職業(yè)院校技能大賽ZZ202230工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與創(chuàng)客實(shí)踐賽項(xiàng)樣題

工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與創(chuàng)客實(shí)踐賽項(xiàng)樣題1.本賽題包含工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與創(chuàng)客實(shí)踐賽項(xiàng)各模塊內(nèi)容。2.模塊一包含兩道題目，計(jì)時(shí)3小時(shí)；模塊二包含兩道題目，計(jì)時(shí)2小時(shí)；模塊三包含兩道題目，計(jì)時(shí)3小時(shí)。各模塊獨(dú)立計(jì)時(shí)，不可相互借用時(shí)間。3.參賽選手須嚴(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。4.參賽選手應(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并按要求提交，未存儲(chǔ)到指定位置或未按規(guī)定提交的運(yùn)行記錄或程序文件不作為競(jìng)賽成果予以評(píng)分。計(jì)算機(jī)編輯文件請(qǐng)實(shí)時(shí)存盤，建議10-15分鐘存盤一次，客觀原因如斷電情況下，酌情補(bǔ)時(shí)不超過15分鐘。5.各報(bào)告文件、說明文檔等須在提供的模板文件中完成。6.必須使用提供的帳號(hào)登錄完成設(shè)計(jì)、制造等相關(guān)工作。7.工程圖按照題目圖紙樣式，依據(jù)機(jī)械制圖“圖樣畫法”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制；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。3218.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?jìng)賽設(shè)備損壞，以致無(wú)法正常繼續(xù)比賽，將取消參賽隊(duì)競(jìng)賽資格。9.賽題及圖冊(cè)僅以電子文檔形式提供。題目1-1消費(fèi)產(chǎn)品（25分）共享單車如圖1-1，請(qǐng)根據(jù)給出的圖紙及要求，完成產(chǎn)品模型建立與設(shè)計(jì)表達(dá)。本題需提交的文件及相關(guān)要求見表1-1；所有文件須在比賽結(jié)束前歸檔于“桌面\賽位號(hào)\1-1-數(shù)字樣機(jī)-消費(fèi)產(chǎn)品”并按賽場(chǎng)要求提交；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)消費(fèi)產(chǎn)品部分需提交的文件需提交的文件文件命名方式（后綴名已隱藏）要求（備注）零件傳動(dòng)箱僅模型傳動(dòng)箱傳動(dòng)箱蓋A僅模型傳動(dòng)箱蓋A傳動(dòng)箱蓋B僅模型傳動(dòng)箱蓋B僅模型腳蹬模型及工程圖腳蹬、腳蹬車座僅模型車座使用點(diǎn)云數(shù)據(jù)結(jié)合圖紙要求建模。車把安裝盒僅模型車把安裝盒車把安裝盒蓋僅模型車把安裝盒蓋左車把模型及工程圖左車把、左車把左車把套僅模型左車把套使用點(diǎn)云數(shù)據(jù)結(jié)合圖紙要求建模。右車把僅模型右車把右車把套僅模型右車把套使用點(diǎn)云數(shù)據(jù)結(jié)合圖紙要求建模。前擋泥板僅模型前擋泥板后擋泥板模型及工程圖后擋泥板、后擋泥板輪轂-1模型及工程圖輪轂-1、輪轂-1輪轂蓋-5孔僅模型輪轂蓋-5孔部件相關(guān)部件模型、六視圖、爆炸圖及明細(xì)欄共享單車其余零件已提供。共享單車六視圖共享單車共享單車爆炸圖設(shè)計(jì)表達(dá)效果圖（1張）共享單車需設(shè)置材質(zhì)、外觀并由渲染模塊制作，大小1920×1080。題目1-2機(jī)械產(chǎn)品（25分）斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由英國(guó)物理學(xué)家羅巴特·斯特林于1816年發(fā)明，它通過氣缸內(nèi)工作介質(zhì)（通常為氫氣或氦氣）以壓縮、吸熱、膨脹、冷卻為一個(gè)周期循環(huán)輸出動(dòng)力，是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖1-2為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的外觀及典型工作過程，請(qǐng)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)。（a）外觀（b）典型工作過程圖1-2斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外觀及典型工作過程本題需提交的文件及相關(guān)要求見表1-2；所有文件須在比賽結(jié)束前歸檔于“桌面\賽位號(hào)\1-2-數(shù)字樣機(jī)-機(jī)械產(chǎn)品”并按賽場(chǎng)要求提交；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。表1-2數(shù)字樣機(jī)機(jī)械產(chǎn)品部分需提交的文件需提交的文件文件命名方式（后綴名已隱藏）要求（備注）零件底座僅模型底座支架僅模型支架安裝板模型及工程圖安裝板、安裝板同時(shí)在三維模型中完成三維標(biāo)注?；?zé)崞髂Ｐ图肮こ虉D回?zé)崞?、回?zé)崞魍瑫r(shí)在三維模型中完成三維標(biāo)注?；?zé)崞魃仙w模型及工程圖同時(shí)在三維模型中完成三維標(biāo)注。回?zé)崞飨律w模型及工程圖同時(shí)在三維模型中完成三維標(biāo)注。