第三届广东省技工院校技能大赛

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1、第三届广东省技工院校技能大赛数字化设计与制造项目样题场次：工位号：2018年11月19日说明：每队参赛选手必须在赛前完成样题的设计和加工训练，并将作品带入赛场，在竞赛结束后与竞赛作品一同上交。1.任务简介某玩具公司设计部拟开发一种使用CO2气体驱动的简易F1赛车模型，赛车组成结构见图1（1-3要求制作，4-8是给定的），它依靠8g二氧化碳气瓶作为动力，驱动车模在直线轨道上运动，轨道装置上有一条牵行线穿过车模底部的两个羊眼螺钉，从而保证车模高速直线运动时紧贴轨道表面。现要求2名选手协同工作，在满足设计及工艺约束条件情况下，以获得最佳的气动外形和竞速性能、最佳零件加工质量和整车外

2、观质量为目标，完成下列工作：（1）在4小时比赛时间内完成前翼/尾翼/车身零件(图1表中序号1、2、3零件)的设计、加工和装配测量；（2）在比赛时间外完成整车的涂装、贴图和竞速测试（约2小时）。图1F1车模的组成与结构第1页共8页2.设计与加工规范2.1设计规范2.1.1总体结构要求只能设计加工图1指定的三个零件，不能增加其他任何零件；前翼尾翼的设计至少包括翼型结构和支撑结构两个特征，要求能够不借助外物工具就可以将前翼和尾翼固定到车身并能拆卸，前翼/尾翼和车身装配后不能松动和变形；CO2气罐腔室必须和车身一体，腔室外表面必须是光滑曲面；翼型设计必须符合空气动力学原理，采用双翼片

3、设计；全部零件装配完成后整车重量不超过170克。2.1.2中心基准平面为了测量赛车加工及装配质量，我们定一个中心基准平面（图2），该平面通过CO2气罐室中心线并且垂直于轨道表面，测量车模时不安装CO2气罐。图2中心基准平面2.1.3装配总体要求【总长度】AD01=200±0.3mm：测量时不放置气罐，取组装车前端和末端之间最长距离作为总长度；第2页共8页【最大宽度】AD02=80mm±0.3mm：测量时应该垂直中心基准平面,取最宽部件外边缘之间的距离作为最大宽度；【最小跑道间距】AD03＞2mm：是指除车轮外，车底部任何一个组件与跑道表面的最小距离。【前后轮轴形位公差】所有的

4、四个轮子必须同时碰到赛道表面，前后轮轴线平行度为0.3mm，与中心平面垂直度0.3mm。图3装配尺寸第3页共8页2.1.4车轮的可视性俯视和侧视可以看到车轮，前视图车轮被前翼部件遮最大高度是15mm。图4车轮的可视性2.1.5设计禁区俯视时，图5中透明长方体属于设计禁区，不能有任何材料，测量时，禁区尺寸需大于15X15，禁区外则不能超过车辆宽度。图5设计禁区2.1.6贴图要求须在车身两侧与车身表面设计贴图，贴图表面可以是平面或曲面。2.1.7排气空间要求如果前翼采用双翼片设计，则每个翼片的表面一定要有最少为4毫米第4页共8页间隙的排气空间，如图6。图6排气空间2.1.8尾翼/

5、前翼位置当从侧视方向看时，尾翼的全部和任何支撑结构必须在后轮中心线的后面,前翼的全部结构要位于前轮中心线前面。图7尾翼/前翼位置2.2产品加工规范2.2.1车身零件的加工使用的毛坯材料、刀具和夹具车身零件必须使用CNC数控机床进行加工，采用密度0.55-0.65g/cm3代木、尺寸为：200×65×50，装夹方式通过毛坯底部开螺纹孔将车身工件固定，如图8。图8装夹示意图第5页共8页2.2.2三维打印赛车的前翼和后翼要求使用三维打印机完成加工。选手须了解PLA打印材料的物理特性，尤其是收缩率的大小会影响到装配的松紧程度，另外可以打印出的最小壁厚和最小孔径要有所了解，打印参数由选

6、手自己决策。2.2.3加工精度控制车身加工精度：长度和直径尺寸的公差控制在±0.3范围内，角度公差控制在±10内，圆角和半径公差控制在±0.5范围内，表面粗糙度介于Ra0.8—3.2平行度/垂直度按设计规范要求，三维打印工件的长度和直径尺寸，公差控制在±0.3以内。3.工作任务比赛时间共约6个小时，分两个阶段完成，第一阶段为设计加工时间，4个小时；第二阶段为车模的喷漆、外观装饰、产品称重竞速时间，车模的喷漆、外观装饰、跑道竞速约2小时（不计入比赛时间）。3.1数字化设计任务3.1.1每名选手应该在赛前至少完成样题的设计和加工训练；3.1.2正式比赛开始前请先在每组组长的D盘根

7、目录建立工作文件夹，比赛结束后两名选手的所有CAD/CAM/CAE/CNC数据均保存在此，保存在此文件夹以外的任何数据均无效；3.1.3根据设计规范，完成车身和前后翼的CAD设计，并对给定的车轮进行三维扫描，完成车轮的逆向设计，每组选手需要保存好经过三维扫描后获得的车轮三维模型数据STL格式和实体Step格式数据（如图9），最后完成整车的装配建模（车轴、轴承、气罐、羊眼圈的数字模型已经存放在D盘根目录下，可直接调用）；第6页共8页图9逆向设计示意图3.1.4调用符合GB或ISO标准的A3图纸模板，在一张