（全国职业技能比赛：高职）GZ013数字化设计与制造赛题第4套学生赛M1.docx

竞赛任务书2023 年全国职业院校技能大赛Digital Design and Manufacturing赛项编号：GZ013赛项名称：数字化设计与制造（学生赛）赛项组别：高职组竞赛模块：M1-数字化设计竞赛时间：240 分钟（赛题 4）2023 年 8 月（A4，共 9 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 / 9一、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。所有提交材料除了动画视频其他一律上传 PLM 系统。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。创新设计 与 CAE 分析工程图绘制 与产品展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，对给定产品中导轮支架零件的STL格式数据 进行重组并完成逆向建模，对照 “导轮支架”实物结合手工测量数据，还原零件各孔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，手工测量产品中的阀体、阀芯零件，并创建数据模型，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。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 / 91.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。1.提交材料（1）导轮支架、阀体、阀芯，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使用方便角度对摆臂和摆臂支撑机构进行合 理优化，并设计简易的锁紧机构，可以使摆臂在工作状态下被锁定。生成优化后的摆臂和摆臂支撑机构以及新增加创新优化后的三维模型。子任务2：对创新优化后的摆臂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，对创新优化后的摆臂进行有限元分析。（1）摆臂材料为：铝材6061，密度2720kg/m3，泊松比0.35，弹性模量6.89E+10N/m2;（2）请分析在摆臂处于极限位置时，摆臂的变形情况。摆臂处于最高点时，承受 0 N 的压力，处于最低点时承受150N的压力；（3）可认为摆臂与摆臂支撑配合面为固定约束。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 / 91.设计要求（1）摆臂和摆臂支撑机构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）压下导轮后P-A相通，锁紧机构可以随时锁紧。解除压紧力之后，机构恢复到原始工作状态。（3）对摆臂设置合理的边界和约束条件，进行有限元分析，生成带有 “位移云图” 的PDF格式分析报告。（4）根据该阀的工作原理对整个装配体进行虚拟运动仿真，展示阀的各种工作状态下的内部运动，并导出产品360°旋转展示动画，时长10-15秒。2.提交材料（1）摆臂（优化）、摆臂支撑（优化），锁紧机构零件（新增），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）位移云图（摆臂），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：生成产品的爆炸图（彩图），绘制产品装配工程图；阀芯、摆臂的二维工程图。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。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 / 91.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。（2）创新设计内容包含创新件的设计思路和工作原理。（3）运动仿真包含阀的各种运动状态的工作原理说明。（4）有限元分析包含位移云图的结果分析，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）阀芯、摆臂（优化），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 / 9四、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）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 6 / 910 117 8 9 心6> 2543211GB/T 119.1Bx1210JKHXF-06题459JKHXF-05-01野102358JKHXF-05-0?到肆102357GB/T 119.1雕6x166JKHXF-04题捷1455GB/T819.1-2000物M3x4454GB/T 3452.1-20050 螺4整3JKHXF-03赋LY122JKHXF-02数赣64Mn1JKHXF-01雕1LY12解图 号名鞋材 料#鲁 注购 间配灶样时H#6t11ff2023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 7/9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赛行名称数字化设计与制造赛项2日期2023/8/83材料根据实物材料填写4图样名称阀芯摆臂（优化）产品装配工程图5图样代号JKHXF-03JKHXF-09JKHXF-006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 8 / 9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，展示创新设计后的机控换向阀；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。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 9 / 9