（全國(guó)職業(yè)技能比賽：高職）GZ013數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)賽題第9套教師賽M1.docx

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競(jìng)賽任務(wù)書(shū)2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽DigitalDesignandManufacturing賽項(xiàng)編號(hào)：GZ013-J賽項(xiàng)名稱：數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造（教師賽）賽項(xiàng)組別：高職組競(jìng)賽模塊：M1-數(shù)字化設(shè)計(jì)競(jìng)賽時(shí)間：180分鐘 （賽題9）2023年8月（A4，共8頁(yè)）2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)M1模塊競(jìng)賽任務(wù)書(shū)1/8 創(chuàng)新設(shè)計(jì)與CAE分析工程圖繪制與產(chǎn)品展示圖1工作流程圖一、競(jìng)賽準(zhǔn)備請(qǐng)你在計(jì)算機(jī)D盤(pán)上以“M1-賽位號(hào)”建立1個(gè)文件夾，在文件夾下以“1-逆向建模與實(shí)物測(cè)量”“2-創(chuàng)新設(shè)計(jì)與CAE分析”“3-工程圖繪制與產(chǎn)品展示”建立3個(gè)子文件夾，M1模塊的競(jìng)賽作品按任務(wù)書(shū)要求存入對(duì)應(yīng)子文件夾中，并作為評(píng)分的唯一依據(jù)。文件名不得出現(xiàn)工位號(hào)，文件不準(zhǔn)做任何文字、記號(hào)、圖案特殊標(biāo)記，否則按違規(guī)處理。二、競(jìng)賽資源1.競(jìng)賽任務(wù)書(shū)；2.M1模塊電子文件位于D盤(pán)文件夾：M1-TG。三、競(jìng)賽任務(wù)M1模塊競(jìng)賽工作流程如圖1所示。逆向建模與實(shí)物測(cè)量圖1工作流程圖（一）任務(wù)一逆向建模與實(shí)物測(cè)量（10分）情境描述：請(qǐng)你分別以測(cè)繪員、三維造型師的角色，完成以下3項(xiàng)子任務(wù)：子任務(wù)1：利用賽場(chǎng)給定軟件，對(duì)產(chǎn)品中的旋轉(zhuǎn)刀架（附件1裝配簡(jiǎn)圖件10）的STL格式數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向建模，并對(duì)照實(shí)物結(jié)合手工測(cè)量數(shù)據(jù)還原零件重要部位的尺寸精度和幾何公差。子任務(wù)2：對(duì)產(chǎn)品的實(shí)物關(guān)鍵部位進(jìn)行測(cè)量獲取產(chǎn)品重要尺寸信息。利用通用測(cè)量工具，手工測(cè)量產(chǎn)品中的氣缸安裝板和鎖緊盒（附件1裝配簡(jiǎn)圖件6件7），根據(jù)使用功能和安裝要求確定產(chǎn)品零件重要部位的尺寸精度和幾何公差。子任務(wù)3：利用逆向建模和測(cè)繪建模的數(shù)據(jù)模型和現(xiàn)場(chǎng)提供的stp模型，并調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)合簡(jiǎn)圖（附件1）對(duì)所有零件模型進(jìn)行虛擬裝配。1.設(shè)計(jì)要求（1）合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，對(duì)尺寸進(jìn)行圓整處理，特征拆分合理，轉(zhuǎn)角 2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)M1模塊競(jìng)賽任務(wù)書(shū)2/8 銜接圓潤(rùn)。（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。（3）標(biāo)準(zhǔn)件需要通過(guò)測(cè)量確定型號(hào)，并在軟件標(biāo)準(zhǔn)件模型庫(kù)中調(diào)用。（4）不得使用整體擬合功能。2.提交材料（1）旋轉(zhuǎn)刀架、氣缸安裝板、鎖緊盒，Z3格式和stp格式。（2）產(chǎn)品三維裝配模型，Z3格式和stp格式。3.提交位置將以上2類(lèi)文件保存到“1-逆向建模與實(shí)物測(cè)量”子文件夾內(nèi)。（二）任務(wù)二創(chuàng)新設(shè)計(jì)與CAE分析（30分）情境描述：請(qǐng)你以機(jī)械設(shè)計(jì)工程人員的角色，根據(jù)任務(wù)一生成的三維模型、設(shè)計(jì)資料，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，完成以下2項(xiàng)子任務(wù)：子任務(wù)1：為獲得比較合理的切削轉(zhuǎn)速，為電機(jī)輸出端設(shè)計(jì)一個(gè)減速機(jī)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)速9000r/min，傳動(dòng)比18-30；為保證鉛筆在卷削過(guò)程中圓周和軸向方向固定，在鉛筆鎖緊盒內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)鉛筆的鎖緊機(jī)構(gòu)（附件1裝配簡(jiǎn)圖件7），生成優(yōu)化后的減速機(jī)構(gòu)以及鉛筆的鎖緊機(jī)構(gòu)的三維模型。