方差最大者；z2是与 z1不相关的x1，x2，xp的所有线性组合中方差最大者；zm是与 z1，z2，zm-1都不相关的 x1，x2，xp的所有线性组合中方差最大者。这样决定的

15、新变量指标 z1，z2，zm 分别称为原变量指标 x1，x2，xp的第一，第二，第 m 主成分。其中，z1在总方差中占的比例最大，z2，z3，zm的方差依次递减。在实际问题的分析中，常挑选前几个最大的主成分，这样既减少了变量的数目，又抓住了主要矛盾，简化了变量之间的关系。从以上分析可以看出，找主成分就是确定原来变量 xj（j=1，2，p)在诸主成分 zi（i=1，2，m)上的载荷 lij（i=1，2，m；j=1，2，p)，从数学上容易知道，它们分别是 x1，x2，xp的相关矩阵的 m 个较大的特征值所对应的特征向量。二、主成分分析的计算步骤 通过上述主成分分析的基本原理的介绍，我们可以把主成分

16、分析计算步骤归纳如下：（1)计算相关系数矩阵 111212122212pppppprrrrrrRrrr （3）在公式（3)中，rij（i，j=1，2，p)为原来变量 xi与 xj的相关系数，其计算公式为 因为 R 是实对称矩阵（即 rij=rji)，所以只需计算其上三角元素或下三角元素即可。（2)计算特征值与特征向量 首先解特征方程I-R=0 求出特征值 i（i=1，2，p)，并使其按大小顺序排列，即 12，p0；然后分别求出对应于特征值 i的特征向量 ei（i=1，2，p)。（2)计算主成分贡献率及累计贡献率 主成分iz贡献率：1/(1,2,)pikkrip，累计贡献率：11/pmkkkk。

17、一般取累计贡献率达 85-95的特征值 1，2，m所对应的第一，第二，第 m（mp)个主成分。（3)计算主成分载荷(,)(,1,2,)kikkip zxei kp （5）由此可以进一步计算主成分得分：111212122212mmnnnmzzzzzzZzzz （6）三、主成分分析实例 对于某区域地貌-水文系统，其 57 个流域盆地的九项地理要素：x1为流域盆地总高度（m)x2为流域盆地山口的海拔高度（m)，x3为流域盆地周长（m)，x4为河道总长度（km)，x5为河 表 2-14 某 57 个流域盆地地理要素数据 道总数，x6为平均分叉率，x7为河谷最大坡度（度)，x8为河源数及 x9为流域盆地

18、面积（km2)的原始数据如表 2-14 所示。张超先生（1984)曾用这些地理要素的原始数据对该区域地貌-水文系统作了主成分分析。下面，我们将其作为主成分分析方法的一个应用实例进行介绍。表 2-15 相关系数矩阵 （1)首先将表 2-14 中的原始数据作标准化处理，由公式（4)计算得相关系数矩阵（见表 2-15)。（2)由相关系数矩阵计算特征值，以及各个主成分的贡献率与累计贡献率（见表 2-16)。由表 2-16 可知，第一，第二，第三主成分的累计贡献率已高达86.5，故只需求出第一，第二，第三主成分 z1，z2，z3即可。表 2-16 特征值及主成分贡献率 （3)对于特征值 1=5.043，

19、2=1.746，3=0.997 分别求出其特征向量 e1，e2，e3，并计算各变量 x1，x2，x9在各主成分上的载荷得到主成分载荷矩阵（见表 2-17)。表 2-17 主成分载荷矩阵 从表 2-17 可以看出，第一主成分 z1与 x1，x3，x4，x5，x8，x9有较大的正相关，这是由于这六个地理要素与流域盆地的规模有关，因此第一主成分可以被认为是流域盆地规模的代表：第二主成分 z2与 x2有较大的正相关，与 x7有较大的负相关，而这两个地理要素是与流域切割程度有关的，因此第二主成分可以被认为是流域侵蚀状况的代表；第三主成分 z3与 x6有较大的正相关，而地理要素 x6是流域比较独立的特性河

20、系形态的表征，因此，第三主成成可以被认为是代表河系形态的主成分。以上分析结果表明，根据主成分载荷，该区域地貌-水文系统的九项地理要素可以被归为三类，即流域盆地的规模，流域侵蚀状况和流域河系形态。如果选取其中相关系数绝对值最大者作为代表，则流域面积，流域盆地出口的海拔高度和分叉率可作为这三类地理要素的代表，利用这三个要素代替原来九个要素进行区域地貌-水文系统分析，可以使问题大大地简化 （2）佩带参赛证件及着工装进入比赛场地，并接受裁判的检查。（3）进入赛场前须将手机等通讯工具交赛场相关人员妥善保管。（4）竞赛过程中不准擅自离开赛场。（5）竞赛完成后必须按裁判要求迅速离开赛场，不得在赛场内滞留。（6）竞赛结束时间到达，应立即停止一切竞赛内容操作，不得拖延竞赛时间。（7）爱护竞赛场所的设备、仪器等，不得人为损坏竞赛用仪器设备。