（全國職業(yè)技能比賽：高職）GZ013數(shù)字化設計與制造賽項賽題第8套教師賽M1.docx

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競賽任務書2023年全國職業(yè)院校技能大賽DigitalDesignandManufacturing賽項編號：GZ013-J賽項名稱：數(shù)字化設計與制造（教師賽）賽項組別：高職組競賽模塊：M1-數(shù)字化設計競賽時間：180分鐘 （賽題8）2023年8月（A4，共8頁）2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設計與制造賽項M1模塊競賽任務書1/8 創(chuàng)新設計與CAE分析工程圖繪制與產品展示圖1工作流程圖一、競賽準備請你在計算機D盤上以“M1-賽位號”建立1個文件夾，在文件夾下以“1-逆向建模與實物測量”“2-創(chuàng)新設計與CAE分析”“3-工程圖繪制與產品展示”建立3個子文件夾，M1模塊的競賽作品按任務書要求存入對應子文件夾中，并作為評分的唯一依據(jù)。文件名不得出現(xiàn)工位號，文件不準做任何文字、記號、圖案特殊標記，否則按違規(guī)處理。二、競賽資源1.競賽任務書；2.M1模塊電子文件位于D盤文件夾：M1-TG。三、競賽任務M1模塊競賽工作流程如圖1所示。逆向建模與實物測量圖1工作流程圖（一）任務一逆向建模與實物測量（10分）情境描述：請你分別以測繪員、三維造型師的角色，完成以下3項子任務：子任務1：利用賽場給定軟件，對產品中的軸套支架（附件1裝配簡圖件8）的STL格式數(shù)據(jù)進行逆向建模，并對照實物結合手工測量數(shù)據(jù)還原零件重要部位的尺寸精度和幾何公差。子任務2：對產品的實物關鍵部位進行測量獲取產品重要尺寸信息。利用通用測量工具，手工測量產品中的鎖緊機構底座與鉛筆機基座2個零件，根據(jù)使用功能和安裝要求確定產品零件重要部位的尺寸精度和幾何公差。子任務3：利用逆向建模和測繪建模的數(shù)據(jù)模型和現(xiàn)場提供的stp模型，并調用標準件結合簡圖（附件1）對所有零件模型進行虛擬裝配。1.設計要求（1）合理還原產品數(shù)字模型，對尺寸進行圓整處理，特征拆分合理，轉角 2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設計與制造賽項M1模塊競賽任務書2/8 銜接圓潤。（2）實物的表面特征不得改變，數(shù)字模型比例(1:1)不得改變。（3）標準件需要通過測量確定型號，并在軟件標準件模型庫中調用。（4）不得使用整體擬合功能。2.提交材料（1）軸套支架，鎖緊機構底座、鉛筆機基座，Z3格式和stp格式。（2）產品三維裝配模型，Z3格式和stp格式。3.提交位置將以上2類文件保存到“1-逆向建模與實物測量”子文件夾內。（二）任務二創(chuàng)新設計與CAE分析（30分）情境描述：請你以機械設計工程人員的角色，根據(jù)任務一生成的三維模型、設計資料，結合機械設計相關知識，完成以下2項子任務：子任務1：為獲得比較合理的切削轉速，為電機輸出端設計一個減速機構，電機轉速9000r/min，傳動比18-30；為保證鎖緊機構底座與鉛筆機基座固定安裝，防止翻轉后鎖緊底座和基座脫離，對底座與基座進行優(yōu)化設計，生成優(yōu)化后的底座與基座的三維模型。子任務2：對螺栓（裝配簡圖件4）進行有限元力學分析；將優(yōu)化后的三維零件重新虛擬裝配，完成鉛筆機的運動仿真并對產品創(chuàng)新設計進行驗證。請按照如下要求，對創(chuàng)新優(yōu)化后的螺栓（裝配簡圖件4）進行有限元分析。（1）螺栓材料為：某鋼材，密度8710kg/m3，泊松比0.32，彈性模量3.89E+10N/m2;（2）螺栓與氣缸安裝板裝配面設定為“固定”約束；（3）在鉛筆鎖緊，氣缸推動鉛筆鎖緊盒運動時，氣缸的氣壓為0.6MPa，該氣壓可以認為均勻的施加在螺栓（裝配簡圖中件4）上；（4）對螺栓進行靜力分析，可認為鉛筆鎖緊，氣缸推動鉛筆鎖緊盒運動時未發(fā)生彎曲變形。 2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設計與制造賽項M1模塊競賽任務書3/8 請根據(jù)上述條件對螺栓劃分合適的網格，進行受力分析，生成帶有“應力云圖”的pdf格式分析報告。1.設計要求（1）減速機構、底座與基座優(yōu)化之后使得結構緊湊、美觀、合理，并符合加工的可行性、工藝性、經濟性等；（2）對螺栓設置合理的邊界和約束條件，進行有限元分析，生成應力云圖。（3）根據(jù)該鉛筆機的工作原理對整個裝配體進行虛擬運動仿真，展示鉛筆機的工作過程，機構運行情況，并導出產品360°旋轉展示動畫，時長10-15秒。2.提交材料（1）減速機構、底座（優(yōu)化）、基座（優(yōu)化），Z3格式和stp格式。（2）產品三維裝配模型（優(yōu)化），Z3格式和stp格式。（3）應力云圖（螺栓），Z3格式和PDF格式。