2025年机械制造技术基础试题及答案(模具)

2025年机械制造技术基础试题及答案(模具)一、选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种模具钢最适合制造铝合金压铸模？（）A.Cr12MoV（冷作模具钢）B.H13（4Cr5MoSiV1，热作模具钢）C.9SiCr（低合金工具钢）D.W18Cr4V（高速钢）2.冷冲模设计中，凸凹模间隙过小会导致（）A.冲裁件断面毛刺增大B.模具磨损加剧C.材料利用率提高D.卸料力减小3.注塑模中，主流道设计时通常需要设置（）以方便凝料脱出A.分流道拉料杆B.冷料穴C.浇口套锥度D.排气槽4.精密级进模的导向系统一般采用（）A.导柱导套导向（普通精度）B.滚珠导柱导套导向C.斜楔导向D.无导向（简易模）5.冷挤压模具中，凹模工作表面常采用（）处理以提高耐磨性A.渗碳B.渗氮C.碳氮共渗D.高频淬火6.以下哪项不是热作模具的主要失效形式？（）A.热疲劳开裂B.塑性变形C.磨粒磨损D.氢脆断裂7.注塑模分型面选择时，优先保证（）A.塑件外观无飞边B.模具加工方便C.塑件留在动模侧D.浇口位置隐蔽8.冲裁模压力中心与模柄中心不重合时，会导致（）A.冲裁力增大B.模具导向件磨损不均C.材料利用率降低D.卸料困难9.模具电火花加工中，为提高加工精度，通常采用（）A.粗加工电极（损耗大）B.精加工电极（损耗小）C.铜电极（熔点低）D.石墨电极（导电性好）10.以下哪种模具属于成型模具？（）A.落料模B.弯曲模C.拉深模D.压铸模二、填空题（每空1分，共20分）1.模具按成型工艺分类，可分为（）、（）、（）等，其中压铸模属于（）模具。2.冷作模具钢的主要性能要求是（）、（）和（），典型钢种为（）。3.注塑模的浇注系统由（）、（）、（）和（）组成。4.冲裁件的断面质量由（）、（）、（）和（）四个区域组成。5.模具寿命是指模具从投入使用到（）为止的总（），影响模具寿命的主要因素包括（）、（）和（）。三、简答题（每题8分，共40分）1.比较冷冲模与注塑模在结构组成上的主要差异。2.分析热作模具钢（如H13）的热处理工艺（淬火+回火）对其性能的影响。3.简述精密冲裁（如整修、精冲）与普通冲裁的区别，说明精密冲裁的关键技术。4.注塑模中，为什么需要设置排气系统？常见的排气方式有哪些？5.模具制造中，为什么广泛采用数控电火花线切割加工（WEDM）？其适用场景有哪些？四、分析题（每题15分，共30分）1.某企业生产汽车覆盖件（08Al钢板，厚度1.2mm），采用单工序落料模生产时，发现制件边缘出现明显毛刺且尺寸超差。试分析可能的原因，并提出模具设计或制造方面的改进措施。2.某注塑模生产ABS塑料件（收缩率0.5%），成型后发现塑件表面存在“缩孔”缺陷。从模具结构和工艺角度分析可能原因，并给出解决方案。五、计算题（共30分）1.计算冲裁力与压力机吨位选择（15分）：需冲裁一个矩形零件，材料为Q235钢（抗剪强度τ=300MPa），零件尺寸为长80mm、宽50mm，厚度t=2mm。冲裁间隙取t的8%（双边），试计算：（1）冲裁力F（公式：F=τ×L×t，L为冲裁周长）；（2）考虑卸料力（Kx=0.05）和推件力（Kt=0.06），总冲压力F总；（3）选择压力机时，公称压力应至少为多少？2.注塑模浇口尺寸设计（15分）：某塑件为长方体（长100mm、宽60mm、厚3mm），材料为PC（熔体黏度较高），采用侧浇口进料。已知浇口长度l=1.5mm，浇口宽度b=塑件宽度的1/10，试确定浇口厚度h（经验公式：h=0.6~0.8√t，t为塑件厚度），并说明选择依据。