2019年山東省職業(yè)院校技能大賽中職“工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐”賽項題目

工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐賽題第7頁參賽選手須知比賽時間4小時，賽題共3大題5道題目，參賽選手需完成全部題目。賽題共7頁，參賽選手應始終保持賽題完整，不得拆散賽題。參賽選手須嚴格按照題目規(guī)定的路徑及名稱存儲文件，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。計算機編輯文件應實時存盤，客觀原因斷電情況下，酌情補時不超過15分鐘。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：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。視圖比例零件重量圖樣代號圖樣名稱視圖比例零件重量圖樣代號圖樣名稱零件材料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。321序號代號名稱數(shù)量材料重量備注根據(jù)各題目要求，使用指定的軟件工具完成相應的題目。

題目1訂書機（25%）訂書機如圖1-1，請根據(jù)給出的圖紙及要求，完成產(chǎn)品模型建立與設(shè)計表達。本題需提交的文件及相關(guān)要求見表1-1；所有文件須保存在“桌面:\賽位號\1-訂書機”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。圖1圖1-1訂書機表1-1題目1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）項目項目文件訂書機.ipj零

件手柄模型及工程圖手柄.ipt、手柄.idw底座上殼模型及工程圖底座上殼.ipt、底座上殼.idw底座下殼僅模型底座下殼.ipt引導塊僅模型引導塊.ipt釘書針槽模型及工程圖釘書針槽.ipt、釘書針槽.idw送釘塊僅模型送釘塊.ipt壓釘塊僅模型壓釘塊.ipt手柄軸僅模型手柄軸.ipt部件相關(guān)部件模型、六視圖、爆炸圖及明細欄訂書機.iam其余零件已提供訂書機六視圖.idw訂書機.ipn訂書機爆炸圖.idw設(shè)計表達裝拆動畫訂書機拆解動畫.wmv展示訂書機全部零件的分解過程，并根據(jù)各步驟零部件的特點添加合適的特寫鏡頭；大小1280×720。圖2-1抽油機題目2抽油機圖2-1抽油機抽油機如圖2-1。本題目分為兩部分，請首先根據(jù)給出的圖紙及要求，完成抽油機的模型建立與設(shè)計表達；再根據(jù)題目中列出的需求，完成其支架的設(shè)計改進。題目2-1抽油機建模與表達請根據(jù)給出的圖紙及要求，完成產(chǎn)品模型建立與設(shè)計表達。本題應使用Inventor完成，需提交的文件及相關(guān)要求見表2-1；所有文件須保存在“桌面\賽位號\2-1-抽油機建模與表達”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。表2-1題目2-1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）項目項目文件抽油機.ipj零

件底座模型及工程圖底座.ipt、底座.idw游梁右殼僅模型游梁右殼.ipt游梁僅模型游梁.ipt連桿架殼僅模型連桿架殼.ipt左殼體-1模型及工程圖左殼體-1.ipt、左殼體-1.idw連桿架-1模型及工程圖連桿架-1.ipt、連桿架-1.idw連桿架-2模型及工程圖連桿架-2.ipt、連桿架-2.idw曲軸模型及工程圖曲軸.ipt、曲軸.idw游梁左殼僅模型游梁左殼.ipt與游梁右殼對稱。驢頭僅模型驢頭.ipt右殼體-1模型及工程圖右殼體-1.ipt、右殼體-1.idw支架僅模型支架.ipt需使用SheetMetal.ipt創(chuàng)建。部件相關(guān)部件模型、裝配圖、爆炸圖及明細欄抽油機.iam各標準件由資源中心調(diào)入，并保存到文件夾內(nèi)。抽油機裝配圖.idw抽油機.ipn抽油機爆炸圖.idw設(shè)計表達裝拆動畫抽油機裝拆動畫.wmv按照提供的視頻由表達視圖模塊制作，需要包括全部零件拆解動作；時長不超過30秒；大小1280×720。展示動畫抽油機展示動畫.wmv展示抽油機的驢頭上下擺動動作，由Studio渲染完成，時長5秒；大小1280×720。題目2-2抽油機設(shè)計改進如圖2-2，各部件通過“支架”進行支撐固定于底座，支架材質(zhì)為鋼合金，重量0.413kg。請根據(jù)以下條件，使用衍生式設(shè)計方法，對“支架”進行設(shè)計改進。支架支架圖2-21901-02支架保持支架上方各零部件安裝位置不變。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?？紤]驢頭工作時通過游梁對支架的作用力，以豎直向下方向5倍于支架所承零部件重量（不考慮左端連桿架等的拉力）為載荷條件進行設(shè)計。材料指定為鋼合金，制造方式為增材制造，最小壁厚設(shè)置為2mm。以最小重量為設(shè)計目標，安全系數(shù)取為2.0。使用仿真（Simulation）模塊對輕量化設(shè)計結(jié)果進行驗證。題目2-2需提交的文件及相關(guān)要求見表2-2；所有文件須保存在“桌面\賽位號\2-2-抽油機設(shè)計改進”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。表2-2題目2-2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）零件輕量化支架支架L.f3d或支架L.stp部件相關(guān)部件模型、裝配圖抽油機.iam使用輕量化設(shè)計支架替換原有設(shè)計方案的部件模型與爆炸圖。抽油機爆炸圖.idw設(shè)計報告支架設(shè)計改進說明設(shè)計改進說明.pptx需使用提供的報告模板完成。設(shè)計說明（此部分提供模板.pptx文件，選手須在模板中填寫）

