歐特克杯“機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)”比賽樣題

2019年度機(jī)械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽

中職組-“歐特克杯”機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)賽項(xiàng)

任務(wù)書（樣卷）

參賽選手須知

1.任務(wù)書共10頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時(shí)向裁判示意，并進(jìn)行任務(wù)書的更換。

2.比賽時(shí)間4小時(shí)，賽題共3大題6道題目，參賽隊(duì)（選手）應(yīng)合理分工完成全部題目。

3.參賽選手應(yīng)始終保持賽卷完整，不得拆散賽卷。

4.參賽選手須嚴(yán)格按照題目規(guī)定的路徑及名稱存儲(chǔ)文件，并在比賽過程中及時(shí)保存。

5.參賽選手應(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(chǔ)到指定位置的運(yùn)行記錄或程序文件不作為競賽成果予以評(píng)分。計(jì)算機(jī)編輯文件請實(shí)時(shí)存盤，建議10-15分

鐘存盤一次，客觀原因斷電情況下，酌情補(bǔ)時(shí)不超過15分鐘。

6.各題目中模型及工程圖、效果圖、動(dòng)畫等由Inventor、Fusion360完成，詳見各題目要求；工藝卡、質(zhì)

檢卡、設(shè)計(jì)及制造文檔須在提供的模板文件中完成。

7.必須使用提供的帳號(hào)登錄Fusion360完成相關(guān)設(shè)計(jì)、制造工作。

8.工程圖按照題目圖紙樣式，依據(jù)機(jī)械制圖“圖樣畫法”國家標(biāo)準(zhǔn)繪制；工程圖標(biāo)題欄、明細(xì)欄要求如下：

（1）六視圖、爆炸圖標(biāo)題欄要求填寫圖樣名稱、圖樣代號(hào)及基礎(chǔ)視圖比例；零件圖標(biāo)題欄要求填寫圖樣

名稱、圖樣代號(hào)、零件材料、零件重量及基礎(chǔ)視圖比例。

（2）工程圖明細(xì)欄要求包含序號(hào)、代號(hào)、名稱、數(shù)量、材料、重量及備注；明細(xì)欄總寬180mm，各列寬

度依次為8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。

3

2

1

序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量材料重量備注

9.嚴(yán)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(duì)競賽資格。

10.任務(wù)書中只得填寫競賽相關(guān)信息，不得出現(xiàn)學(xué)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(hào)：第號(hào)

第1頁，共5頁

題目1數(shù)字樣機(jī)（40%）

活塞式氣動(dòng)馬達(dá)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(jì)表達(dá)。

圖1-1活塞式氣動(dòng)馬達(dá)

本題需提交的文件及相關(guān)要求見表1-1；所有文件須歸檔于“桌面\賽位號(hào)\1-數(shù)字樣機(jī)”；不得為不同

類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。

表1-1數(shù)字樣機(jī)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(xiàng)目項(xiàng)目文件活塞式氣動(dòng)馬達(dá).ipj

底座僅模型1901-01.ipt

支架模型及工程圖1901-02.ipt、1901-02.idw需使用SheetMetal.ipt創(chuàng)建。

氣缸模型及工程圖1901-03.ipt、1901-03.idw

飛輪模型及工程圖1901-04.ipt、1901-04.idw

曲柄圓盤僅模型1901-05.ipt

零

連接軸僅模型1901-06.ipt

件

活塞僅模型1901-07.ipt

連桿僅模型1901-08.ipt

氣缸蓋僅模型1901-09.ipt

曲柄銷僅模型1901-10.ipt

節(jié)流螺栓僅模型1901-11.ipt

1901活塞式氣動(dòng)馬達(dá).iam各標(biāo)準(zhǔn)件由資源中心調(diào)入。

部件模型、裝

1901裝配圖.idw

部件相關(guān)配圖、爆炸圖

1901活塞式氣動(dòng)馬達(dá).ipn

及明細(xì)欄

1901爆炸圖.idw

按照提供的視頻由表達(dá)視圖模塊制

活塞式氣動(dòng)馬達(dá)裝拆動(dòng)

