(2025年)机械模具考试题及答案

(2025年)机械模具考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列热作模具钢中，最适合用于铝合金压铸模的材料是（）A.Cr12MoVB.H13（4Cr5MoSiV1）C.T10AD.W18Cr4V2.冷冲模设计中，凸模与凹模的间隙选择主要依据（）A.冲裁件材料厚度与力学性能B.模具制造精度C.压力机公称压力D.操作工人技术水平3.塑料注射模具中，为避免熔体充填时产生喷射纹，主流道末端与分流道的过渡形式应采用（）A.直角过渡B.圆弧过渡C.阶梯过渡D.斜面过渡4.模具电火花加工中，为提高加工效率同时保证表面质量，粗加工阶段应选择（）A.高电压、大电流、长脉冲宽度B.低电压、小电流、短脉冲宽度C.高电压、小电流、长脉冲宽度D.低电压、大电流、短脉冲宽度5.精密冲压模具的导向机构通常采用（）A.滑动导柱导套B.滚动导柱导套C.球锁式导柱导套D.无导向结构6.汽车覆盖件拉深模设计中，压边圈的主要作用是（）A.控制材料流动，防止起皱B.提高模具刚性C.便于取件D.减少摩擦力7.模具寿命评估时，“刃磨寿命”指的是（）A.模具从制造完成到首次失效的总冲次B.两次刃磨之间的可加工工件数量C.模具材料的疲劳极限对应的循环次数D.模具表面涂层的磨损周期8.塑料模具中，为改善厚壁制件的收缩凹陷，最有效的结构设计是（）A.增加浇口数量B.设置加强筋C.采用顺序阀浇口D.增设冷料穴9.数控铣削加工模具型腔时，为减少接刀痕，应优先采用（）A.顺铣B.逆铣C.分层铣削D.螺旋插补铣削10.模具热处理工艺中，“真空淬火”的主要优势是（）A.提高硬度B.减少氧化脱碳C.缩短加热时间D.降低成本二、填空题（每空1分，共20分）1.冷冲模中，冲裁间隙过大时，制件断面会出现（）和（）缺陷。2.塑料模具分型面选择的基本原则包括：便于（）、保证（）、有利于（）、简化模具结构。3.压铸模具的工作温度范围通常为（）℃，其材料需具备良好的（）性和（）性。4.模具数控加工中，球头铣刀的有效切削直径随（）变化，加工曲面时应控制（）以保证表面质量。5.注射机的锁模力计算公式为（），其中P为（），A为（）。6.模具失效的主要形式包括（）、（）、（）和塑性变形。7.精密级进模设计中，常用（）和（）实现条料的精确定位。8.模具表面强化处理技术中，TD处理（热扩散法碳化物覆层处理）可在模具表面形成（）硬质层，显著提高（）性能。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述冷冲压模具刃口磨损的主要原因及改进措施。2.塑料注射模具中，为什么需要设置排气系统？常用的排气方式有哪些？3.分析模具电火花线切割加工（WEDM）与电火花成型加工（EDM）的主要区别及适用场景。4.汽车覆盖件拉深模设计中，如何通过工艺补充面设计控制材料流动？5.模具热处理后为什么需要进行回火？不同回火温度对模具性能有何影响？四、计算题（每题10分，共20分）1.某冲裁件材料为Q235钢，厚度t=3mm，冲裁轮廓周长L=150mm，材料抗剪强度τ=300MPa，安全系数K=1.3。计算冲裁力及所需压力机的公称压力（保留两位小数）。2.某ABS塑料制件（收缩率S=0.5%）的外形尺寸为长120mm、宽80mm、高50mm（均为名义尺寸），采用平均收缩率法计算模具型腔的成型尺寸（结果保留三位小数）。五、综合分析题（20分）某企业生产的手机外壳（PC+ABS材料，厚度1.5mm）在注射成型后出现表面缩痕缺陷，位置位于电池仓加强筋根部。经检测，成型工艺参数（温度、压力、保压时间）均在合理范围内。请从模具设计角度分析可能的原因，并提出至少3项改进措施。