設(shè)計條件保留區(qū)域障礙區(qū)域載荷條件約束條件材料設(shè)置加工方式設(shè)置粘貼相應圖片粘貼相應圖片粘貼相應圖片粘貼相應圖片粘貼相應圖片粘貼相應圖片填寫文字說明填寫文字說明填寫文字說明填寫文字說明填寫文字說明填寫文字說明設(shè)計結(jié)果設(shè)計結(jié)果選擇設(shè)計結(jié)果驗證粘貼衍生式設(shè)計分析得出的各設(shè)計方案圖片

選擇最優(yōu)設(shè)計方案并簡述原因使用仿真分析工具檢驗設(shè)計結(jié)果

粘貼等效應力、位移及安全系數(shù)分析結(jié)果并填寫必要的文字說明分析比對設(shè)計方案比較零件重量比較部件性能比較輕量化設(shè)計前

方案圖片及

文字說明輕量化設(shè)計后

方案圖片及

文字說明輕量化設(shè)計前

零件重量（軟件計算截圖）輕量化設(shè)計后

零件重量（軟件計算截圖）輕量化設(shè)計前

等效應力、位移及安全系數(shù)輕量化設(shè)計后

等效應力、位移及安全系數(shù)題目3創(chuàng)客實踐（30%）本題目分為題目3-1和題目3-2兩部分。第一部分要求完成運動機構(gòu)設(shè)計；第二部分要求完成相應零部件的制造準備。題目3-1運動機構(gòu)設(shè)計抽油機工作行程見圖3-1，通過曲軸轉(zhuǎn)動，帶動連桿與游梁使其驢頭上下擺動完成工作，曲軸的轉(zhuǎn)動通過連桿與游梁轉(zhuǎn)換成驢頭的上下擺動。請按要求完成如下計算，并填寫機構(gòu)設(shè)計計算報告。工作行程工作行程原工作行程原工作行程A抽油機工作行程圖B抽油機改進后工作行程要達到的位置圖3-1抽油機工作原理圖計算現(xiàn)行設(shè)計方案中驢頭（最低點）運行一周的行程。若驢頭（最低點）的行程在原行程的基礎(chǔ)上，上下各增加10mm的行程，連桿架-1及曲軸應作怎樣的調(diào)整；要求僅變更兩個零件中的各一個尺寸。設(shè)驢頭處受到的壓力為10N，方向始終豎直向下，曲軸轉(zhuǎn)速為2r/s，使用Inventor運動仿真工具，找出“連桿架-1”在一個工作周期中受力最大的位置，并使用Inventor應力分析工具，分析此時連桿（尺寸變更后的版本）應力、應變情況。題目3-1要求使用Inventor完成，需提交的文件及相關(guān)要求見表3-1；所有文件須保存在“桌面\賽位號\3-1-運動機構(gòu)設(shè)計”；不得為不同類型的文件單獨創(chuàng)建文件夾。表3-1題目3-1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）零件尺寸調(diào)整后的連桿架-1連桿架-1V2.ipt、

連桿架-1V2.idw滿足條件2的零件模型及零件圖。尺寸調(diào)整后的曲軸曲軸V2.ipt、曲軸V2.idw設(shè)計報告機構(gòu)設(shè)計說明報告機構(gòu)設(shè)計說明.pptx包含原有設(shè)計方案的氣缸行程數(shù)據(jù)；需使用提供的報告模板完成。機構(gòu)設(shè)計說明（此部分提供模板.pptx文件，選手須在模板中填寫）原有方案調(diào)整后方案連桿工程分析粘貼連桿架-1、曲軸工程圖粘貼運動仿真與應力分析（含等效應力、位移和安全系數(shù)分析）圖片原有設(shè)計方案中驢頭行程=mm說明連桿架-1、曲軸中調(diào)整的尺寸添加必要的文字說明題目3-2制造準備任務1選擇合理的增材制造（3D打?。┓绞?，設(shè)置恰當?shù)膮?shù)完成題目2-2改進后支架的增材制造，并將各項打印參數(shù)填入增材制造報告。本題目需提交的文件及要求見表3-2。文件須保存在“桌面\賽位號\3-2-制造準備”。表3-2增材制造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）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。增材制造報告（此部分提供模板.pptx文件，選手須在模板中填寫）零件圖打印方向選擇說明粘貼衍生式設(shè)計得到的

底盤支架模型圖片粘貼認為合理的

3D打印方向?qū)膱D片簡要說明使用該方向打印時

可能的支撐形式任務2使用減材制造（數(shù)控銑削加工）方法，安排合理的加工工藝，完成圖3-1所示游梁的頂面精加工處理（現(xiàn)余量與零件圓臺上表面平齊）及孔加工準備。要求使用Fusion360輸出加工代碼并填寫減材制造報告。零件上表面余量未打孔零件上表面余量未打孔A零件圖B加工需求圖3-1爪連桿減材制造準備本題目需提交的文件及要求見表3-3。文件須保存在“桌面\賽位號\3-2-制造準備”。表3-3減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）制造報告減材制造報告減材制造報告.pptx需使