工业产品设计与创客实践赛项样题.doc

工业产品设计与创客实践赛项样题赛题说明与参赛须知1. 本赛题包含工业产品设计与创客实践赛项各模块内容。2. 模块一包含两道题目，计时 2.5 小时；模块二包含两道题目，计时 2 小时；模块三包含两道题目，计时 3.5 小时。各模块独立计时，不行相互借用时间。3. 参赛选手须严格依据题目规定的路径及名称存储文件，并在竞赛过程中准时保存。4. 参赛选手应依据各题目要求，在指定的设备完成操作，并在竞赛完毕前将全部电子文件归档于指定位置，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不作为竞赛成果予以评分。计算机编辑文件请实时存盘，建议 10-15 分钟存盘一次，客观缘由断电状况下，酌情补时不超过15 分钟。5. 各报告文件、说明文档等须在供给的模板文件中完成。6. 必需使用供给的帐号登录完成相关设计、制造工作。7. 工程图依据题目图纸样式，依据机械制图“图样画法”国家标准绘制；工程图标题栏、明细栏要求如下：（1） 六视图、爆炸图标题栏要求填写图样名称、图样代号及根底视图比例；零件图标题栏要求填写图样名称、图样代号、零件材料、零件重量及根底视图比例。321序号代号名称数量材料重量备注（2） 工程图明细栏要求包含序号、代号、名称、数量、材料、重量及备注；明细栏总宽180mm，各列宽度依次为 8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。8. 严格遵守设备使用标准，安全操作加工设备。由于参赛选手人为缘由导致竞赛设备损坏，以致无法正常连续竞赛，将取消参赛队竞赛资格。9. 题目 1 依据数字模型文件评判成绩，题目2 依据相关报告评判成绩。注：赛题及图册仅以电子文档形式供给。模块一 数字样机45 分题目 1-1消费产品25 分对讲机如图 1-1，请依据给出的图纸及要求，完成产品模型建立与设计表达。图 1-1 对讲机此题需提交的文件及相关要求见表 1-1；全部文件须在竞赛完毕前归档于“D: 赛位号 1-1-数字样机-消费产品”；不得为不同类型的文件单独创立文件夹。表 1-1 数字样机消费产品局部需提交的文件内容需提交的文件文件命名方式要求备注话机前盖模型及零件图话机前盖话机后盖模型及零件图话机后盖扬声器盖仅模型扬声器盖零件散热槽盖A散热槽盖B仅模型仅模型散热槽盖A散热槽盖B夹板仅模型夹板底座下壳模型及零件图底座下壳底座上壳模型及零件图底座上壳对讲机其余零件已供给部件相关部件模型、六视图、爆炸图及明细栏部件装拆动画对讲机六视图对讲机对讲机爆炸图需表达全部零件的拆解过程，并依据设计表达拆解动画对讲机拆解动画各拆解步骤的特点添加特写镜头；大小 1280×720。题目 1-2机械产品20 分活塞式气动马达如图 1-2，请依据给出的图纸及要求，建立产品数字模型并完成产品设计表达。图 1-2 活塞式气动马达此题需提交的文件及相关要求见表 1-2；全部文件须在竞赛完毕前归档于“D: 赛位号 1-2-数字样机-机械产品”；不得为不同类型的文件单独创立文件夹。表 1-2 数字样机机械产品局部需提交的文件内容需提交的文件底座模型及工程图支架模型及工程图气缸模型及工程图飞轮模型及工程图文件命名方式底座支架气缸飞轮要求备注需使用钣金工具创立。曲柄圆盘零连接轴件活塞连杆 气缸盖 曲柄销 节流螺栓模型及工程图模型及工程图仅模型仅模型仅模型仅模型仅模型曲柄圆盘连接轴 活塞连杆 气缸盖曲柄销节流螺栓活塞式气动马达各标准件由资源中心调入。部件相关设计表达部件模型、装配图、 活塞式气动马达装配图爆炸图及明细栏活塞式气动马达活塞式气动马达爆炸图活塞式气动马达工作原理工作原理动画动画依据供给的视频由渲染模块制作，需包含圆盘逆时针转动、镜头调整及气缸淡显设置；时长 5s；大小 1280×720。依据供给的视频由表达视图模块制作，部件装拆动画拆解动画活塞式气动马达拆解动画 需要包括全部零件拆解动作；时长不超过 30 秒；大小 1280×720。模块二 设计挑战20 分题目 2-1机构分析计算10 分活塞式气动马达气缸工作原理见图 2-1，压缩空气通过气缸通气道进入活塞顶面，推动活塞上下运动，活塞上下运动通过连杆转换成曲柄圆盘旋转运动。请按要求完成如下计算，并填写机构设计计算报告。1. 绘制机构简图。图 2-1 活塞式气动马达气缸工作原理2. 计算现行设计方案中的活塞行程。3. 假设活塞行程调整为 18 mm，且活塞顶部极限位置不变，曲柄圆盘及连杆应作怎样的调整；要求仅变更两个零件中的各一个尺寸。4. 依据任务要求完成将此机构应用至其他产品的相关设计计算。题目 2-1 需提交的文件及相关要求见表 2-1；全部文件须在竞赛完毕前归档于“D: 赛位号 2-1-设计挑战-机构分析计算”；不得为不同类型的文件单独创立文件夹。