“歐特克杯”機械數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)（中、高職組）賽項規(guī)程+樣題

頁，共4頁附件2：2020年度機械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽高職組“歐特克杯”機械數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)賽項任務(wù)書（樣卷）參賽選手須知任務(wù)書正文共4頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，并進行任務(wù)書的更換。比賽時間4小時，賽題共3大題6道題目，參賽隊（選手）應(yīng)合理分工完成全部題目。參賽選手應(yīng)始終保持賽卷、圖冊完整，不得拆散賽卷或圖冊。參賽選手須嚴格按照題目規(guī)定的路徑及名稱存儲文件，并在比賽過程中及時保存。參賽選手應(yīng)按照各題目要求，在指定的設(shè)備完成操作，并在比賽結(jié)束前將全部電子文件歸檔于指定位置，未存儲到指定位置的運行記錄或程序文件不作為競賽成果予以評分。計算機編輯文件請實時存盤，建議10-15分鐘存盤一次，客觀原因斷電情況下，酌情補時不超過15分鐘。各題目中模型及工程圖、效果圖、動畫等由Inventor、Fusion360完成，詳見各題目要求；工藝卡、質(zhì)檢卡、設(shè)計及制造文檔須在提供的模板文件中完成。必須使用提供的Autodesk帳號登錄Fusion360完成相關(guān)設(shè)計、制造工作。工程圖按照題目圖紙樣式，依據(jù)機械制圖“圖樣畫法”國家標準繪制；工程圖標題欄、明細欄要求如下：六視圖、爆炸圖標題欄要求填寫圖樣名稱、圖樣代號及基礎(chǔ)視圖比例；零件圖標題欄要求填寫圖樣名稱、圖樣代號、零件材料、零件重量及基礎(chǔ)視圖比例。工程圖明細欄要求包含序號、代號、名稱、數(shù)量、材料、重量及備注；明細欄總寬180mm，各列寬度依次為8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。321序號代號名稱數(shù)量材料重量備注嚴格遵守設(shè)備使用規(guī)范，安全操作加工設(shè)備。由于參賽選手人為原因?qū)е赂傎愒O(shè)備損壞，以致無法正常繼續(xù)比賽，將取消參賽隊競賽資格。題目1依據(jù)數(shù)字模型文件評判成績，題目2、3依據(jù)設(shè)計（制造）報告評判成績。任務(wù)書中只得填寫競賽相關(guān)信息，不得出現(xiàn)學校、姓名等與身份有關(guān)的信息或與競賽過程無關(guān)的內(nèi)容，否則成績無效。競賽場次：第場 賽位號：第號題目1數(shù)字建模（40%）活塞式氣動馬達如圖1-1，請根據(jù)給出的圖紙及要求，建立產(chǎn)品數(shù)字模型并完成產(chǎn)品設(shè)計表達。圖1-1活塞式氣動馬達本題要求使用Inventor于計算機A完成，需提交的文件及相關(guān)要求見表1-1；所有文件須歸檔于計算機A“桌面\賽位號\1-數(shù)字樣機”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。表1-1數(shù)字樣機部分需提交的文件內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）項目項目文件活塞式氣動馬達.ipj零

件底座模型及工程圖底座.ipt、底座.idw支架模型及工程圖支架.ipt、支架.idw需使用SheetMetal.ipt創(chuàng)建。氣缸模型及工程圖氣缸.ipt、氣缸.idw飛輪模型及工程圖飛輪.ipt、飛輪.idw曲柄圓盤僅模型曲柄圓盤.ipt、曲柄圓盤.idw連接軸僅模型連接軸.ipt、連接軸.idw部件相關(guān)部件模型、裝配圖、爆炸圖及明細欄活塞式氣動馬達.iam各標準件由資源中心調(diào)入；活塞、連桿、氣缸蓋等其他零件已提供?；钊綒鈩玉R達裝配圖.idw活塞式氣動馬達.ipn活塞式氣動馬達爆炸圖.idw設(shè)計表達工作原理動畫活塞式氣動馬達

工作原理動畫.wmv按照提供的視頻由InventorStudio制作，需包含圓盤逆時針轉(zhuǎn)動、鏡頭調(diào)整及氣缸淡顯；時長5s；大小1280×720。部件拆解動畫活塞式氣動馬達

部件拆解動畫.wmv按照提供的視頻由表達視圖模塊制作，需要包括全部零件拆解動作；時長不超過30秒；大小1280×720。題目2數(shù)字設(shè)計（30%）題目2-1輕量化設(shè)計如圖2-1，活塞式氣動馬達各部件通過“支架”固定于底座，支架材質(zhì)為鋼，重量0.034kg。請根據(jù)以下條件，使用Fusion360衍生式設(shè)計（GenerativeDesign）模塊并配合Inventor仿真分析（Simulation）模塊，對“1901-02支架”進行輕量化設(shè)計與驗證。支架支架上方各零件

