(全国职业技能比赛:高职)GZ013数字化设计与制造赛项赛题第4套教师赛M1.docx
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竞赛任务书
2023年全国职业院校技能大赛
DigitalDesignandManufacturing
赛项编号:
GZ013-J
赛项名称:
数字化设计与制造(教师赛)
赛项组别:
高职组
竞赛模块:
M1-数字化设计
竞赛时间:
180分钟
(赛题4)
2023年8月
(A4,共8页)
2023年全国职业院校技能大赛高职组数字化设计与制造赛项M1模块竞赛任务书1/8
创新设计
与CAE分析
工程图绘制
与产品展示
图1工作流程图
一、竞赛准备
请你在计算机D盘上以“M1-赛位号”建立1个文件夹,在文件夹下以“1-
逆向建模与实物测量”“2-创新设计与CAE分析”“3-工程图绘制与产品展示”
建立3个子文件夹,M1模块的竞赛作品按任务书要求存入对应子文件夹中,并作为评分的唯一依据。
文件名不得出现工位号,文件不准做任何文字、记号、
图案特殊标记,否则按违规处理。
二、竞赛资源
1.竞赛任务书;
2.M1模块电子文件位于D盘文件夹:
M1-TG。
三、竞赛任务
M1模块竞赛工作流程如图1所示。
逆向建模
与实物测量
图1工作流程图
(一)任务一逆向建模与实物测量(10分)
情境描述:
请你分别以测绘员、三维造型师的角色,完成以下3项子任务:
子任务1:
利用赛场给定软件,对产品中的齿轮轴、齿条活塞杆2个零件的STL格式数据进行逆向建模,并对照实物结合手工测量数据还原零件重要部位的
尺寸精度和几何公差。
子任务2:
对产品的实物关键部位进行测量获取产品重要尺寸信息。
利用通用测量工具,手工测量产品中的齿轮轴、缸体2个零件,根据使用功能确定产品
零件重要部位的尺寸精度和几何公差。
子任务3:
利用逆向建模和测绘建模的数据模型和现场提供的stp模型,并
调用标准件结合简图(附件1)对所有零件模型进行虚拟装配。
1.设计要求
(1)合理还原产品数字模型,对尺寸进行圆整处理,特征拆分合理,转角
2023年全国职业院校技能大赛高职组数字化设计与制造赛项M1模块竞赛任务书2/8
衔接圆润。
(2)实物的表面特征不得改变,数字模型比例(1:
1)不得改变。
(3)标准件需要通过测量确定型号,并在软件标准件模型库中调用。
(4)不得使用整体拟合功能。
2.提交材料
(1)齿轮轴、齿条活塞杆、缸体,Z3格式和stp格式。
(2)产品三维装配模型,Z3格式和stp格式。
3.提交位置
将以上2类文件保存到“1-逆向建模与实物测量”子文件夹内。
(二)任务二创新设计与CAE分析(30分)
情境描述:
请你以机械设计工程人员的角色,根据任务一生成的三维模型、
设计资料,结合机械设计相关知识,完成以下2项子任务:
子任务1:
从提升产品耐用度和旋转速度的角度对齿轮轴、齿条活塞杆进行
合理优化。
生成优化后的齿轮轴、齿条活塞杆三维模型。
子任务2:
对创新优化后的齿轮轴进行有限元力学分析,将优化后的三维零
件重新虚拟装配,完成运动仿真并对产品创新设计进行验证。
请按照如下要求,对创新优化后的齿轮轴进行有限元分析。
(1)齿轮轴材料为:
某工具钢,密度8160kg/m3,泊松比0.32,弹性模量
2.89E+10N/m2;
(2)齿轮轴与轴承装配面设定为“滚轴/滑块”约束;
(3)在齿轮轴输入端施加80Nm恒定扭矩,该扭矩可认为均匀施加在输入端
圆柱表面;
(4)对齿轮轴进行静力分析,可认为齿轮轴在扭矩作用下未发生扭转,即
在齿轮轴两端施加了“固定”约束。
请根据上述条件对齿轮轴划分合适的网格,进行受力分析,生成带有“应
力云图”的pdf格式分析报告。
2023年全国职业院校技能大赛高职组数字化设计与制造赛项M1模块竞赛任务书3/8
1.设计要求
(1)齿轮轴、齿条活塞杆优化之后使得结构紧凑、美观、合理,并符合加
工的可行性、工艺性、经济性等。
(2)在旋转气缸气体压力不变的条件下,气体推动齿轮齿条旋转速度加快。
(3)对齿轮轴设置合理的边界和约束条件,进行有限元分析,生成应力云
图。
(4)根据旋转气缸的工作原理对整个装配体进行虚拟运动仿真,展示旋转气缸工作状态下的外部和内部运动,并导出产品360°旋转展示动画,时长10-15
秒。
2.提交材料
(1)齿轮轴(优化)、齿条活塞杆(优化),Z3格式和stp格式。
(2)产品三维装配模型(优化),Z3格式和stp格式。
(3)应力云图(齿轮轴),Z3格式和PDF格式。
(4)产品运动仿真动画,avi格式。
3.提交位置
将以上4类文件保存到“2-创新设计与CAE分析”子文件夹内。
(三)任务三工程图绘制与产品展示(20分)
情境描述:
请你以机械设计工程人员的角色,根据任务二生成的产品三维
模型,完成以下2项子任务:
子任务1:
生成产品的产品爆炸图(彩图),绘制产品装配图及齿轮轴、缸
体的二维工程图。
子任务2:
采用图文结合的方式编制包含创新设计、运动仿真、有限元分析
等内容的创新设计报告,展示创新后的产品功能和特点。
1.设计要求
(1)零件与装配须符合机械制图的国家标准中的规定。
要求结构表达完整,
图形清晰,看图方便,尺寸标注做到规范、正确,排列整齐。
2023年全国职业院校技能大赛高职组数字化设计与制造赛项M1模块竞赛任务书4/8
(2)创新设计内容包含创新件的设计思路和工作原理。
(3)运动仿真包含旋转气缸运动状态的工作原理说明。
(4)有限元分析包含应力云图的结果分析,提出改进方案。
(5)创新报告要求逻辑性强,言简意赅,采用规范技术术语,排版整齐美
观。
2.提交材料
(1)产品爆炸图(彩图),JPG格式。
(2)产品装配工程图,DWG格式和PDF格式。
(3)齿轮轴(优化)、缸体,二维工程图的DWG格式和PDF格式。
(4)创新设计报告,WORD格式和PDF格式。
3.提交位置
将以上4类文件保存到“3-工程图绘制与产品展示”子文件夹内。
2023年全国职业院校技能大赛高职组数字化设计与制造赛项M1模块竞赛任务书5/8
四、附件
附件1装配简图
(样题仅作示例,具体参见正式竞赛任务书)
123456789101112
26
XZ06-12
罐
1
ZnA110-
25
GB/T819.1-2016
M6X5
0735
24
XZ06-11
直溶
整
23
XZ0G-10
R键
ZnA110-2
22
XZ06-09
销
数
21
GB/T10708.1-2000
YWY14X19X3
整
20
JB/T13637-2019
208005X084F-
PTFE
19
XZ06-08
核
储
18
XZ06-07
括秆
2
Cr18Ni9
n=1z=16t=20°
17
GB/T3452.1-2005
0H5X1.8
2
16
GB/T65-2013
帕M5X6
2
0735
15
JB982-77
验赣10
2
14
GB/T6177.1-2016
MOX1
2
0235
13
治菜程RB1007
2
19181716151413
24
25
26
重
222120
23
12
GB/T70.1-2008
的M5X14
8
0235
11
XZ0G-06
程
ZnA110-2
10
XZ06-05
程
9
GB/T276-20B
额61801-2Z
8
GB/T70.2-205
N5X8
6
0235
XZ06-04
幢
2A12
6
GB/T119,1-2000
3X8mó
35
5
XZ06-03
35CrMo
m=1z=1t=20°
GB/T70.1-2008
的M4X14
6
0235
3
GB/T276-20B
61905-27
2
XZ0G-02
年
2A12
XZ0G-01
衅
2A12
解
图号
书称
量
封料
(#
备注
t
藏带气血装配简图
机
4
键
RE
EN
11
111
111
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附件2工程图绘制要求
工程图设计应符合ISO或GB机械制图相关技术标准,具有要求如下:
1.图层设置使用软件默认,线宽及标注样式符合国标。
2.选择合适的比例、图幅。
3.正确绘制并合理表达各零件图。
4.正确、完整、清晰、合理原则标注各零件图的一般尺寸。
5.根据各零件的特点,合理标注技术要求。
表1零件图标题栏填写要求
序号
项目
填写内容说明
1
赛项名称
数字化设计与制造赛项
2
日期
2023/8/8
3
材料
根据实物材料填写
4
图样名称
缸体
齿轮轴(优化)
产品装配工程图
5
图样代号
XZQG-01
XZQG-03
XZQG-00
6
比例
自定义
注:
上表内容为标题栏必备信息,每张零件图均需完整填写,信息缺失或错误将酌情扣分;标题栏内不得出现除上述规定填写内容以外的信息,否则视为以做标记形
式作弊,该图判零分。
2023年全国职业院校技能大赛高职组数字化设计与制造赛项M1模块竞赛任务书7/8
附件3创新设计报告要求
请选手根据赛题要求,采用图文结合的方式编写创新设计报告,要求表述
专业、逻辑性强、技术术语规范、排版整齐美观,内容主要包括:
1.设计任务说明。
阐述一下产品创新背景,包括产品功能、存在缺陷等;
2.创新设计方案说明,包括创新设计思路及涉及到的知识点、关键技术,
创新设计流程,创新功能实现情况;
3.结合装配运动仿真,展示创新设计后的旋转气缸;
4.结合有限元力学分析结果,如有改进需要,进一步说明改进方案。
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- 全国 职业技能 比赛 高职 GZ013 数字化 设计 制造 赛项赛题第 教师 M1