2024年甘肅省職業(yè)院校技能大賽中職教師組電子信息類產品數(shù)字化設計與開發(fā)賽項樣卷A

甘肅省職業(yè)院校技能大賽

“產品數(shù)字化設計與開發(fā)”賽項

（A卷）

樣

題

任

務

書

賽題說明及參賽須知

1.本賽題總分100分，競賽時間為240分鐘。選手務必聽從裁判指令，遵守紀律，愛護設備

和器材，維護賽場環(huán)境。

2.選手要嚴格遵守競賽設備操作規(guī)程和使用規(guī)范并安全操作。由于選手人為原因導致競賽

設備損壞，以致無法正常繼續(xù)比賽，將取消參賽隊競賽資格。

3.要求提交的報告文件、說明文檔等須在提供的模板文件中完成，所需相關文檔均在“桌面

\比賽數(shù)據(jù)”文件夾中，以電子格式提供。

4.參賽選手須嚴格按照賽題指定路徑及名稱存儲文件，比賽結束前將全部電子文件保存到

“桌面\賽位號”并簽字確認后提交，未存儲到指定位置或未按規(guī)定提交的運行記錄或程序文件

不作為競賽成果予以評分。競賽過程中進行文件編輯請實時保存，建議每10-15分鐘保存一次；

客觀原因如斷電情況下，酌情補時不超過15分鐘。

5.如必須使用提供的帳號上網(wǎng)登錄完成設計、制造等相關工作，需舉手示意，經(jīng)裁判同意后

進行。

6.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；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。

模塊1產品數(shù)字化設計（65分）

任務1-1工業(yè)產品設計（40分）

斯特林發(fā)動機如圖1-1。請根據(jù)“桌面\比賽數(shù)據(jù)\M1\1-1-工業(yè)產品設計”提供的圖紙，

按照表1-1指定的零部件完成產品數(shù)字模型的建立，未注尺寸可依據(jù)裝配關系確定。賦予數(shù)字化

模型合理的材質屬性及恰當?shù)耐庥^樣式，并進一步設計與制作產品設計表達文件。

圖1-1斯特林發(fā)動機

本題需提交的文件及命名要求見表1-1；所有文件須在比賽結束前保存到“桌面\賽位號\

M1\1-1-工業(yè)產品設計”。注意：不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾;各工程圖（零件圖、裝

配圖或六視圖、爆炸圖等）應同時提供原始文件及PDF格式文件。

表1-1工業(yè)產品設計任務需提交的文件

內容文件命名方式（后綴名已隱

需提交的文件要求（備注）

序號名稱藏）

1-1底座模型及工程圖底座(零件）、底座（工程圖)

1-2支架模型及工程圖支架(零件）、支架（工程圖)

安裝板(零件）、

1-3安裝板模型及工程圖

零安裝板（工程圖)