總重量10倍上方各零件

總重量10倍圖2-11901-02支架圖2-2支架承擔載荷示意保持支架上方各零部件安裝位置不變。保持支架與其他零件連接方式不變，即通過4個螺釘固定于底座，且另通過2個螺釘與氣缸連接?？紤]氣缸工作時對支架的作用力，以豎直向下方向10倍于支架所承零部件重量為載荷條件進行設(shè)計。材料指定為ABS，制造方式為無限制，螺釘連接面的最小壁厚為3mm。以最小重量為設(shè)計目標，安全系數(shù)取為2.0。使用Inventor仿真分析（Simulation）模塊對輕量化設(shè)計前的原零件進行分析驗證。使用Inventor仿真分析（Simulation）模塊對輕量化設(shè)計后的新零件進行分析驗證與對比。本題輕量化設(shè)計部分要求使用Fusion360，可于計算機B完成；仿真分析、部件相關(guān)部分要求使用Inventor，可于計算機A或B完成。全部內(nèi)容完成后須將所有數(shù)據(jù)文件拷貝至計算機A。題目2-1需提交的文件及相關(guān)要求見表2-1；所有文件須在比賽結(jié)束前歸檔于計算機A“桌面\賽位號\2-1-輕量化設(shè)計”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。表2-1輕量化設(shè)計部分需提交的文件內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）零件輕量化支架支架L.f3d或支架L.stp.f3d文件需導(dǎo)出至本地計算機部件相關(guān)部件模型、裝配圖活塞式氣動馬達L.iam使用輕量化設(shè)計支架替換原有設(shè)計方案的部件模型與裝配圖?；钊綒鈩玉R達L裝配圖.idw設(shè)計報告輕量化設(shè)計與分析

報告輕量化設(shè)計與分析報告.pptx需使用提供的報告模板完成。題目2-2機構(gòu)計算分析氣缸工作原理見圖2-3，壓縮空氣通過氣缸通氣道進入活塞頂面，推動活塞上下運動，活塞上下運動通過連桿轉(zhuǎn)換成曲柄圓盤旋轉(zhuǎn)運動。請按要求完成如下計算，并填寫機構(gòu)設(shè)計計算報告。圖2-3氣缸工作原理計算現(xiàn)行設(shè)計方案中的活塞行程。若活塞行程調(diào)整為18mm，且活塞頂部極限位置不變，1901-05曲柄圓盤及1901-08連桿應(yīng)作怎樣的調(diào)整；要求僅變更兩個零件中的各一個尺寸。設(shè)活塞受到的壓力為10N，曲柄圓盤轉(zhuǎn)速為360deg/s，使用Inventor運動仿真找出尺寸更改后“連桿”在一個工作周期（1s）中受力最大的位置，并使用Inventor應(yīng)力分析工具，分析此時連桿應(yīng)力、應(yīng)變情況。本題目要求使用Inventor，可于計算機A或B完成，全部內(nèi)容完成后須將所有數(shù)據(jù)文件拷貝至計算機A。題目2-2需提交的文件及相關(guān)要求見表2-2；所有文件須在比賽結(jié)束前歸檔于計算機A“桌面\賽位號\2-2-機構(gòu)設(shè)計計算”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。表2-2輕量化設(shè)計部分需提交的文件內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）零件尺寸調(diào)整后的曲柄圓盤曲柄圓盤.ipt、曲柄圓盤.idw滿足條件2的零件模型及零件圖。尺寸調(diào)整后的連桿連桿.ipt、連桿.idw設(shè)計報告機構(gòu)設(shè)計計算與分析報告機構(gòu)設(shè)計計算與分析報告.pptx包含原有設(shè)計方案的氣缸行程數(shù)據(jù)；需使用提供的報告模板完成。題目3數(shù)字制造（30%）題目3-1增材制造設(shè)置合理的3D打印參數(shù)，選擇恰當?shù)膮?shù)完成題目2-1輕量化支架的增材制造，并將各項打印參數(shù)填入增材制造報告。注意：此部分制造的零件將在題目3-2-2進一步做精加工處理，應(yīng)考慮適當?shù)募庸び嗔俊１绢}目要求使用Fusion360，于計算機B完成3D打印參數(shù)設(shè)置及前期準備（材料為ABS），并將數(shù)據(jù)輸出至3D打印機。題目3-1需提交的物品（文件）及相關(guān)要求見表3-1，數(shù)字文件須在比賽結(jié)束前歸檔于計算機A“桌面\賽位號\3-1-增材制造”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。表3-1增材制造部分需提交的物品（文件）內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）物理模型3D打印得到的輕量化支架模型—經(jīng)后續(xù)加工后放置于工作臺。制造報告增材制造報告增材制造報告.pptx需使用提供的報告模板完成。題目3-2減材制造本題目分為兩部分，請首先使用給定的毛坯，完成指定零件部分特征的減材制造（數(shù)控加工）；再使用題目3-1增材制造得到的零件模型，完成部分特征的減材制造（數(shù)控加工）以滿足指定的尺寸精度要求。題目3-2-1減材制造（I）現(xiàn)有用于加工零件“1901-01底座”（見圖3-1）的毛坯（已提供，材料為代木），請合理安排的加工工藝，完成零件頂面及底面銑削加工（需加工頂面、底面及底部凹槽，外形輪廓尺寸、倒角、螺紋孔等無需考慮），保證頂面至底面的距離16mm控制于±0.05mm范圍內(nèi)。圖3-11901-01底座題目3-2-2減材制造（II）使用減材制造（數(shù)控銑削加工）方法，安排合理的加工工藝，對題目3-1制造的輕量化支架模型的頂面做精加工處理，將支架頂面至底面的距離20mm控制于±0.05mm范圍內(nèi)。本題目要求使用Fusion360，于計算機A設(shè)置工藝并輸出加工代碼，使用數(shù)控設(shè)備完成零部件加工。題目3-2需提交的物品（文件）及相關(guān)要求見表3-2，數(shù)字文件須在比賽結(jié)束前歸檔于計算機A“桌面\賽位號\3-2-減材制造”；不得為不同類型的文件單