（一）赛项名称
赛项名称：冲压模具数字化设计与制造
英语翻译：Digital Design and Manufacture of Stamping Die
赛项组别： 教师组
赛项归属产业：装备制造
（二）竞赛内容
本赛项综合考核选手掌握冲压模具数字化设计与制造的专业知识与技能，考查选手团队合作精神。竞赛内容包括理论一阶段、上机二阶段和加工三阶段三部分，其中理论一阶段考核时间为120分钟，上机二阶段考核时间为300分钟，加工三阶段考核时间为360分钟。
1.理论一阶段考核包括以下内容：（分数占比40%，单人计成绩）
竞赛内容涉及机械设计与制造基础知识、机械制图知识、模具CAE/CAD/CAM知识、模具钳工知识、数控加工工艺与数控编程知识、数控机床操作知识、模具电加工知识、模具材料知识、金属切削原理与刀具应用知识等相关知识。
2.上机二阶段考核包括以下内容：（分数占比30%，两人完成，组员共享成绩，按比例计入个人成绩）
由赛项组委会提供制件的3D数字模型。
任务1：产品成形性CAE分析。参赛选手根据现场提供的冲压产品数字化模型，按照竞赛任务书要求进行毛坯展开分析、零件可成形性分析、拉延成形模拟分析。根据分析结果进行评价并优化工艺设计方案，同时撰写CAE分析报告。
任务2：冲压模具数字化CAD设计。参赛选手按照竞赛任务书要求，完成指定工序的模具3D总装图设计、2D总装图绘制及指定零件的2D工程图。
3.加工三阶段考核包括以下内容：（分数占比30%，两人完成，组员共享成绩，按比例计入个人成绩）
任务1：模具成形零件数字化CAM制造。参赛选手按照竞赛任务书要求，完成指定主要模具零件的加工工艺设计、CAM编程，并操作机床完成主要模具零件的加工制造。
任务2：模具零件线切割加工。参赛选手根据竞赛任务书要求，完成指定主要模具零件的线切割编程与加工。
（三）竞赛方式
竞赛采取团队形式进行报名，以个人形式计算成绩。每支参赛队可配一名指导老师，选手、指导老师组成企业参赛队，其中一人兼任领队。
理论一阶段考核为个人成绩。
操作技能考核包括两部分：上机二阶段考核和加工三阶段考核部分，分两个阶段进行，所有赛项实操考核均为单位双人组队，每队两名选手完成，组员共享成绩，按比例计入个人成绩。
在操作技能（上机二阶段、加工三阶段）考核阶段，开赛半小后，每队指导老师可以进场，但在场时间不超过1个小时。
开幕式及理论一阶段考核、上机二阶段考核在一天完成；加工三阶段考核分批进行，考试全部结束后视频闭幕竞赛结果发布。
在理论一阶段、上机二阶段竞赛前，同一天安排有竞赛开幕式。
（四）竞赛流程
1）理论一阶段和上机二阶段全部五个组别参赛队统一进行，赛位抽签决定；加工三阶段采取抽签的方式确定参赛队场次和工位，同场次参赛队采用相同的竞赛试题。
2）选手进入赛位须选手证、身份证、抽签号牌齐全。
3）上机二阶段进入赛位后，确认赛场提供的模具CAD、CAE、CAM软件、文字表格处理软件是否齐备；加工三阶段进入工位后，确认赛场提供的机床、刀具、夹具、工具、被加工原料等是否齐全。
4）参赛队开始比赛，各参赛选手限定在自己的工作区域内完成竞赛任务。
5）比赛结束时，根据赛题要求提交所有比赛结果，加密后转交给评分组裁判进行评分。
（五）竞赛试题
1）竞赛本着“公开、公平、公正”的原则，赛前1个月技术委员会在中国模具工业协会网站上公布样题，公开考核题型及范围。
2）本赛项建立“题库”，“题库”中的试题采用向社会征集方式。正式赛题从题库中抽取并作适当修改，赛题与样题的相似度80%～90%。
（六）评分方法
裁判组成员在坚持“公平、公正、公开、科学、规范”的原则下，各负其责，按照制订的评分细则进行评分。现场裁判组在比赛过程中对参赛队的安全文明生产情况进行观察和评价，在参赛队现场结束比赛时完成评分；评分裁判组根据参赛队提交的比赛结果，经加密组裁判处理后进行评分，成绩按照总分进行名次排列；然后经过加密裁判组进行解密工作，确定最终比赛成绩，经总裁判长审核、监督组长复核后签字确认。