答案一、单项选择题1.B2.A3.B4.A5.B6.A7.B8.C9.D10.B二、填空题1.毛刺增大；断面锥度明显2.塑件脱模；塑件精度；排气和进料3.300-600；热疲劳；导热4.切削深度；进给速度5.F=P×A；型腔内部平均压力；塑件及流道投影面积之和6.磨损；断裂；疲劳7.导正销；侧刃8.VC（碳化钒）或Cr7C3；耐磨三、简答题1.主要原因：①刃口与材料摩擦产生机械磨损；②高温下材料与模具的粘着磨损；③冲裁间隙不合理导致局部应力集中加速磨损；④模具材料硬度不足或热处理质量差。改进措施：①合理选择模具材料（如Cr12MoV）并优化热处理工艺（如真空淬火+低温回火）；②控制冲裁间隙（一般取材料厚度的5%-10%）；③对刃口进行表面强化处理（如TD处理、PVD涂层）；④定期刃磨并保持刃口锋利。2.原因：注射成型时，型腔中的空气、塑料分解产生的气体若无法及时排出，会导致塑件表面气孔、烧焦、填充不满等缺陷。常用方式：①分型面间隙排气（适用于小型模具）；②排气槽排气（在分型面或型芯侧面开设深度0.02-0.05mm的浅槽）；③镶件间隙排气（利用活动型芯或镶块的配合间隙）；④透气钢排气（在局部位置使用多孔性透气材料）。3.主要区别：①加工原理：WEDM利用移动的细金属丝（电极丝）作为工具电极，EDM使用固定形状的电极；②加工对象：WEDM适合加工复杂轮廓和细小孔，EDM适合加工型腔或三维曲面；③电极损耗：WEDM电极丝连续移动，损耗影响小；EDM电极需考虑损耗补偿；④加工精度：WEDM精度更高（可达±0.005mm），EDM受电极制造精度影响。适用场景：WEDM用于冲裁模凸凹模、级进模多工位轮廓加工；EDM用于塑料模复杂型腔、压铸模深腔加工。4.工艺补充面设计通过以下方式控制材料流动：①调整压料面形状（如平面、曲面）改变材料流动阻力；②设置拉深筋（或拉深槛）增加进料阻力，防止起皱；③优化工艺补充部分的圆角半径（较大圆角减少阻力，较小圆角增加阻力）；④控制工艺补充面的深度和倾斜角度，使材料均匀流入凹模。5.回火目的：消除淬火内应力，稳定组织，提高韧性，调整硬度以满足使用要求。影响：①低温回火（150-250℃）：保持高硬度（58-62HRC），用于冷作模具（如冲裁模）；②中温回火（350-500℃）：获得较高弹性和屈服强度（40-50HRC），用于热作模具（如锻模）；③高温回火（500-650℃）：综合力学性能好（25-45HRC），用于受冲击的模具（如冷镦模）。四、计算题1.冲裁力F=K×L×t×τ=1.3×150mm×3mm×300MPa=1.3×150×3×300=175500N=175.5kN压力机公称压力应大于冲裁力，通常取1.1-1.3倍，故公称压力≥175.5×1.1≈193.05kN（实际选型需按标准系列，如200kN）。2.模具型腔尺寸计算公式：Lm=Lp×(1+S)长度方向：Lm=120×(1+0.5%)=120.600mm宽度方向：Lm=80×(1+0.5%)=80.400mm高度方向（若为型腔深度）：Lm=50×(1+0.5%)=50.250mm（注：若为型芯高度，需考虑收缩方向，此处假设为型腔尺寸）。五、综合分析题可能原因：①加强筋根部壁厚突然增加（1.5mm→加强筋厚度），熔体冷却时收缩量增大，而浇口到该区域的补缩路径过长，保压压力无法有效传递；②模具冷却系统设计不合理，加强筋部位冷却速度过快，导致表层固化后内部收缩无料补充；③浇口位置远离加强筋区域，熔体流动到该位置时压力损失大，补缩不足；④模具排气不良，局部气体阻碍熔体填充，间接导致收缩。改进措施：①在加强筋根部增设辅助浇口（如点浇口）或采用顺序阀浇口，优先对厚壁区域进行补缩；②优化冷却系