件1-4回熱器僅零件回熱器(零件）

1-5回熱器上蓋僅零件回熱器上蓋(零件）

1-6回熱器下蓋僅零件回熱器下蓋(零件）

1-7高溫腔僅零件高溫腔(零件）

1-8低溫腔僅零件低溫腔(零件）

1-9氣流管僅零件氣流管(零件）

1-10連接管僅零件連接管(零件）

1-11連接管套管僅零件連接管套管(零件）

1-12高溫活塞1僅零件高溫活塞1(零件）

1-13高溫活塞2僅零件高溫活塞2(零件）

1-14高溫活塞桿僅零件高溫活塞桿(零件）

1-15低溫活塞僅零件低溫活塞(零件）

1-16低溫活塞桿僅零件低溫活塞桿(零件）

1-17曲柄圓盤僅零件曲柄圓盤(零件）

1-18連接架僅零件連接架(零件）

1-19連桿1僅零件連桿1(零件）

斯特林發(fā)動機標準件由資源中心調入；

部2-1斯特林發(fā)動機（三維模型）

斯特林發(fā)動機模型、裝配圖其余零件已提供

件

2-2及明細欄斯特林發(fā)動機（裝配圖）

需設置材質、外觀由渲染

設模塊制作；需要以局部視

計角展示三個工作周期動

3斯特林發(fā)動機工作原理動畫斯特林發(fā)動機（動畫）

表作、低溫腔淡顯設置；時

達常5s；像素為1920×

1080；格式為.wmv

任務1-2部件分析優(yōu)化（25分）

斯特林發(fā)動機主要機構如圖1-2，請按要求（位于下一頁）完成該產品分析與優(yōu)化報告。

圖1-2斯特林發(fā)動機主要機構

〔分析要求〕

1.使用草圖塊技術繪制斯特林發(fā)動機運動機構簡圖。

2.計算現(xiàn)行設計方案中高溫活塞、低溫活塞的行程尺寸。

3.若高溫活塞行程調整為10mm，低溫活塞行程調整為9mm，且兩活塞靠近曲柄圓盤方向

的極限位置、各連桿裝配關系不變，零件的裝配位置不變，相關零件應作怎樣的調整。（注意：可

變動的尺寸包括曲柄圓盤偏心距，高溫活塞桿、連桿1、連桿3長度及連接架孔位尺寸，見報告

模板。）

4.根據(jù)任務要求完成將此機構應用至其他產品的相關設計計算。

〔優(yōu)化目標〕

斯特林發(fā)動機各部件通過“支架”固定于底座，支架材質為鋼，重量0.026kg。請根據(jù)以下條

件，使用衍生式設計技術進行輕量化設計。

1.保持各零部件安裝位置不變，并以現(xiàn)有支架為基本形狀。與其他零件連接方式不變，通過

1個螺釘固定于底座，且另通過1個螺釘與安裝板連接，注意螺釘為自攻螺釘，孔徑不應大于4mm。

2.支架工作中承擔來自上方所有零件的載荷，考慮氣缸工作時對支架的作用力，以豎直向下

方向3倍于支架所承受零部件重量為載荷條件進行設計。

3.材料指定為ABS塑料，制造數(shù)量為1，方式為增材Z+，最小壁厚為3mm。

4.以最小重量為設計目標，安全系數(shù)取為3.0。

本題需提交的文件及命名要求見表1-2；所有文件須在比賽結束前保存到“桌面\賽位號\

M1\1-2-部件分析優(yōu)化”。

表1-2部件分析優(yōu)化任務需提交的文件

內容需提交的文件文件命名方式要求（備注）

設計報告分析優(yōu)化報告分析優(yōu)化報告.pptx基于提供的模板完成

模塊二產品數(shù)字化開發(fā)（30分）

任務2-1組裝文檔編寫（8分）

請按以下要求完成工業(yè)產品的組裝方式設計與工具選擇，并設計與制作相應的產品部件虛擬

裝拆動畫。文檔模板位于“桌面\比賽數(shù)據(jù)\M2\2-1-組裝文檔編寫”。

〔組裝工作要求〕

1.完成現(xiàn)有模型的干涉檢查，分析干涉原因并消除因設計原因帶來的干涉問題。

2.制定部分零部件的裝配順序并編寫說明文件，制作動畫。

3.為指定的零部件安裝選擇合適的工具，并在說明文件中標出。

本題目需提交的文件及命名要求見表2-1；所有文件須在比賽結束前保存到“桌面\賽位號

\M2\2-1-組裝文檔編寫”。

注意：不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。

表2-1組裝文檔編寫任務需提交的文件

內容需提交的文件文件命名方式要求（備注）

時長不限，需設置恰當?shù)溺R頭，像

裝拆動畫虛擬裝配順序動畫虛擬裝配順序動畫.wmv

素為1920×1080

組裝文檔組裝方式說明文檔產品組裝文件.pptx基于提供的模板完成

任務2-2產品模型制作（22分）

1.優(yōu)化設計部件制作

以提供的優(yōu)化設計方案為對象，先使用增材制造方式獲得部件毛坯，再以減材加工的方式對

該部件與其他零部件配合的關鍵表面進行精加工處理，以實現(xiàn)優(yōu)化后部件對原部件的替換。此過

程可能需要輔助工裝夾具，請根據(jù)加工需要自行設計并通過增材制造方式完成夾具制作。

2.配合零件組合制作

結合提供的毛坯與工具，完成圖2-1零件的數(shù)字化制造，得到數(shù)控加工的零件。零件圖如下。

圖2-1待加工零件

本題目需提交的文件及命名要求見表2-2；所有文件須在比賽結束前保存到“桌面\賽位號

\M2\2-2-產品模型制作”。

注意：不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。

表2-2組裝文檔編寫任務需提交的文