在赛项组委会的领导下，根据各个工种在实际模具企业中的权重比例；技术委员会制定评分标准，裁判组成员确定评分细则。
理论一阶段占总成绩的40%，上机二阶段占总成绩的30%，加工三阶段占总成绩的30%。上机二阶段和加工三阶段，同一参赛队伍两名选手成绩相同。个人总成绩=理论一阶段个人成绩＋上机二阶段团队成绩＋加工三阶段团队成绩。最终成绩以个人成绩排名取奖。
1. 具体评分指标体系
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考核项目
|
一级指标
|
比例
|
二级指标
|
在个人总成绩中的比例
|
|
理论一阶段
考核
|
理论知识
|
40%
|
机械制图、机械设计、机械制造、模具设计、数控加工工艺、热处理工艺、装配钳工、刀具材料、电加工等
|
40%
|
|
加工二阶段
考核
|
CAE分析与优化
|
12%
|
制件毛坯展开计算与尺寸确定
|
3%
|
|
制件成形工艺设计分析及模拟、3D工法图
|
6%
|
|
CAE分析报告
|
3%
|
|
CAD设计
|
15%
|
3D模具设计
|
8%
|
|
2D工程图设计
|
4%
|
|
设计说明书（文字）
|
3%
|
|
职业素养
|
3%
|
安全文明操作
|
3%
|
|
加工三阶段
考核
|
数控加工
|
15%
|
CAM设置及工艺文件
|
5%
|
|
模具零件数控加工质量
|
10%
|
|
电火花线切割加工
|
10%
|
线切割编程与工艺
模具零件线切割加工质量
|
10%
|
|
职业素养
|
5%
|
安全文明生产
|
5%
|
|
个人总成绩=理论一阶段总成绩×40%＋上机二阶段总成绩×30%＋加工三阶段总成绩×30%
|
2. 竞赛任务考核要点
|
任务
|
评分要点
|
|
理论一阶段 理论知识
|
题目采用题库形式公开，主要为选择题和判断题，全部采用客观评分
|
|
上机二阶段 模具CAE分析与CAD设计
|
选手根据组委会提供的产品图和模具设计任务书，进行零件可成形性分析，完成制件毛坯展开计算与尺寸确定，进行制件成形工艺设计分析及模拟、制作3D工法图，并对设计方案进行优化处理，最后生成CAE分析报告
|
|
选手根据组委会提供的产品图和模具设计任务书、根据CAE分析拟定的设计方案，选手进行模具三维、二维装配图和零件图设计，同时完成设计说明书的书写
|
|
加工三阶段 模具零件加工
|
主要考核选手模具零件的数字化制造能力，选手设计工艺路线，利用现场加工设备完成模具成形零件的加工，包括机床的操作、刀具的安装、程序的输入、刀具参数的合理使用、线切割机床的使用等
|
|
职业素养
|
评价应包括工作态度、安全意识、职业规范、环境保护等方面。主要考核选手着装、加工准备、机床操作的规范性、工件与工具安装与摆放、切屑处理、加工后机床清理保养以及加工时是否有事故等要素
|
（七）技术平台
1.主要硬件技术规格
赛位基本设备一览表：
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序号
|
器材名称
|
规格/技术参数
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|
1
|
计算机
|
计算机设计赛位配备2台计算机，处理器：Intel（R）Core（TM）I7-6700 CPU@3.4GBHz，安装内存8G；独立显卡，显存容量1GB。机床操作赛位配备一台
|
|
2
|
精雕CNC加工中心
JDCT600T_A15SH
|
X/Y/Z 轴运动定位精度：0.008/0.008/0.006mm
X/Y/Z 轴重复定位精度: 0.005/0.005/0.005mm
X/Y/Z 轴工作行程:600/500/300mm
工作台尺寸:650×650mm
最大工作负重:300kg
主轴最高转速:20000rpm
刀柄规格:HSK-A50