設(shè)計(jì)表達(dá)裝拆動(dòng)畫作，需要包括全部零件拆解動(dòng)作；時(shí)

畫.wmv

長不超過30秒；大小1280×720。

第2頁，共5頁

題目2數(shù)字設(shè)計(jì)（25%）

題目2-1輕量化設(shè)計(jì)

如圖2-1，活塞式氣動(dòng)馬達(dá)各部件通過“1901-02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，對“1901-02支架”進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。

支架

圖2-11901-02支架

1.保持支架上方各零部件安裝位置不變。

2.保持支架與其他零件連接方式不變，即通過4個(gè)螺釘固定于底座，且另通過2個(gè)螺釘與氣缸連接。

3.考慮氣缸工作時(shí)對支架的作用力，以豎直向下方向5倍于支架所承零部件重量為載荷條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.材料指定為鋼，制造方式為增材制造，最小壁厚設(shè)置為3mm。

5.以最小重量為設(shè)計(jì)目標(biāo)，安全系數(shù)取為2.0。

6.使用仿真（Simulation）模塊對輕量化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

本題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“桌面\賽位號(hào)\2-1-輕量化設(shè)

計(jì)”；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。

表2-1輕量化設(shè)計(jì)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1901-02B.f3d或1901-02B.stp

1901B活塞式氣動(dòng)馬達(dá).iam使用輕量化設(shè)計(jì)支架替換原有設(shè)計(jì)方案

部件相關(guān)部件模型、裝配圖

1901B裝配圖.idw的部件模型與裝配圖。

設(shè)計(jì)報(bào)告輕量化設(shè)計(jì)報(bào)告輕量化設(shè)計(jì)報(bào)告.pptx需使用提供的報(bào)告模板完成。

第3頁，共5頁

題目2-2機(jī)構(gòu)計(jì)算分析

氣缸工作原理見圖2-2，壓縮空氣通過氣缸通氣道進(jìn)入活塞頂面，推動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)，活塞上下運(yùn)動(dòng)通過連

桿轉(zhuǎn)換成曲柄圓盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。請按要求完成如下計(jì)算，并填寫機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告。

圖2-2氣缸工作原理

1.計(jì)算現(xiàn)行設(shè)計(jì)方案中氣缸的行程。

2.若活塞行程調(diào)整為14mm，且仍將到達(dá)氣缸頂部，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(gè)零件中的各一個(gè)尺寸。

3.設(shè)活塞受到的壓力為10N，曲柄圓盤轉(zhuǎn)速為1r/s，使用Inventor運(yùn)動(dòng)仿真工具，找出“連桿”在一個(gè)工

作周期中受力最大的位置，并使用Inventor應(yīng)力分析工具，分析此時(shí)連桿應(yīng)力、應(yīng)變情況。

本題目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“桌面\賽位號(hào)\2-2-機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

計(jì)算”；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。

表2-2輕量化設(shè)計(jì)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）

尺寸調(diào)整后的曲柄圓盤1901-05B.ipt、1901-05B.idw

零件滿足條件2的零件模型及零件圖。

尺寸調(diào)整后的連桿1901-08B.ipt、1901-05B.idw

設(shè)計(jì)報(bào)告機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告.pptx需使用提供的報(bào)告模板完成。

題目3產(chǎn)品制造（35%）

題目3-1增材制造

設(shè)置合理的3D打印參數(shù)，選擇恰當(dāng)?shù)膮?shù)完成題目2-1輕量化支架的增材制造，并將各項(xiàng)打印參數(shù)填入增

材制造報(bào)告。

本題目需提交的物品（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“桌面\賽位號(hào)\3-1-

增材制造”；不得為不同類型的文件單獨(dú)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(tái)。

制造報(bào)告增材制造報(bào)告增材制造報(bào)告.pptx需使用提供的報(bào)告模板完成。

第4頁，共5頁

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ABS），長、寬、高尺寸分別為82mm、

50mm、17mm，請合理安排的加工工藝，完成零件頂面銑削加工。

圖3-11901-0