2025年挤压模具工综合考核试卷及答案

2025年挤压模具工综合考核试卷及答案一、理论知识考核（共60分）（一）单项选择题（每题2分，共20分）1.挤压模具工作带设计时，对于铝合金6063材料，工作带长度一般控制在（）A.1-3mmB.3-6mmC.6-8mmD.8-12mm2.H13模具钢淬火后需进行多次回火，其主要目的是（）A.提高硬度B.消除内应力C.增加韧性D.细化晶粒3.挤压过程中模具承受的主要载荷类型是（）A.冲击载荷B.循环载荷C.静载荷D.脉动载荷4.模具氮化处理时，表面硬度应控制在（）A.400-500HVB.600-800HVC.900-1100HVD.1200-1400HV5.平面分流模设计中，分流孔数量选择的主要依据是（）A.挤压机吨位B.型材截面复杂度C.铸棒直径D.挤压速度6.模具预热温度不足时，最可能出现的缺陷是（）A.型材波浪B.模具开裂C.表面气泡D.尺寸超差7.测量模具工作带表面粗糙度时，优先选用的检测工具是（）A.塞尺B.轮廓仪C.游标卡尺D.千分表8.挤压比（λ）的计算公式为（）A.λ=挤压筒截面积/型材截面积B.λ=型材截面积/挤压筒截面积C.λ=模具出口截面积/入口截面积D.λ=铸棒长度/型材长度9.对于空心型材模具，焊合室深度设计过浅会导致（）A.焊合不良B.模具强度不足C.出料速度过快D.表面划伤10.模具修模时，若发现型材左侧壁厚超差，应采取的修模措施是（）A.打磨左侧工作带B.打磨右侧工作带C.增加左侧工作带长度D.降低右侧模芯高度（二）判断题（每题1分，共10分，正确打√，错误打×）1.模具工作带表面粗糙度Ra值越小越好，应控制在0.2μm以下。（）2.挤压温度升高会导致模具热疲劳寿命降低。（）3.模具装配时，上模与下模的定位销可采用过盈配合。（）4.平面模比分流模的模具强度更高。（）5.模具氮化层厚度越厚越好，建议控制在0.3mm以上。（）6.挤压速度过快会增加模具的摩擦磨损。（）7.模具存放时，工作带表面可涂防锈油保护。（）8.测量模具模孔尺寸时，只需检测室温下的尺寸即可。（）9.分流模的分流桥厚度设计主要考虑模具强度和金属流动平衡。（）10.模具首次试模时，应采用比正常生产稍低的挤压速度。（）（三）简答题（每题6分，共30分）1.简述挤压模具常见的失效形式及预防措施。2.说明模具预热的工艺要求及未充分预热的危害。3.分析挤压过程中模具工作带磨损的主要影响因素。4.列举平面分流模设计时需要重点考虑的5个参数。5.简述模具修模时“补焊”操作的注意事项。二、实操技能考核（共30分）（一）模具装配与调试（15分）给定一套平面分流模（包含上模、下模、模垫、压环），要求完成以下操作：1.写出完整的装配步骤（8分）；2.调试过程中发现型材出料口偏斜，列举可能的3个原因及对应的排查方法（7分）。（二）模具故障分析（15分）某铝合金型材挤压线连续生产500根后，模具工作带出现局部沟槽状磨损，型材表面出现周期性划痕。要求：1.分析产生该故障的可能原因（8分）；2.提出针对性的解决措施（7分）。三、综合分析题（共10分）某企业采用6000T挤压机生产大截面工业铝型材，近期频繁出现模具早期开裂问题（平均寿命不足800根，正常应达1500根以上）。已知生产参数：挤压温度480-500℃，挤压速度1.2-1.5m/min，模具材料为国产H13钢（硬度48-50HRC），表面处理为气体氮化（层深0.12mm）。请从材料、工艺、模具设计、维护四个方面分析开裂原因，并提出改进方案。答案一、理论知识考核（一）单项选择题1.B2.B3.B4.C5.B6.B7.B8.A9.A10.A（二）判断题1.×（表面粗糙度需根据材料流动需求控制，并非越小越好）2.√3.√4.×（分流模因存在分流孔，强度通常低于平面模）5.×（氮化层过厚易剥落，一般控制在0.08-0.15mm）6.√7.√8.×（需考虑热膨胀，应检测热态尺寸或进行温度补偿）9.√10.√（三）简答题1.失效形式：①磨损（粘着磨损、磨粒磨损）；②热疲劳开裂；③塑性变形；④断裂。