刀库容量:28个刀位
X/Y/Z 轴快速移动速度:18m/min
最高切削进给速度:15m/min
工作电压:三相380V/50Hz
气源压力:≥0.52MPa
配 置：接触式对刀仪
数控系统：北京精雕JD50数控系统
|
|
编程软件
|
北京精雕JDSoft SurfMill 9.5
|
|
3
|
钳工工作台
|
配备数控加工用刀架、锁刀器
|
|
4
|
线切割电加工机床
U3/U6
|
U3 XY轴定位精度：+/-0.001mm（全行程）
U3 UV轴定位精度：+/-0.0015mm（全行程）
U6 XY重复定位精度：+/-0.001mm（全行程）
U6 UV重复定位精度：+/-0.0015mm（全行程）
XYZ行程：370×270×220mm（U3）
UV 行程：50×50mm（U3）
XYZ行程：650×450×420mm (U6)
UV 行程：75×75mm（U6）
最大工件质量：600kg（U3）/1500kg（U6）
工作电压：三相380V/50Hz±10V;
最大工件尺寸：
770mm×590mm×220mm（U3）,1000mm×800mm×400mm (U6)
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2.赛位主要竞赛软件一览表（赛场统一安装）
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序号
|
软件名称与版本
|
|
1
|
Win10操作系统
|
|
2
|
Office 2010中文版；搜狗拼音、五笔输入法； PDF阅读软件
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|
3
|
西门子NX11教育包中文版
|
|
4
|
FASTAMP-NX4.0；冲压模具智能设计系统SIS-V2.0
|
|
5
|
AuotoCAD2010（含燕秀2.8）中文版
|
|
6
|
NERO8.0刻录软件
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（八）技术规范
本项目综合多工种技术，主要包括多方面的知识与技能：机械设计与制造基础知识、机械制图知识、金属切削与刀具应用知识、钳工技术、冲压模具相关知识、冲压模具CAD、CAE、CAM、数控机床操作技能和电加工机床操作技能等。
1.相关职业技术标准
1）《模具设计师》国家职业技术标准（三级）。
2）《数控加工中心高级》国家职业技术标准。
3）模具制造工（冲压模方向）高级工的职业标准（国家职业资格三级）。
总体上充分考虑参赛选手是院校教师的身份特征，同时受到区域企业技术要求的影响，主要考虑项目要点的正确性与适应性。
2.模具设计与分析
1）冲压件零件图分析；
2）制定冲压工艺方案，分析材料流动情况，涵盖皱曲、破裂、变薄等。
3）根据各冲压工艺的成形极限，进行必要的计算。
4）计算并确定每个工序件的形状和尺寸，绘出工序图。
5）确定冲模类型和结构形式。
6）确定各工序工件定位方式。
7）确定卸料方式。
8）按照国家标准、行业标准，准确选择标准模架及标准件。
3.模具图纸设计要求原则
1）装配图要体现装配关系和工作原理，主要结构表达清晰，视图布局合理，符合国家标准。
2）零件图视图布局合理，尺寸标注清晰，尺寸公差、几何公差、表面粗糙度标注齐全正确，符合模具制造工艺要求，图面符合国家标准。
冲压模具通用零部件精度与工艺标准
|
板件名称
|
零件形式
|
T>0.5(不含0.5)
|
0.3<T<=0.5
|
0.1=<T<=0.3
|
备注:
1.表中的“Z”是指单边冲裁间隙,参考冲裁间隙要求取值; “T”是指冲裁的料片厚度2.未特别注明的,都是指单边间隙
3.间隙值被括号括起来的是指间隙要在图形中绘出来. 例Φ10固定销孔的间隙(.01)±0 (双面),绘出的圆实际大小应该是Φ10.01.