高溫腔僅模型高溫腔低溫腔僅模型低溫腔氣流管僅模型氣流管連接管僅模型連接管連接管套管僅模型連接管套管高溫活塞1僅模型高溫活塞2僅模型高溫活塞2高溫活塞桿僅模型低溫活塞僅模型低溫活塞低溫活塞桿僅模型安裝塊僅模型安裝塊曲柄圓盤僅模型曲柄圓盤飛輪模型及工程圖飛輪、飛輪同時(shí)在三維模型中完成三維標(biāo)注。連接架僅模型連接架連桿1模型及工程圖同時(shí)在三維模型中完成三維標(biāo)注。各尺寸銷僅模型銷同一零件文件應(yīng)包含各尺寸銷。部件相關(guān)部件模型、裝配圖及明細(xì)欄斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)各標(biāo)準(zhǔn)件由資源中心調(diào)入。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)裝配圖設(shè)計(jì)表達(dá)工作原理動(dòng)畫斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理動(dòng)畫按照提供的視頻由InventorStudio制作，需以局部視角展示三個(gè)工作周期動(dòng)作，并設(shè)置低溫腔淡顯，動(dòng)畫中無(wú)需轉(zhuǎn)動(dòng)視角；時(shí)長(zhǎng)5s；大小1920×1080。題目2-1機(jī)構(gòu)分析計(jì)算（10分）斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)工作原理見圖2-1，請(qǐng)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2-1斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)工作原理1.繪制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。2.計(jì)算現(xiàn)行設(shè)計(jì)方案中的高溫活塞行程、低溫活塞行程。3.若將高溫活塞行程調(diào)整為15mm、低溫活塞行程調(diào)整為10mm，且兩活塞靠近曲柄圓盤方向的極限位置、各連桿裝配關(guān)系不變，求曲柄圓盤、連接架、連桿1、連桿3、高溫活塞桿尺寸變化并填入機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告。（注意：可變動(dòng)的尺寸包括曲柄圓盤偏心距，高溫活塞桿、連桿1、連桿3長(zhǎng)度及連接架孔位尺寸，見報(bào)告模板；無(wú)需考慮因尺寸變更對(duì)零件自身其他結(jié)構(gòu)帶來的影響。）4.若在滿足3所述條件的前提下進(jìn)一步確保高溫活塞2、低溫活塞另一端的極限位置與原設(shè)計(jì)方案相同，求高溫活塞、低溫活塞的尺寸變化并填入機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告。（注意：可變動(dòng)的尺寸包括高溫活塞的高度、低溫活塞的長(zhǎng)度，見報(bào)告模板；無(wú)需考慮因尺寸變更對(duì)零件自身其他結(jié)構(gòu)帶來的影響。）5.根據(jù)任務(wù)要求完成將此機(jī)構(gòu)應(yīng)用至其他產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。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“桌面\賽位號(hào)\2-1-設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)-機(jī)構(gòu)分析計(jì)算”并按賽場(chǎng)要求提交；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。表2-1設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)機(jī)構(gòu)分析計(jì)算部分需提交的文件需提交的文件文件命名方式（后綴名已隱藏）要求（備注）零件模型及零件圖尺寸調(diào)整后的曲柄圓盤曲柄圓盤B、曲柄圓盤B滿足上述條件的零件模型及零件圖。保存?zhèn)洳椋蛔髟u(píng)分依據(jù)。請(qǐng)按報(bào)告要求將零件圖粘貼至設(shè)計(jì)報(bào)告。尺寸調(diào)整后的連接架連接架B、連接架B尺寸調(diào)整后的連桿1尺寸調(diào)整后的連桿3連桿3B、連桿3B尺寸調(diào)整后的高溫活塞桿高溫活塞桿B、高溫活塞桿B尺寸調(diào)整后的高溫活塞高溫活塞B、高溫活塞B尺寸調(diào)整后的低溫活塞低溫活塞B、低溫活塞B設(shè)計(jì)報(bào)告機(jī)構(gòu)分析計(jì)算報(bào)告機(jī)構(gòu)分析計(jì)算報(bào)告需使用提供的報(bào)告模板完成。支架題目2-2輕量化設(shè)計(jì)（10分）支架注意：選手將在第一天比賽結(jié)束前將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)提交云計(jì)算平臺(tái)，并在第二天比賽開始后下載結(jié)果。如圖2-2、圖2-3所示，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)各部件通過“支架”固定于底座，支架材質(zhì)為ABS塑料，請(qǐng)根據(jù)以下條件，使用衍生式設(shè)計(jì)（GenerativeDesign）技術(shù)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。1.保持支架上方各零部件安裝位置不變，并以現(xiàn)有支架為基本形狀。2.保持支架與其他零件連接方式不變，即通過1個(gè)螺釘固定于底座，且另通過1個(gè)螺釘與安裝板連接，注意螺釘為自攻螺釘，孔徑不應(yīng)大于4mm。3.