子任務(wù)2：對(duì)鎖緊氣缸連桿進(jìn)行有限元力學(xué)分析；將優(yōu)化后的三維零件重新虛擬裝配，完成鉛筆機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真并對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。請(qǐng)按照如下要求，對(duì)創(chuàng)新優(yōu)化后的鎖緊氣缸連桿進(jìn)行有限元分析。（1）鎖緊氣缸連桿材料為：某鋼材，密度8710kg/m3，泊松比0.32，彈性模量3.89E+10N/m2;（2）鎖緊氣缸與鎖緊氣缸安裝支架裝配面設(shè)定為“固定”約束；（3）在鉛筆鎖緊時(shí)，鎖緊氣缸的氣壓為0.6MPa，該氣壓可以認(rèn)為均勻的施加在鎖緊氣缸連桿上；（4）對(duì)鎖緊氣缸連桿進(jìn)行靜力分析，可認(rèn)為鎖緊氣缸連桿在鎖緊鉛筆時(shí)未發(fā)生彎曲變形。 2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)M1模塊競(jìng)賽任務(wù)書(shū)3/8 請(qǐng)根據(jù)上述條件對(duì)鎖緊氣缸連桿劃分合適的網(wǎng)格，進(jìn)行受力分析，生成帶有“應(yīng)力云圖”的pdf格式分析報(bào)告。1.設(shè)計(jì)要求（1）減速機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)優(yōu)化之后使得結(jié)構(gòu)緊湊、美觀、合理，并符合加工的可行性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等；（2）對(duì)鎖緊氣缸連桿設(shè)置合理的邊界和約束條件，進(jìn)行有限元分析，生成應(yīng)力云圖。（3）根據(jù)該鉛筆機(jī)的工作原理對(duì)整個(gè)裝配體進(jìn)行虛擬運(yùn)動(dòng)仿真，展示鉛筆機(jī)的工作過(guò)程，機(jī)構(gòu)運(yùn)行情況，并導(dǎo)出產(chǎn)品360°旋轉(zhuǎn)展示動(dòng)畫(huà)，時(shí)長(zhǎng)10-15秒。2.提交材料（1）減速機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)（優(yōu)化），Z3格式和stp格式。（2）產(chǎn)品三維裝配模型（優(yōu)化），Z3格式和stp格式。（3）應(yīng)力云圖（鎖緊氣缸連桿），Z3格式和stp格式。（4）產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)仿真動(dòng)畫(huà)，avi格式。3.提交位置將以上4類(lèi)文件保存到“2-創(chuàng)新設(shè)計(jì)與CAE分析”子文件夾內(nèi)。（三）任務(wù)三工程圖繪制與產(chǎn)品展示（20分）情境描述：請(qǐng)你以機(jī)械設(shè)計(jì)工程人員的角色，根據(jù)任務(wù)二生成的產(chǎn)品三維模型，完成以下2項(xiàng)子任務(wù)：子任務(wù)1：生成產(chǎn)品的爆炸圖（彩圖），繪制產(chǎn)品裝配圖及減速機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)的二維工程圖。子任務(wù)2：采用圖文結(jié)合的方式編制包含創(chuàng)新設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、有限元分析等內(nèi)容的創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告，展示創(chuàng)新后的產(chǎn)品功能和特點(diǎn)。1.設(shè)計(jì)要求（1）零件與裝配須符合技術(shù)制圖與機(jī)械制圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。要求結(jié) 構(gòu)表達(dá)完整，圖形清晰，看圖方便，尺寸標(biāo)注做到規(guī)范、正確，排列整齊。2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)M1模塊競(jìng)賽任務(wù)書(shū)4/8 （2）創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容包含創(chuàng)新件的設(shè)計(jì)思路和工作原理。（3）運(yùn)動(dòng)仿真包含鉛筆機(jī)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。（4）有限元分析包含應(yīng)力云圖的結(jié)果分析，提出改進(jìn)方案。（5）創(chuàng)新報(bào)告要求邏輯性強(qiáng)，言簡(jiǎn)意賅，采用規(guī)范技術(shù)術(shù)語(yǔ)，排版整齊美觀。2.提交材料（1）產(chǎn)品爆炸圖（彩圖）,JPG格式。（2）產(chǎn)品裝配工程圖，DWG格式和PDF格式。（3）減速機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)（優(yōu)化），相關(guān)零件二維工程圖的DWG格式和PDF格式。