表 2-1 设计挑战机构分析计算局部需提交的文件内容需提交的文件文件命名方式要求备注尺寸调整后的曲柄圆盘曲柄圆盘B零件及零件图零件模型及工程图尺寸调整后的连杆满足条件 2 的零件模型及零件图。零件模型及工程图连杆B包含原有设计方案的气缸行程数设计报告机构分析计算报告机构分析计算报告据；需使用供给的报告模板完成。题目 2-2轻量化设计10 分留意：选手将在第一天竞赛完毕前将设计数据提交云计算平台，并在其次天竞赛开头前30 分钟下载结果。如图 2-2，活塞式气动马达各部件通过“支架”固定于底座，支架材质为钢，重量0.034kg。请依据以下条件，使用衍生式设计Generative Design技术进展轻量化设计。1. 保持支架上方各零部件安装位置不变。2. 保持支架与其他零件连接方式不变，即通过 4 个螺钉固定于底座，且另通过2 个螺钉与气缸连接。3. 考虑气缸工作时对支架的作用力，以竖直向下方向10 倍于支架所承零部件重量为载荷条件进展设计。4. 材料指定为ABS，制造方式为无限制，螺钉连接面的最小壁厚为 3mm。5. 以最小重量为设计目标，安全系数取为 2.0。支架上方各零件总重量 10 倍图 2-2 1901-02 支架图 2-3 支架担当载荷示意注：以下各项要求可在其次天竞赛中完成。题目 2-2 需提交的文件及相关要求见表 2-2；全部文件须在竞赛完毕前归档于“D: 赛位号 2-2-设计挑战-轻量化设计”；不得为不同类型的文件单独创立文件夹。表 2-2 设计挑战轻量化设计局部需提交的文件内容零件部件相关设计报告需提交的文件轻量化支架部件模型、装配图轻量化设计报告文件命名方式轻量化支架活塞式气动马达-轻量化活塞式气动马达-轻量扮装配图轻量化设计报告要求备注 文件需导出至本地计算机使用轻量化设计支架替换原有设计方案的部件模型与装配图。需使用供给的报告模板完成。模块三 创客实践35 分题目 3-1虚拟装配实践8 分运用三维装配工艺设计与呈现技术，将题目 2-2 优化后的模型在虚拟环境中完成部件装配，确定整机三维装配工艺路线和装配流程图，验证装配工艺的可行性，输出三维装配作业指导书。相关要求如下：1. 跟据产品设计标准，填写零件代号。2. 依据装配挨次规划装配工序，添加工序对应的工序零件模型到工序中，制作零件BOM 清单。3. 在三维装配作业指导书中记录零件装配过程的各个观看视角，添加零件标签、添加装配技术要求、添加零件装配过程中关键重点的文字描述、装配要点应添加局部放大视图、添加装配过程所需紧固工具如：扳 手等必需信息。4. 为每个装配路径命名该路径活动名称。5. 仿真模拟三维装配工艺并输出符合实际装配所需的工艺动画。题目 3-1 需提交的文件及相关要求见表 3-1；全部文件须在竞赛完毕前归档于“D: 赛位号 3-1-创客实践-虚拟装配实践”；不得为不同类型的文件单独创立文件夹。表 3-1 创客实践虚拟装配局部需提交的文件内容 装配模型三维装配仿真动画三维装配工艺文件需提交的文件轻量扮装配模型三维动画仿真视频三维装配工艺文件文件命名方式活塞式气动马达-轻量扮装配活塞式气动马达装配仿真活塞式气动马达装配作业指导书要求备注题目 3-2部件制造实践27 分此题目包含增材制造，减材制造，增、减材复合加工三个任务。任务一 增材制造7 分设置合理的 3D 打印参数，选择恰当的参数完成题目 2-2 轻量化支架的增材制造，并将各项打印参数填入增材制造报告。留意：此局部制造的零件将在此题目任务三进一步做精加工处理，应考虑适当的加工余量。此题目要求完成 3D 打印参数设置及前期预备材料为ABS，并将数据输出至 3D 打印机。任务二 减材制造8 分现有用于加工零件“底座”见图 3-1的毛坯已供给，材料为代木，请合理安排的加工工艺，完成零件顶面及底面铣削加工需加工顶面、底面及底部凹槽，外形轮廓尺寸、倒角、螺纹孔等无需考虑，保证顶面至底面的距离 16mm 把握于±0.05mm 范围内。图 3-1 零件底座任务三 增减材复合加工12 分使用减材制造数控铣削加工方法，安排合理的加工工艺，对此题目任务一制造的轻量化支架模型的顶 面做精加工处理，将支架顶面至底面的距离20mm 把握于±0.05mm 范围内。此题目要求设置工艺并输出加工代码，使用数控设备完成零部件加工。题目3-2 需提交的物品文件及相关要求见表3-2，数字文件须在竞赛完毕前归档于 “桌面 赛位号 3-2-减材制造”；不得为不同类型的文件单独创立文件夹。表 3-2 创客实践产品制造局部需提交的文件内容 数字模型需提交的文件使用CAM 工具输出加工程序代码的文件3D 打印得到的轻量化支架模型文件命名方式底座加工代码CAM 格式 底座加工代码.txt要求备注文件需导出至本地计算机。物理模型加工后的零件底座加工后的零件轻量化支架增材制造报告制造报告加工后放置于工作台。增材制造报告.pptx需使用供给的报告模板完成。减材制造报告减材制造报告.pptx