數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng) 山東省學(xué)生賽 試題A M1

競(jìng)賽任務(wù)書(shū)競(jìng)賽任務(wù)書(shū)2023年山東省職業(yè)院校技能大賽賽項(xiàng)名稱：數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造(學(xué)生賽)賽項(xiàng)組別：高職組競(jìng)賽時(shí)間：240分鐘一、競(jìng)賽準(zhǔn)備請(qǐng)你在計(jì)算機(jī)D盤上以“M1-賽位號(hào)”建立1個(gè)文件夾，在文件夾下以“1-逆向建模與實(shí)物測(cè)量”“2-創(chuàng)新設(shè)計(jì)與CAE分析”“3-工程圖繪制與產(chǎn)品展示”建立3個(gè)子文件夾，M1模塊的競(jìng)賽作品按任務(wù)書(shū)要求存入對(duì)應(yīng)子文件夾中，并作為評(píng)分的唯一依據(jù)。文件名不得出現(xiàn)工位號(hào)，文件不準(zhǔn)做任何文字、記號(hào)、圖案特殊標(biāo)記，否則按違規(guī)處理。所有提交材料除了動(dòng)畫(huà)視頻其他一律上傳PLM系1.競(jìng)賽任務(wù)書(shū)；三、競(jìng)賽任務(wù)M1模塊競(jìng)賽工作流程如圖1所示。(一)任務(wù)一逆向建模與實(shí)物測(cè)量(10分)情境描述：請(qǐng)你分別以測(cè)繪員、三維造型師的角色，完成以下3項(xiàng)子任子任務(wù)1:利用賽場(chǎng)給定軟件，對(duì)產(chǎn)品中的齒條、齒輪軸2個(gè)零件的STL格式數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向建模，并對(duì)照實(shí)物結(jié)合手工測(cè)量數(shù)據(jù)還原零件重要部位的尺寸精度和幾何公差。子任務(wù)2:對(duì)產(chǎn)品的實(shí)物關(guān)鍵部位進(jìn)行測(cè)量獲取產(chǎn)品重要尺寸信息。利用通用測(cè)量工具，手工測(cè)量產(chǎn)品中的出油塊、蓋板零件，繪制三維模型，根據(jù)使用功能確定產(chǎn)品零件重要部位的尺寸精度和幾何公差。子任務(wù)3:利用逆向建模和測(cè)繪建模的數(shù)據(jù)模型和現(xiàn)場(chǎng)提供的stp模型，并調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)合簡(jiǎn)圖(附件1)對(duì)所有零件模型進(jìn)行虛擬裝配。(1)合理還原產(chǎn)品數(shù)字模型，對(duì)尺寸進(jìn)行圓整處理，特征拆分合理，轉(zhuǎn)角(2)實(shí)物的表面特征不得改變，數(shù)字模型比例(1:1)不得改變。(3)部分零件裝配需要根據(jù)裝配關(guān)系進(jìn)行完善并添加必要的固定或連接的(4)標(biāo)準(zhǔn)件需要通過(guò)測(cè)量確定型號(hào)，并在軟件標(biāo)準(zhǔn)件模型庫(kù)中調(diào)用。(二)任務(wù)二創(chuàng)新設(shè)計(jì)與CAE分析(30分)子任務(wù)1:結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加工工藝等專業(yè)知識(shí)，從提升實(shí)用性、裝配技子任務(wù)2:對(duì)創(chuàng)新優(yōu)化后的齒輪軸進(jìn)行有限元力學(xué)分析，并將優(yōu)化后的三(1)齒輪軸材料為：某型號(hào)鋼材，密度7850kg/m3,泊松比0.31,彈性模(2)齒輪軸與軸承裝配面設(shè)定為“滾軸/滑塊”約束；(3)在輸入端施加150Nm恒定扭矩，該扭矩可認(rèn)為均勻施加在輸入端圓柱表(4)對(duì)齒輪軸進(jìn)行靜力分析，可認(rèn)為齒輪軸在扭矩作用下未發(fā)生扭轉(zhuǎn)，即在輸入軸兩端施加了“固定”約束。請(qǐng)為上述齒輪軸劃分適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格，進(jìn)行受力分析，生成帶有“應(yīng)力云圖”的pdf格式分析報(bào)告。1.設(shè)計(jì)要求(2)出油塊優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾個(gè)要求。一是將出油塊M10螺紋改變其螺紋形狀，以便于安裝油路接頭；二是直徑30的圓柱上加T型槽，安裝墊圈；三是添加沉頭孔，用于安裝螺釘定位。