202023年全國職業(yè)院校技能大賽DigitalDesignandManufacturing賽項編號：GZ-013賽項名稱：數(shù)字化設(shè)計與制造（教師賽）賽項組別：高職組競賽模塊：M1-數(shù)字化設(shè)計競賽時間：180分鐘競賽任務(wù)書（樣題10）2023年4月（A4，共10頁）一、競賽準(zhǔn)備請你在計算機(jī)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(shè)計與CAE分析”“3-工程圖繪制與產(chǎn)品展示”建立3個子文件夾，M1模塊的競賽作品按任務(wù)書要求存入對應(yīng)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(zhǔn)做任何文字、記號、圖案特殊標(biāo)記，否則按違規(guī)處理。二、競賽資源1.競賽任務(wù)書；2.M1模塊電子文件位于D盤文件夾：M1-TG。三、競賽任務(wù)M1模塊競賽工作流程如圖1所示。逆向建模逆向建模與實物測量創(chuàng)新設(shè)計與CAE分析工程圖繪制與產(chǎn)品展示圖1工作流程圖圖1工作流程圖（一）任務(wù)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(wù)：子任務(wù)1：利用賽場給定軟件，對產(chǎn)品中的卷筆刀旋轉(zhuǎn)刀架零件（附件1裝配簡圖中件10）的STL格式數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向建模，并對照實物結(jié)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(wù)2：對產(chǎn)品的實物關(guān)鍵部位進(jìn)行測量獲取產(chǎn)品重要尺寸信息。利用通用測量工具，手工測量電機(jī)和產(chǎn)品中鎖緊機(jī)構(gòu)（附件1裝配簡圖中件7）和鎖緊氣缸（附件1裝配簡圖中件1），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：利用逆向建模和測繪建模的數(shù)據(jù)模型和現(xiàn)場提供的stp模型，并調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)合簡圖（附件1）對所有零件模型進(jìn)行虛擬裝配。1.設(shè)計要求（1）合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，對尺寸進(jìn)行圓整處理，特征拆分合理，轉(zhuǎn)角銜接圓潤。（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(biāo)準(zhǔn)件需要通過測量確定型號，并在軟件標(biāo)準(zhǔn)件模型庫中調(diào)用。（4）不得使用整體擬合功能。2.提交材料（1）卷筆刀旋轉(zhuǎn)刀架，源文件格式和stp格式。（2）產(chǎn)品三維裝配模型，源文件格式和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(nèi)。（二）任務(wù)二創(chuàng)新設(shè)計與CAE分析（30分）情境描述：請你以機(jī)械設(shè)計工程人員的角色，根據(jù)任務(wù)一生成的三維模型、設(shè)計資料，結(jié)合機(jī)械設(shè)計相關(guān)知識，完成以下2項子任務(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)計一個減速機(jī)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)速9000r/min，傳動比18-30；設(shè)計一個鉛筆鎖緊機(jī)構(gòu)（附件1裝配簡圖中件7）和鎖緊氣缸（附件1裝配簡圖中件1）之間的連接機(jī)構(gòu)，保證鎖緊機(jī)構(gòu)能夠夾緊和松開，生成優(yōu)化后的傳動機(jī)構(gòu)以及連接機(jī)構(gòu)的三維模型。子任務(wù)2：軸套支架（附件1裝配簡圖中件8）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)的運動仿真并對產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計進(jìn)行驗證。1.設(shè)計要求（1）傳動機(jī)構(gòu)、連接機(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）對軸套支架選擇合適的材料、分析受力情況、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)的工作原理對整個裝配體進(jìn)行虛擬運動仿真，展示鉛筆機(jī)的工作過程，機(jī)構(gòu)運行情況，并導(dǎo)出產(chǎn)品360°旋轉(zhuǎn)展示動畫，時長10-15秒。2.提交材料（1）傳動機(jī)構(gòu)、連接機(jī)構(gòu)（優(yōu)化后的三維模型），源文件格式和stp格式。