2025年玻璃制品模具工理念考核试卷及答案

2025年玻璃制品模具工理念考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.玻璃模具常用的热作模具钢中，以下哪种材料因含铬量较高（12%-14%），在高温下能形成致密氧化膜，更适用于高速吹制模具？A.H13（4Cr5MoSiV1）B.4Cr3Mo3SiV（HM3）C.1Cr13D.3Cr2W8V2.玻璃模具预热温度需根据玻璃成分调整，钠钙玻璃模具初始预热温度通常控制在：A.100-150℃B.200-250℃C.300-350℃D.400-450℃3.模具型腔表面粗糙度Ra值对玻璃制品成型质量影响显著，压制模具型腔Ra一般应控制在：A.0.8-1.6μmB.1.6-3.2μmC.3.2-6.3μmD.6.3-12.5μm4.玻璃模具冷却水通道设计中，为避免局部过冷导致模具开裂，相邻水孔间距与孔径的合理比值应为：A.1:1B.2:1C.3:1D.4:15.以下哪种脱模剂因高温下分解产生气体，易在玻璃表面形成“雾斑”缺陷，已逐渐被水性石墨乳替代？A.干性石墨粉B.机油混合石墨C.二硫化钼喷剂D.硅油乳液6.玻璃模具热疲劳裂纹的扩展方向主要与哪种因素相关？A.模具壁厚B.材料晶粒度C.温度梯度分布D.型腔表面硬度7.采用计算机辅助设计（CAD）优化模具结构时，需重点模拟的参数是：A.模具重量B.玻璃液粘度-温度曲线C.车间湿度D.模具开合速度8.玻璃模具氮化处理后，表面形成的主要强化相是：A.Fe3CB.CrNC.Fe4ND.Mo2N9.压制模具顶出机构的复位精度要求为：顶出杆端面与型腔表面的差值不超过：A.±0.05mmB.±0.1mmC.±0.2mmD.±0.3mm10.玻璃模具寿命评估中，“有效生产周期”的定义是：A.模具从投产到首次修磨的时间B.模具可生产合格制品的总数量C.模具在高温环境下的连续工作时长D.模具经历完整热循环（加热-冷却）的次数11.以下哪种缺陷是由于模具分型面贴合不紧密导致的？A.玻璃制品口部翻边B.表面冷纹C.底部气泡D.壁厚不均12.玻璃模具材料的线膨胀系数与玻璃的线膨胀系数需满足：A.模具＞玻璃B.模具＜玻璃C.两者相等D.无直接关联13.吹制模具的“初型模”与“成型模”温度差通常控制在：A.20-50℃B.50-80℃C.80-120℃D.120-150℃14.模具表面激光熔覆修复时，熔覆层与基体的结合方式应为：A.机械嵌合B.冶金结合C.物理吸附D.化学粘结15.智能模具监测系统中，用于实时反馈型腔压力的传感器类型是：A.热电偶B.应变片C.红外测温仪D.超声波探头二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.玻璃模具的预热可减少初始成型时的热应力，但预热温度过高会导致模具表面氧化加剧。（）2.模具冷却水流量越大，玻璃冷却速度越快，因此应尽可能提高冷却水压力。（）3.模具型腔表面抛光时，应沿玻璃流动方向进行，避免逆向划痕导致制品表面拉毛。（）4.玻璃模具的“时效软化”是指材料在高温下长期使用后，因析出相粗化导致硬度下降的现象。（）5.吹制模具的“扑气”操作目的是使玻璃液均匀贴模，与模具温度无关。（）6.模具材料的导热系数越高，越有利于玻璃快速冷却，因此应优先选择导热性好的材料。（）7.模具分型面的表面粗糙度应低于型腔表面，以保证贴合紧密。（）8.玻璃模具的“缩颈”缺陷主要由模具排气不良引起。（）9.模具修复时，补焊区域的硬度应略高于基体，以延长局部寿命。（）10.新型陶瓷基模具因耐高温性强，可完全替代传统钢质模具用于所有玻璃成型工艺。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述玻璃模具设计中需重点考虑的热应力控制措施。2.分析模具表面残留脱模剂对玻璃制品质量的影响及解决方法。3.说明模具冷却水通道堵塞的常见原因及预防措施。4.对比吹制模具与压制模具在结构设计上的主要差异。5.列举3种玻璃模具常见失效形式，并分析其根本原因。四、案例分析题（30分）某玻璃制品厂采用行列式制瓶机生产500ml钠钙玻璃水杯，近期连续出现以下问题：①水杯底部厚度不均（偏差＞0.5mm）；②制品外表面出现多条纵向冷纹（长度5-10mm）。