(3)齒輪軸優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)STL文件完整還完的齒輪軸模型，增加齒輪軸(4)對(duì)齒輪軸設(shè)置合理的邊界和約束條件，進(jìn)行有限元受力分析，生成帶(5)根據(jù)該換向閥的工作原理對(duì)整個(gè)裝配體進(jìn)行虛擬運(yùn)動(dòng)仿真，展示換向閥的各種工作狀態(tài)下的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，并導(dǎo)出產(chǎn)品360°旋轉(zhuǎn)展示動(dòng)畫(huà)，時(shí)長(zhǎng)10-15秒。2.提交材料(1)出油塊(優(yōu)化)、蓋板(優(yōu)化)、齒輪軸(優(yōu)化),Z3格式和stp格(2)產(chǎn)品三維裝配模型(優(yōu)化),Z3格式和stp格式。(3)應(yīng)力云圖(齒輪軸),Z3格式和PDF格式。3.提交位置將以上4類文件保存到“2-創(chuàng)新設(shè)計(jì)與CAE分析”子文件夾內(nèi)。(三)任務(wù)三工程圖繪制與產(chǎn)品展示(20分)情境描述：請(qǐng)你以機(jī)械設(shè)計(jì)工程人員的角色，根據(jù)任務(wù)二生成的產(chǎn)品三維模型，完成以下2項(xiàng)子任務(wù)：子任務(wù)1:生成產(chǎn)品爆炸圖(輸出彩圖);繪制優(yōu)化后的產(chǎn)品裝配工程圖；出閥體、油塊(優(yōu)化)、蓋板(優(yōu)化)、齒輪軸(優(yōu)化)的二維工程圖。子任務(wù)2:采用圖文結(jié)合的方式編制包含創(chuàng)新設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、有限元分析、合理優(yōu)化設(shè)計(jì)等內(nèi)容的創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告，展示優(yōu)化及創(chuàng)新后的產(chǎn)品功能和特點(diǎn)。1.設(shè)計(jì)要求(1)零件與裝配須符合機(jī)械制圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。要求結(jié)構(gòu)表達(dá)完整，圖形清晰，看圖方便，尺寸標(biāo)注做到規(guī)范、正確，排列整齊。(2)創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容包含創(chuàng)新件的設(shè)計(jì)思路和工作原理。(3)運(yùn)動(dòng)仿真包含閥的各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的工作原理說(shuō)明。(4)有限元分析包含應(yīng)力云圖的結(jié)果分析，提出改進(jìn)方案。(5)創(chuàng)新報(bào)告邏輯性強(qiáng)，言簡(jiǎn)意賅，采用規(guī)范技術(shù)術(shù)語(yǔ)，排版整齊美觀。2.提交材料(2)產(chǎn)品裝配工程圖，dwg格式和PDF格(3)閥體、出油塊(優(yōu)化)、蓋板(優(yōu)化)、齒輪軸(優(yōu)化),二維工程圖的dwg格式和PDF格式。3.提交位置將以上4類文件保存到“3-工程圖繪制與產(chǎn)品展示”子文件夾內(nèi)。圖號(hào)142131橡膠4密封圈22橡膠5密封圈12617齒輪軸181942144611附件2工程圖繪制要求工程圖設(shè)計(jì)應(yīng)符合ISO或GB機(jī)械制圖相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有要求如下：1.圖層設(shè)置使用軟件默認(rèn)，線寬及標(biāo)注樣4.正確、完整、清晰、合理原則標(biāo)注各零件圖的一般尺寸。項(xiàng)目填寫(xiě)內(nèi)容說(shuō)明1賽題名稱數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)學(xué)生賽2日期3根據(jù)實(shí)物材料填寫(xiě)4圖樣名稱(優(yōu)化)齒輪軸(優(yōu)化)(優(yōu)化)工程圖5圖樣代號(hào)6比例自定義注：上表內(nèi)容為標(biāo)題欄必備信息，每張零件圖均需完整填寫(xiě)，信息缺失或錯(cuò)誤將酌情扣分；標(biāo)題欄內(nèi)不得出現(xiàn)除上述規(guī)定填寫(xiě)內(nèi)容以外的信息，否則視為以做標(biāo)記形式作弊，該圖判零分。附件3創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告要求請(qǐng)選手根據(jù)賽題要求，采用圖文結(jié)合的方式編寫(xiě)創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告，要求表述專業(yè)、邏輯性強(qiáng)、技術(shù)術(shù)語(yǔ)規(guī)范、排版整齊美觀，內(nèi)容主要包括：1.設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明。闡述一下產(chǎn)品創(chuàng)新