|
|
间隙
|
公差
|
间隙
|
公差
|
间隙
|
公差
|
|
|
冲子外形
|
+0
|
±0.01
|
+0
|
0
-0.005
|
+0
|
0
-0.005
|
|
入子外形
|
+0
|
±0.01
|
+0
|
±0.003
|
+0
|
±0.001
|
|
入子孔
|
C+0.01
|
±0.01
|
+0
|
±0.005
|
+0
|
0
-0.005
|
|
内导柱(导向部分)
|
+0
|
-0.010
-0.015
|
+0
|
-0.010
-0.015
|
+0
|
0
-0.002
|
|
导套
|
内孔
|
+0
|
+0.005
0
|
+0
|
0
-0.006
|
+0
|
+0.005
+0.003
|
|
外圆
|
+0
|
+0.015
+0.005
|
+0
|
-0.001
-0.008
|
+0
|
0
-0.01
|
|
导正销
|
+0
|
±0.005
|
+0
|
+0.005
0
|
+0
|
+0.005
0
|
|
固定销孔
|
(.01)±0 (双面)
|
+0.01
0
|
(.01)±0 (双面)
|
+0.005
0
|
(.01)±0(双面)
|
+0.005
0
|
|
固定定位销孔
|
(.01)±0 (双面)
|
+0.01
0
|
与T>0.5的模具要求相同.
|
|
活动定位销孔
|
(.04)±0 (双面)
|
+0.01
0
|
|
滑块孔
|
C+0.03
|
+0.01
0
|
|
滑块
|
+0
|
±0.01
|
|
案内消孔
|
C+0.1
|
±0.01
|
|
下模(公母模)
|
冲孔、切边、半剪
|
C+Z
|
±0.01
|
C+Z
|
+0.005
0
|
C+Z
|
+0.005
0
|
|
切边部分挡刀直壁
|
C+0.02
|
+0.01
0
|
+0
|
+0.005
0
|
+0
|
+0.005
0
|
|
导正销逃孔
|
(.20)±0 (双面)
|
±0.01
|
C+0.05
|
±0.01
|
C+0.05
|
±0.01
|
|
内导柱孔(不用导套)
|
(.01)±0 (双面)
|
+0.01
0
|
+0
|
0
-0.006
|
C+0.003
|
0
-0.002
|
|
模板内导套孔
|
(.01)±0 (双面)
|
+0.01
0
|
C+0.003
|
±0.002
|
C+0.003
|
0
-0.005
|
|
下料母模外形
|
+0
|
±0.01
|
与T>0.5的模具要求相同.
|
|
下料公模外形
|
C-Z
|
±0.01
|
|
冲孔母模外形
|
C+Z
|
±0.01
|
|
冲孔公模外形
|
+0
|
±0.01
|
|
打
板
|
一般冲子导向孔
|
C+0.015
|
+0.010
-0.005
|
C+0.005
|
+0.005
0
|
C+0.005
|
+0.005
0
|
|
内导柱孔(不用导套)
|
(.01)±0 (双面)
|
+0.01
0
|
+0
|
0
-0.006
|
C+0.003
|
0
-0.002
|
|
打板内导套孔
|
(.01)±0 (双面)
|
+0.01
0
|
C+0.003
|
±0.002
|
C+0.003
|
0
-0.005
|
|
成形模内打外形
|
C-0.1
|
±0.01
|
与T>0.5的模具要求相同.