经初步检查，模具为H13钢材质，使用6个月未修磨，冷却水压力0.3MPa（标准0.2-0.25MPa），脱模剂为传统油性石墨乳，喷涂频率每20模次1次。请结合模具工专业知识，分析上述问题的可能原因，并提出针对性解决措施。答案一、单项选择题1-5：CBACB6-10：CBBAD11-15：ABABB二、判断题1.√2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.×9.×10.×三、简答题1.热应力控制措施：①优化模具壁厚均匀性，避免局部过厚或过薄导致温度梯度；②设计合理的冷却水通道布局（如螺旋式或环形分布），减少温差；③选择热膨胀系数低、导热性好的材料（如改良H13钢）；④制定阶梯式预热制度（室温→150℃→300℃分段保温），降低初始热冲击；⑤在型腔与模体间设置过渡层（如铜合金导热片），改善热量传递均匀性。2.残留脱模剂影响：①高温下分解产生气体，在玻璃表面形成“雾斑”或“气泡”；②堆积在分型面导致合模不紧，产生飞边；③覆盖型腔局部区域，阻碍玻璃液贴模，造成壁厚不均。解决方法：①改用水性石墨乳（分解产物为CO₂，无残留）；②调整喷涂参数（压力0.2-0.3MPa，距离15-20cm）；③增加模具清洁频率（每8小时用压缩空气吹扫型腔）；④控制脱模剂浓度（固含量5%-8%），避免过厚涂层。3.堵塞原因：①冷却水含杂质（如铁锈、泥沙）沉积在通道内；②模具长期使用后，通道内壁氧化皮脱落；③水温过低导致碳酸钙结晶析出（硬水地区）。预防措施：①采用软化水或去离子水作为冷却介质；②增设水过滤装置（精度≤50μm）；③定期酸洗通道（10%柠檬酸溶液循环30分钟）；④停机时排空冷却水，避免残留结垢；⑤设计冷却水通道时避免直角弯（改用R≥2倍管径的圆弧过渡），减少流速突变导致的杂质沉积。4.结构差异：①吹制模具（初型模、成型模）需设计排气孔（直径0.5-1.0mm，间距10-15mm），而压制模具依靠顶出机构排气；②吹制模具型腔深度较大（与玻璃制品高度比＞1:2），压制模具型腔较浅（高度比≤1:1.5）；③吹制模具需配置吹气管接口（内径8-12mm），压制模具需设计压头导向槽（配合精度H7/g6）；④吹制模具分型面多为垂直分型，压制模具常采用水平分型（便于顶出）；⑤吹制模具冷却水通道更密集（水孔间距15-20mm），压制模具因压力成型，冷却需求较低（间距25-30mm）。5.常见失效形式及原因：①热疲劳开裂：模具反复加热（300-400℃）-冷却（100-150℃），表面拉压应力循环导致微裂纹扩展（材料韧性不足或热处理不当）；②磨损（型腔/分型面）：玻璃液摩擦（硬度HV500-600）与脱模剂颗粒（石墨粒度＞10μm）冲刷，导致表面粗糙度上升（材料硬度不足或表面处理层脱落）；③塑性变形（模唇/顶出杆）：高温下模具材料屈服强度下降（如H13钢在400℃时屈服强度＜600MPa），受玻璃成型压力（2-5MPa）长期作用发生局部凹陷（材料高温强度不足或模具设计承载能力偏低）。四、案例分析题问题①底部厚度不均原因：模具使用6个月未修磨，型腔底部因磨损导致局部凹陷（H13钢长期使用后硬度从HRC48-52降至HRC40以下），玻璃液填充时局部堆积；冷却水压力过高（0.3MPa＞标准0.25MPa），底部冷却速度过快，玻璃液在未完全均匀分布时已硬化，导致厚度偏差；脱模剂为油性石墨乳，易在底部堆积，阻碍玻璃液流动，造成填充不均。问题②表面冷纹原因：模具未修磨导致表面粗糙度上升（Ra从0.8μm增至3.2μm以上），玻璃液贴模时摩擦阻力增大，冷却过程中产生拉应力裂纹；脱模剂喷涂频率过低（每20模次1次），模具表面润滑不足，玻璃与模具粘附力增加，脱模时拉扯玻璃表面形成冷纹；钠钙玻璃成型温度（1050-1100℃）与模具温度（200-250℃）温差大，若模具局部温度波动（如冷却水通道局部堵塞），会加剧冷纹产生。解决措施：1.模具维护：对型腔底部进行修磨（去除0.1-0.2mm磨损层），重新抛光至Ra≤1.6μm；对整体模具进行表面氮化处理（渗层深度0.1-0.15mm，硬度HV900-1000），提高耐磨性。2.冷却调整：将冷却水压力降至0.22MPa，检查水通道是否堵塞（用0.5MPa压缩空气吹扫），确保冷却均匀；在底部增加辅助加热块（功率