（2）鉛筆機(jī)的產(chǎn)品模型，源文件格式和stp格式。（3）軸套支架底座的應(yīng)力云圖，源文件格式和PDF格式。（4）產(chǎn)品運動仿真動畫，源文件格式和avi格式。3.提交位置將以上4類文件保存到“2-創(chuàng)新設(shè)計與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：請你以機(jī)械設(shè)計工程人員的角色，根據(jù)任務(wù)二生成的產(chǎn)品三維模型，完成以下2項子任務(wù)：子任務(wù)1：生成產(chǎn)品的爆炸圖，繪制產(chǎn)品裝配圖及傳動機(jī)構(gòu)、連接機(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、運動仿真、有限元分析等內(nèi)容的創(chuàng)新設(shè)計報告，展示創(chuàng)新后的產(chǎn)品功能和特點。1.設(shè)計要求（1）零件與裝配須符合機(jī)械制圖的國家標(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。（2）創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容包含創(chuàng)新件的設(shè)計思路和工作原理。（3）運動仿真包含鉛筆機(jī)的整個運動過程。（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)新報告要求邏輯性強，言簡意賅，采用規(guī)范技術(shù)術(shù)語，排版整齊美觀。2.提交材料（1）產(chǎn)品爆炸圖,源文件格式和PDF格式。（2）產(chǎn)品裝配圖，源文件格式和PDF格式。（3）傳動機(jī)構(gòu)、連接機(jī)構(gòu)（創(chuàng)新設(shè)計后）的相關(guān)零件的二維工程圖，源文件格式和PDF格式。（4）創(chuàng)新設(shè)計報告，源文件格式和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(chǎn)品展示”子文件夾內(nèi)。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(wù)書）附件2CAE分析應(yīng)力云圖請選手根據(jù)結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)運動的工況，在工作狀態(tài)下軸套支架的有限元分析，并完成下表的填空。貼應(yīng)力云圖截圖步驟情況說明受力分析產(chǎn)品材料網(wǎng)格劃分約束設(shè)置載荷設(shè)置應(yīng)力云圖附件3工程圖繪制要求工程圖設(shè)計應(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：表1零件圖標(biāo)題欄填寫要求序號項目填寫內(nèi)容說明1賽項名稱數(shù)字化設(shè)計與制造賽項2日期2023/4/83材料根據(jù)實物材料填寫4圖樣名稱傳動機(jī)構(gòu)連接機(jī)構(gòu)裝配圖5圖樣代號QBJ-QBJ-M1-0006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，信息缺失或錯誤將酌情扣分；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。附件4創(chuàng)新設(shè)計報告要求請選手根據(jù)賽題要求，采用圖文結(jié)合的方式編寫創(chuàng)新設(shè)計報告，要求表述專業(yè)、邏輯性強、技術(shù)術(shù)語規(guī)范、排版整齊美觀，內(nèi)容主要包括：1.設(shè)計任務(wù)說明。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)計方案說明，包括創(chuàng)新設(shè)計思路及涉及到的知識點、關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新設(shè)計流程，創(chuàng)新功能實現(xiàn)情況；3.結(jié)合裝配運動仿真，展示創(chuàng)新設(shè)計后的鉛筆機(jī)；4.結(jié)合附件2有限元力學(xué)分析結(jié)果，如有改進(jìn)需要，進(jìn)一步說明改進(jìn)方案。

附件5安全文明素養(yǎng)現(xiàn)場評價表

序號內(nèi)容倒扣分選手編號扣分原因扣分值選手簽字裁判簽字1在完成工作任務(wù)的過程中，因操作不當(dāng)導(dǎo)致事故。視情節(jié)扣總分1-2分，情況嚴(yán)重者取消比賽資格。（現(xiàn)場裁判共同商議確定扣分分值。）2因違規(guī)操作損壞賽場提供的設(shè)備，污染賽場環(huán)境等嚴(yán)重不符合職業(yè)規(guī)范的行為。視情節(jié)扣總分1-2分，情況嚴(yán)重者取消比賽資格。（現(xiàn)場裁判共同商議確定扣分分值。）3擾亂賽場秩序，干