|
|
冲孔落料复合模不共享内打外形
|
-0.03
|
±0.01
|
|
冲孔落料复合模共享内打外形
|
|
冲孔落料复合模不共享外打外形
|
-Z+0.03
|
±0.01
|
|
夹
板
|
冲子固定孔
|
C+0.02
|
±0.01
|
C+0.01
|
+0.01
0
|
C+0.01
|
+0.01
0
|
|
导正销固定孔
|
C+0.01
|
+0.01
0
|
C+0.01
|
+0.01
0
|
C+0.01
|
+0.01
0
|
|
内导柱孔(不用导套)
|
(.01)±0 (双面)
|
+0.01
|
(.01)±0 (双面)
|
±0.005
|
+0
|
±0.005
|
|
打背打垫
|
冲子及导柱消孔
|
+1(设计定)
|
+0.1
0
|
与T>0.5的模具要求相同.
|
|
内打背外形
|
-1(设计定)
|
+0.1
0
|
|
下垫
|
落料孔
|
+1(设计定)
|
0
|
|
下模座
|
落料孔
|
+1.5(设计定)
|
+0.5
0
|
4.模具设计说明书
模具设计说明书体现模具的设计思想，应包括：
1）产品制件的材料、体积、质量。
2）凸凹模间隙的设计、模架的设计依据。
3）设计的压料行程、压料面积、拉延工作行程、制件定位装置设计等技术特点。
4）冲压机的选择依据。
5）设计总结。主要说明模具设计特色及自我评价，基于CAE分析的设计方案评估及优化等方面内容。
5.数控机床操作规程
1）进入竞赛单元后，穿好工作服，戴上安全帽及防护用品镜，不允许戴手套、扎领带操作数控机床，不允许穿凉鞋、拖鞋、高跟皮鞋等到场参赛。
2）上机操作前应阅读数控机床的操作说明书，熟悉数控机床的开机、关机顺序，规范操作机床。
3）开机前，应检查数控机床是否完好，检查油标、油量；上电后，首先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他操作，以确保各轴坐标的正确性；机床运行应遵循先低速、中速、再高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于 2～3 分钟。
4）了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，了解零件图的技术要求，检查毛坯尺寸、形状有无缺陷；选择合理的安装零件方法，正确地选用数控刀具，安装零件和刀具要保证准确牢固。
5）禁止私自打开机床电源控制柜，严禁徒手触摸电动机、排屑器；不允许两人同时操作开动的机床，某项工作如果需要两个选手共同完成时，应关闭机床主轴；手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；使用机械式寻边器时，机床主轴转速不得超过 600 转/分钟。
6）机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所用程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，关好安全防护罩，开动机床进行零件加工，程序正常运行中严禁开启防护门。
7）更换刀具、调整工件或清理机床时必须停机；机床在工作中出现不正常现象或发生故障时应按下“急停”按钮，保护现场，同时立即报告现场工作人员。
8）禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理，禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴或其它运动部位，禁止加工过程中测量工件，也不能用棉纱擦拭工件。
9）竞赛完毕后应清扫机床，保持清洁，依次关掉机床操作面板上的电源和总电源，使机床与环境保持清洁状态。
10）机床上的保险和安全防护装置，操作者不得任意拆卸和移动，严禁修改机床厂方设置参数，必要时必须通知设备管理员，请设备管理员修改，机床附件和量具、刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿。
6.电火花线切割机床操作规程
1）工件装夹前先要用油石去除工件的毛刺，清洗干净，并确认穿丝孔，需要穿孔的工件移动机床坐标要与穿孔图坐标一致。
2）在装夹时应充分考虑加工的区域以免在加工时割坏夹具，校正好工件后按照图纸的圆点正确设置坐标数，并移到加工的起始点坐标并穿好线。
3）正确调用程式，检查程式名和工件名是否一致，在机床加工面板模拟画图，对照图纸确认是否正确才能执行下一步作。
4）加工时选择合理的参数，加工过程中应密切注意电流等参数的变化。孔状零件加工时要留意废料对工件造成的二次放电，及时取出废料。所有外形修刀工件加工到残余切落段时做好保护工件工作并及时取出工件，避免切落工件时切割到工件。
5）加工完后应先测量所切形状尺寸精度，确认后方可拆下。卸下工件清洗干净，工件做好防锈处理。