（4）創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告，WORD格式和PDF格式。3.提交位置將以上4類(lèi)文件保存到“3-工程圖繪制與產(chǎn)品展示”子文件夾內(nèi)。 2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)M1模塊競(jìng)賽任務(wù)書(shū)5/8 四、附件附件1裝配簡(jiǎn)圖(樣題僅作示例，具體參見(jiàn)正式競(jìng)賽任務(wù)書(shū))765891011121314日1516432117181920212222GB/T70.1-2008螺釘M3XB鋼21QBJ-12基座LY12CZ20螺釘M6X153鋼19電機(jī)18GB/T70.1-2008螺釘M6X25鋼17GB/T65-2016開(kāi)槽園柱頭螺釘M4X25鋼16GB/T70.1-2008螺釘M6X60鋼15OB110電機(jī)支架LY12CZ14電機(jī)安器板LY12CZ13鎮(zhèn)接塊塑料12螺釘M4X16鋼11軸套塑料0旋轉(zhuǎn)刀架刀頭軸套支架鎖系盒氣缸安裝板LY12CZCB/T878-2007開(kāi)槽無(wú)頭螺釘M6X60鋼GB/T5782-2016螺檢M8X30鋼QB]-01鎖緊氣缸安裝板LY12CZ DSNU-12-80-P-A-MA氣紅ADN-12-15-1-P-A縮進(jìn)氣缸字號(hào)代號(hào)名稱故量材料重量備注明細(xì)欄常規(guī)鉛筆機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖標(biāo)記處數(shù)分區(qū)改交件簽名月.設(shè)計(jì)際準(zhǔn)化階段標(biāo)記量(Kg比例1.5:審核工藝批準(zhǔn)2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)M1模塊競(jìng)賽任務(wù)書(shū)6/8 附件2工程圖繪制要求工程圖設(shè)計(jì)應(yīng)符合ISO或GB機(jī)械制圖相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有要求如下：1.圖層設(shè)置使用軟件默認(rèn)，線寬及標(biāo)注樣式符合國(guó)標(biāo)。2.選擇合適的比例、圖幅。3.正確繪制并合理表達(dá)各零件圖。4.正確、完整、清晰、合理原則標(biāo)注各零件圖的一般尺寸。5.根據(jù)各零件的特點(diǎn)，合理標(biāo)注技術(shù)要求。表1零件圖標(biāo)題欄填寫(xiě)要求序號(hào)項(xiàng)目填寫(xiě)內(nèi)容說(shuō)明1賽項(xiàng)名稱數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)2日期2023/8/83材料根據(jù)實(shí)物材料填寫(xiě)4圖樣名稱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鎖緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)品裝配工程圖5圖樣代號(hào)QBJ-**QBJ-**QBJ-006比例自定義注：上表內(nèi)容為標(biāo)題欄必備信息，每張零件圖均需完整填寫(xiě)，信息缺失或錯(cuò)誤將酌情扣分；標(biāo)題欄內(nèi)不得出現(xiàn)除上述規(guī)定填寫(xiě)內(nèi)容以外的信息，否則視為以做標(biāo)記形式作弊，該圖判零分。 2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)M1模塊競(jìng)賽任務(wù)書(shū)7/8 附件3創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告要求請(qǐng)選手根據(jù)賽題要求，采用圖文結(jié)合的方式編寫(xiě)創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告，要求表述專(zhuān)業(yè)、邏輯性強(qiáng)、技術(shù)術(shù)語(yǔ)規(guī)范、排版整齊美觀，內(nèi)容主要包括：1.設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明。闡述一下產(chǎn)品創(chuàng)新背景，包括產(chǎn)品功能、存在缺陷等；2.創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案說(shuō)明，包括創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路及涉及到的知識(shí)點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程，創(chuàng)新功能實(shí)現(xiàn)情況；3.結(jié)合裝配運(yùn)動(dòng)仿真，展示創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的鉛筆機(jī)；4.結(jié)合有限元力學(xué)分析結(jié)果，如有改進(jìn)需要，進(jìn)一步說(shuō)明改進(jìn)方案。 2023年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)M1模塊競(jìng)賽任務(wù)書(shū)8/8