歐特克杯“機械數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)”比賽樣題

2019年度機械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽

中職組-“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

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，請及時向裁判示意，并進行任務(wù)書的更換。

2.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。

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。

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。

6.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。

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

8.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：

（1）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。

（2）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。

3

2

1

序號代號名稱數(shù)量材料重量備注

9.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。

10.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

第1頁，共5頁

題目1數(shù)字樣機（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\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

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活塞式氣動馬達.iam各標準件由資源中心調(diào)入。

部件模型、裝

1901裝配圖.idw

部件相關(guān)配圖、爆炸圖

1901活塞式氣動馬達.ipn

及明細欄

1901爆炸圖.idw

按照提供的視頻由表達視圖模塊制

活塞式氣動馬達裝拆動

設(shè)計表達裝拆動畫作，需要包括全部零件拆解動作；時

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（25%）

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“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”進行輕量化設(shè)計與驗證。

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個螺釘固定于底座，且另通過2個螺釘與氣缸連接。

3.考慮氣缸工作時對支架的作用力，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行設(shè)計。

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)計目標，安全系數(shù)取為2.0。

6.使用仿真（Simulation）模塊對輕量化設(shè)計結(jié)果進行驗證。

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\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1901-02B.f3d或1901-02B.stp

1901B活塞式氣動馬達.iam使用輕量化設(shè)計支架替換原有設(shè)計方案

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)計報告輕量化設(shè)計報告輕量化設(shè)計報告.pptx需使用提供的報告模板完成。

第3頁，共5頁

題目2-2機構(gòu)計算分析

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2-2氣缸工作原理

1.計算現(xiàn)行設(shè)計方案中氣缸的行程。

2.若活塞行程調(diào)整為14mm，且仍將到達氣缸頂部，1901-05曲柄圓盤及1901-08連桿應(yīng)作怎樣的調(diào)整；

要求僅變更兩個零件中的各一個尺寸。

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運動仿真工具，找出“連桿”在一個工

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\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）

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)計報告機構(gòu)設(shè)計計算報告機構(gòu)設(shè)計計算報告.pptx需使用提供的報告模板完成。

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?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。

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\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。

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