（4）產品運動仿真動畫，avi格式。3.提交位置將以上4類文件保存到“2-創(chuàng)新設計與CAE分析”子文件夾內。（三）任務三工程圖繪制與產品展示（20分）情境描述：請你以機械設計工程人員的角色，根據(jù)任務二生成的產品三維模型，完成以下2項子任務：子任務1：生成產品的爆炸圖（彩圖），繪制產品裝配圖及減速機構、鎖緊機構底座的二維工程圖。子任務2：采用圖文結合的方式編制包含創(chuàng)新設計、運動仿真、有限元分析等內容的創(chuàng)新設計報告，展示創(chuàng)新后的產品功能和特點。1.設計要求（1）零件與裝配須符合機械制圖的國家標準中的規(guī)定。要求結構表達完整，圖形清晰，看圖方便，尺寸標注做到規(guī)范、正確，排列整齊。（2）創(chuàng)新設計內容包含創(chuàng)新件的設計思路和工作原理。 2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設計與制造賽項M1模塊競賽任務書4/8 （3）運動仿真包含鉛筆機的整個運動過程。（4）有限元分析包含應力云圖的結果分析，提出改進方案。（5）創(chuàng)新報告要求邏輯性強，言簡意賅，采用規(guī)范技術術語，排版整齊美觀。2.提交材料（1）爆炸圖（彩圖），JPG格式。（2）產品裝配工程圖，DWG格式和PDF格式。（3）減速機構、鎖緊機構底座（優(yōu)化），相關零件的二維工程圖的DWG格式和PDF格式。（4）創(chuàng)新設計報告，WORD格式和PDF格式。3.提交位置將以上4類文件保存到“3-工程圖繪制與產品展示”子文件夾內。 2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設計與制造賽項M1模塊競賽任務書5/8 四、附件附件1裝配簡圖(樣題僅作示例，具體參見正式競賽任務書)7658·910*11121314日1516432117181920212222螺釘M3X8鋼21基座LY220GB/T70.-2008螺釘M6X15鋼19QBJ-11電機18GB/T70.1-2008肆釘M6X25憫17GB/T65-2016開槽圓柱頭螺釘M4X25的6GB/T70.1-2008釘M6X60鋼15QB]-10電機支架LY12CZ14|Q8J-09電機安裝板LY12713Q8108鏈接塊塑料12GB/T73-2017螺燈M4X16制11QBJ-07軸套塑料旋轉刀架LY12CZ9Bs刀頭合金鋼8QBJ-04軸森支架LY12CZ鎖緊盒LY12CZ6氣缸安裝板LY125GB/T878-2007開槽無頭螺釘M6X60 4GB/T5782-2016螺檢M8X302鋼3QBJ-01鎖緊氣缸安裝板Y12CZDSNU-12-80-P-A-MA氣缸ADN-12-15-I-P-A縮進氣缸序號代號名稱數(shù)量材料重量備注明細欄常規(guī)鉛筆機結構簡圖標記處數(shù)分區(qū)更改文件簽名月，日設計標準化階段標記重量(Kg比例.5:1審核工藝批準2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設計與制造賽項M1模塊競賽任務書6/8 附件2工程圖繪制要求工程圖設計應符合ISO或GB機械制圖相關技術標準，具有要求如下：1.圖層設置使用軟件默認，線寬及標注樣式符合國標。2.選擇合適的比例、圖幅。3.正確繪制并合理表達各零件圖。4.正確、完整、清晰、合理原則標注各零件圖的一般尺寸。5.根據(jù)各零件的特點，合理標注技術要求。表1零件圖標題欄填寫要求序號項目填寫內容說明1塞項名稱數(shù)字化設計與制造賽項2日期2023/8/83材料根據(jù)實物材料填寫4圖樣名稱傳動機構安裝配合體產品裝配工程圖5圖樣代號QBJ-**QBJ-**QBJ-006比例自定義注：上表內容為標題欄必備信息，每張零件圖均需完整填寫，信息缺失或錯誤將酌情扣分；標題欄內不得出現(xiàn)除上述規(guī)定填寫內容以外的信息，否則視為以做標記形式作弊，該圖判零分。 2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設計與制造賽項M1模塊競賽任務書7/8 附件3創(chuàng)新設計報告要求請選手根據(jù)賽題要求，采用圖文結合的方式編寫創(chuàng)新設計報告，要求表述專業(yè)、邏輯性強、技術術語規(guī)范、排版整齊美觀，內容主要包括：1.設計任務說明。闡述一下產品創(chuàng)新背景，包括產品功能、存在缺陷等；2.創(chuàng)新設計方案說明，包括創(chuàng)新設計思路及涉及到的知識點、關鍵技術，創(chuàng)新設計流程，創(chuàng)新功能實現(xiàn)情況；3.結合裝配運動仿真，展示創(chuàng)新設計后的鉛筆機；4.結合有限元力學分析結果，如有改進需要，進一步說明改進方案。 2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組數(shù)字化設計與制造賽項M1模塊競賽任務書8/8