考慮氣缸工作時(shí)對(duì)支架的作用力，以豎直向下方向6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ABS，制造方式為無(wú)限制，最小壁厚為3mm。5.以最小重量為設(shè)計(jì)目標(biāo)，安全系數(shù)取為2.0。上方各零件上方各零件圖2-3支架承擔(dān)載荷示意注：以下各項(xiàng)要求可在第二天比賽中完成。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“桌面\賽位號(hào)\2-2-設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)-輕量化設(shè)計(jì)”并按賽場(chǎng)要求提交；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。表2-2設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)輕量化設(shè)計(jì)部分需提交的文件需提交的文件文件命名方式（后綴名已隱藏）要求（備注）零件輕量化支架輕量化支架文件需導(dǎo)出至本地。部件相關(guān)部件模型、裝配圖斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)-輕量化使用輕量化設(shè)計(jì)支架替換原有設(shè)計(jì)方案的部件模型與裝配圖。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)-輕量化裝配圖設(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)告需使用提供的報(bào)告模板完成。題目3-1虛擬裝配實(shí)踐（10分）運(yùn)用表達(dá)視圖模塊，將題目2-2優(yōu)化后的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型在虛擬環(huán)境中完成裝配并對(duì)部分零部件裝配工序進(jìn)行說明與表達(dá)（見《裝配指導(dǎo)文件》模板首頁(yè)說明制作虛擬裝配動(dòng)畫并使用提供的模板編寫虛擬裝配指導(dǎo)文件。相關(guān)要求如下：1.根據(jù)零部件實(shí)際制定正確的裝配工序并選擇正確的裝配方式。2.裝配過程中不得發(fā)生干涉、碰撞。3.虛擬裝配動(dòng)畫默認(rèn)其他零部件已完成裝配，僅表達(dá)《裝配指導(dǎo)文件》首頁(yè)要求的部分零部件裝配過程，可根據(jù)表達(dá)需要指定各動(dòng)作時(shí)間，調(diào)整鏡頭視角，設(shè)置零部件淡顯等。題目3-1需提交的文件及相關(guān)要求見表3-1；所有文件須在比賽結(jié)束前歸檔于“桌面\賽位號(hào)\3-1-創(chuàng)客實(shí)踐-虛擬裝配實(shí)踐”并按賽場(chǎng)要求提交；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。表3-1創(chuàng)客實(shí)踐虛擬裝配部分需提交的文件需提交的文件文件命名方式（后綴名已隱藏）要求（備注）數(shù)字模型輕量化裝配模型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)-輕量化裝配仿真動(dòng)畫三維動(dòng)畫仿真視頻斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬裝配動(dòng)畫時(shí)長(zhǎng)20-30s，需根據(jù)裝配對(duì)象的特點(diǎn)設(shè)置恰當(dāng)?shù)溺R頭，分辨率為1920×1080。工藝文件三維裝配工藝文件斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)裝配指導(dǎo)文件需使用提供的模板完成。題目3-2部件制造實(shí)踐（20分）本題目包含增材制造，減材制造，增、減材復(fù)合加工三個(gè)任務(wù)。任務(wù)一增材制造（8分）設(shè)置合理的3D打印參數(shù)，選擇恰當(dāng)?shù)膮?shù)完成輕量化支架（數(shù)據(jù)模型已提供）的增材制造，并將各項(xiàng)打印參數(shù)填入增材制造報(bào)告。注意：此部分制造的零件將在本題目任務(wù)三進(jìn)一步做精加工處理，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊１绢}目要求完成3D打印參數(shù)設(shè)置及前期準(zhǔn)備（材料為ABS并將數(shù)據(jù)輸出至3D打印機(jī)。任務(wù)二減材制造（6分）此任務(wù)要求在工業(yè)軟件中完成虛擬制造按要求輸出相應(yīng)的文件?，F(xiàn)有用于加工配合件零件1〔圖3-1（a）〕、零件2〔圖3-1（b）〕的毛坯兩塊（已提供，材料為代木請(qǐng)合理安排的加工工藝，按圖紙要求完成零件1、零件2減材制造。加工完成的零件應(yīng)同時(shí)滿足圖3-1（c）中的兩種方式裝配要求。本任務(wù)要求設(shè)置工藝并輸出加工代碼，輸出相應(yīng)的仿真文件并填寫報(bào)告。（a）零件圖1（b）零件圖2（c）裝配圖圖3-1減材制造零（部）件工程圖任務(wù)三增減材復(fù)合加工（6分）此任務(wù)要求在工業(yè)軟件中完成虛擬制造按要求輸出相應(yīng)的文件。使用減材制造（數(shù)控銑削加工）方法，安排合理的加工工藝，自行設(shè)計(jì)輔助工裝夾具進(jìn)行裝夾，對(duì)本題目任務(wù)一制造的輕量化支架模型的頂面、底面做精加工處理，將支架頂面至底面的距離18mm控制于±0.1mm范圍內(nèi)。本任務(wù)要求設(shè)置工藝并輸出加工代碼，輸出相應(yīng)的仿真文件并填寫報(bào)告。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“桌面