预防措施：合理选择模具材料（如H13、4Cr5MoSiV1）；优化热处理工艺（控制硬度48-52HRC）；表面强化处理（氮化、PVD涂层）；合理设计模具结构（避免应力集中）；规范挤压工艺（控制温度、速度）；加强模具维护（定期修模、清洗）。2.预热要求：采用阶梯式加热，先在200-300℃预热2-3小时，再升温至450-500℃保温3-4小时，确保模具整体温度均匀（温差≤20℃）。未充分预热的危害：模具内外温差大产生热应力，导致开裂；金属流动不均，型材易出现波浪、尺寸超差；模具表面与高温金属接触时局部急热，加速热疲劳。3.主要影响因素：①模具材料硬度（硬度低易磨损）；②工作带表面粗糙度（Ra值高增加摩擦）；③挤压温度（温度过高加剧粘着磨损）；④挤压速度（速度快摩擦热增加）；⑤铝合金纯度（含Fe、Si等杂质增加磨粒磨损）；⑥润滑效果（无润滑或润滑剂失效加剧磨损）。4.重点参数：①分流孔数量与形状（影响金属分配）；②分流桥宽度与厚度（影响强度和焊合）；③焊合室深度（影响焊合质量）；④工作带长度（控制流速）；⑤模芯支撑结构（防止模芯偏移）；⑥过渡圆角半径（减少应力集中）（任意5个即可）。5.注意事项：①选择与模具材料匹配的焊材（如H13专用焊丝）；②补焊前彻底清除缺陷（打磨至无裂纹）；③预热模具至300-350℃（防止冷裂）；④采用小电流、多层焊（减少热输入）；⑤焊后及时回火（消除焊接应力）；⑥补焊区域需精加工至设计尺寸（保证表面质量）。二、实操技能考核（一）模具装配与调试1.装配步骤：①清洁所有部件（用丙酮清洗上/下模、模垫、压环表面，去除油污、氧化皮）；②检查配合面（确认上模分流孔与下模焊合室对齐，模芯与模孔间隙均匀）；③安装定位销（将上模与下模通过定位销初步固定，确保分型面贴合）；④放置模垫（将模垫置于下模底部，中心对准挤压筒轴线）；⑤安装压环（用螺栓对称预紧压环，确保模具与挤压筒同轴）；⑥最终紧固（按对角顺序分2-3次拧紧螺栓，扭矩达到设计值的80%-90%）；⑦检查开合模（手动测试模具开合顺畅，无卡滞）。2.出料口偏斜可能原因及排查：①模具装配偏移（测量模具中心与挤压筒中心同轴度，调整压环螺栓）；②模芯定位不牢（检查模芯与上模的固定螺栓是否松动，重新紧固）；③工作带长度不均（用深度尺测量工作带各点长度，对过长部位进行打磨）；④挤压筒内衬磨损（测量挤压筒内径圆度，更换磨损内衬）（任意3个即可）。（二）模具故障分析1.可能原因：①模具材料问题（国产H13钢成分偏析，碳化物分布不均）；②热处理不当（回火不充分，残余奥氏体过多，导致硬度不稳定）；③表面处理失效（氮化层过薄或存在孔隙，无法有效保护基体）；④挤压工艺问题（挤压速度过快，工作带温度超过550℃，加剧热磨损）；⑤铸棒质量差（含Fe杂质过高，形成硬质点划伤工作带）；⑥润滑不足（石墨润滑剂喷涂不均，局部无润滑）。2.解决措施：①更换优质H13钢（要求成分均匀，碳化物评级≤2级）；②优化热处理（淬火后进行3次回火，每次保温2小时，确保硬度50-52HRC）；③采用复合表面处理（先氮化后镀Cr或TiN涂层，总厚度0.15-0.2mm）；④调整挤压工艺（降低速度至1.0-1.2m/min，控制工作带温度≤500℃）；⑤加强铸棒检验（Fe含量控制在0.25%以下）；⑥改进润滑系统（采用自动喷涂装置，确保润滑剂均匀覆盖）。三、综合分析题原因分析：1.材料方面：国产H13钢可能存在成分波动（如V含量不足）、碳化物偏析，导致基体强度不足；硬度偏低（48-50HRC），抗塑性变形能力弱。2.工艺方面：挤压温度接近500℃（H13钢回火温度通常560℃），长时间高温导致模具软化；挤压速度1.2-1.5m/min偏快，增加热应力循环频率。3.模具设计方面：可能存在结构缺陷（如过渡圆角过小、分流桥厚度不足），导致应力集中；模芯支撑结构不合理，受金属压力易变形。4.维护方面：未定期进行去应力回火（正常应每生产300根回火一次）；修模时过度打磨工作带，导致模具整体厚度减薄，强度下降。改进方案：1.材料优化：选用进口H13钢（如德国1.2344），要求碳化物评级≤1.5级；调整热处理工艺（淬火1030℃×1h，回火580℃×2h×3次），硬度提升至50-52HRC。2.工艺调整：降低挤压温度至460-480℃（减少热软化）；控制挤压速度≤1.2m/min（降低热循环