答案一、选择题1.B2.B3.B4.B5.B6.D7.C8.B9.B10.D二、填空题1.冲裁模；成型模；压铸模；成型（或铸造）2.高硬度；高耐磨性；足够韧性；Cr12MoV3.主流道；分流道；浇口；冷料穴4.塌角；光亮带；断裂带；毛刺5.失效（或不能正常使用）；生产数量；材料性能；结构设计；制造工艺（或使用维护）三、简答题1.冷冲模与注塑模结构差异：冷冲模：以冲裁、成型为核心，结构包括工作零件（凸凹模）、定位零件（挡料销）、卸料/推件零件（卸料板）、导向零件（导柱导套）、支撑零件（模座）；无温度控制系统。注塑模：以塑料熔体填充为核心，结构包括成型零件（型腔、型芯）、浇注系统（主流道等）、温度调节系统（冷却/加热回路）、脱模系统（顶杆、推板）、导向与定位系统；需考虑塑料收缩、排气等。2.H13热处理影响：淬火（1020-1050℃油冷）：获得马氏体组织，提高硬度（50-55HRC），但内应力大；回火（560-600℃二次回火）：消除应力，析出弥散碳化物（如Mo2C、V4C3），产生二次硬化，提高热强性、热疲劳抗力和韧性；最终硬度45-50HRC，满足热作模具耐高温、抗热裂的要求。3.精密冲裁与普通冲裁区别及关键技术：区别：普通冲裁断面有明显断裂带和毛刺，尺寸精度IT10-IT12；精密冲裁（如精冲）断面光亮带≥90%，精度IT7-IT9，无毛刺。关键技术：①齿圈压板（抑制材料撕裂）；②小间隙（0.5%-1%t）；③反顶力（平衡拉应力）；④高刚度模具（防止变形）。4.注塑模排气系统必要性及方式：必要性：注塑时型腔中空气、塑料分解气体需排出，否则导致缺料、烧焦、气泡等缺陷。方式：①分型面间隙排气（最常用）；②顶杆/型芯配合间隙排气；③开设排气槽（深度0.02-0.05mm，宽度5-10mm）；④多孔金属排气塞（用于深腔或局部难排气区域）。5.数控电火花线切割（WEDM）优势及适用场景：优势：①加工硬脆材料（如淬火模具钢）；②可加工复杂型面（如凸凹模异形孔）；③无机械切削力（避免变形）；④精度高（±0.01mm）、表面粗糙度Ra1.6-0.8μm。适用场景：冲裁模凸凹模、级进模多工位型孔、塑料模滑块斜导柱孔、电火花加工用电极制造等。四、分析题1.汽车覆盖件毛刺与尺寸超差原因及改进：可能原因：①凸凹模间隙过大或不均（导致毛刺）；②模具刃口磨损（断面质量下降）；③定位装置精度低（尺寸超差）；④压料力不足（材料窜动）。改进措施：①重新配作凸凹模，调整间隙至合理范围（1.2mm钢板间隙约0.096-0.144mm双边）；②刃口表面淬火或TD处理（提高耐磨性）；③采用导正销+侧刃定位（提高送料精度）；④增加弹性压料板（压料力≥冲裁力的5%）。2.ABS塑件缩孔缺陷分析与解决：模具原因：①浇口尺寸过小（熔体补缩不足）；②冷却系统设计不合理（局部冷却过快，内部收缩无补偿）；③型腔壁厚不均（厚壁处收缩量大）。工艺原因：注射压力不足、保压时间过短（无法补充收缩体积）。解决方案：①增大浇口截面积（如侧浇口厚度从0.8mm增至1.0mm）；②在厚壁处增设冷料井或溢流槽；③调整冷却回路（厚壁处冷却水流量降低，延长冷却时间）；④提高注射压力（从80MPa增至100MPa），延长保压时间（从5s增至8s）。五、计算题1.冲裁力计算：（1）冲裁周长L=2×(80+50)=260mm；冲裁力F=300×260×2=156000N=156kN；（2）卸料力Fx=Kx×F=0.05×156=7.8kN；推件力Ft=Kt×F=0.06×156=9.36kN；总冲压力F总=156+7.8+9.36=173.16kN；（3）压力机公称压力应≥1.1×