2025年模具设计与制造技术模拟练习题及答案

2025年模具设计与制造技术模拟练习题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列模具钢中，最适合用于制造铝合金压铸模的是（）A.T10AB.Cr12MoVC.H13D.45钢答案：C（H13属于热作模具钢，具有良好的热强性和抗热疲劳性，适用于高温环境下的压铸模）2.模具热处理工艺中，“淬火+高温回火”的主要目的是（）A.提高表面硬度B.获得马氏体组织C.消除内应力并获得良好综合力学性能D.细化晶粒答案：C（高温回火可使淬火后的硬脆组织转变为回火索氏体，兼顾强度与韧性）3.注塑模分型面设计时，若塑件外观要求高，分型面应尽量避开（）A.侧面B.底面C.外观可见面D.加强筋位置答案：C（分型面在外观面会留下飞边或接痕，影响美观）4.冷冲模中，弹性卸料装置的主要作用是（）A.提高冲裁精度B.卸料并压平材料C.降低冲裁力D.延长模具寿命答案：B（弹性卸料装置通过弹簧或橡胶提供卸料力，同时在冲裁时压住材料，防止翘曲）5.高速铣削加工模具型腔时，为避免刀具磨损过快，通常优先采用（）A.高转速、大切深、小进给B.低转速、小切深、大进给C.高转速、小切深、大进给D.低转速、大切深、小进给答案：C（高速铣削遵循“小切深、大进给、高转速”原则，减少刀具与材料的接触时间，降低磨损）6.下列不属于模具CAD/CAE软件核心功能的是（）A.模具结构设计B.塑料流动分析C.模具成本核算D.冷却系统优化答案：C（CAD/CAE主要用于设计与仿真，成本核算属于管理软件范畴）7.精密冲裁模与普通冲裁模的关键区别在于（）A.采用负间隙B.增加压边力C.提高模具硬度D.使用特殊润滑剂答案：A（精密冲裁通过负间隙或极小间隙实现断面无毛刺、无塌角）8.热流道注塑模中，热嘴的温度控制精度通常要求达到（）A.±1℃B.±5℃C.±10℃D.±15℃答案：A（热流道温度波动过大会导致塑料降解或凝固，影响成型质量）9.模具表面强化处理中，TD处理（热扩散法碳化物覆层处理）的主要目的是（）A.提高耐腐蚀性B.增加表面硬度和耐磨性C.改善切削性能D.降低表面粗糙度答案：B（TD处理可在模具表面形成高硬度的碳化物层，显著提升耐磨寿命）10.多工位级进模设计中，为保证条料送进精度，通常采用（）A.侧刃定距B.导正销精定位C.挡料销粗定位D.自动送料装置答案：B（导正销与条料上的工艺孔配合，可将送料误差控制在0.02mm以内）二、填空题（每空1分，共20分）1.模具寿命通常指模具从投入使用到因__________而失效的总生产次数，普通冷冲模寿命一般为__________万次。答案：磨损或断裂；10-302.注塑模模架按结构可分为__________、__________和复合模架，其核心部件包括__________、导柱、导套和固定板。答案：大水口模架；细水口模架；动模板/定模板3.冷冲模凸凹模间隙过大时，冲裁断面会出现__________增大、毛刺__________的现象；间隙过小时，断面会出现__________带变宽、模具磨损加剧的问题。答案：塌角；变厚；光亮4.注射成型中，冷却时间主要取决于塑件的__________、__________和模具材料的__________。答案：壁厚；塑料热性能；导热系数5.快速模具制造技术（RT）常用的工艺包括__________（如3D打印直接制模）、__________（如硅胶模翻制）和金属喷涂制模。答案：增材制造；软模复制6.模具加工中，电火花线切割（WEDM）的加工精度可达__________mm，表面粗糙度Ra值一般为__________μm。答案：0.01-0.02；1.6-3.27.热作模具钢（如H13）的热处理工艺通常为__________+__________，最终硬度控制在__________HRC。答案：淬火；回火；48-52三、简答题（每题8分，共40分）1.简述模具失效的主要形式及其产生原因。答案：模具失效形式主要有三种：①磨损失效（因模具与工件表面摩擦导致材料流失，常见于冲裁模刃口、注塑模型腔）；②断裂失效（因应力集中或疲劳裂纹扩展导致突然断裂，多发生在尖角、缺口等部位）；③塑性变形失效（因模具材料强度不足，在高温或高压下发生永久变形，如压铸模型腔塌陷）。2.注塑模分型面设计需遵循哪些基本原则？答案：①分型面应位于塑件最大截面处，便于脱模；②尽量使塑件留在动模侧，利用顶出机构脱模；③避开外观面，减少飞边对塑件表面的影响；④有利于模具排气，避免困气；⑤简化模具结构，减少抽芯机构的使用。3.注射模浇注系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答案：浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。主流道连接注塑机喷嘴与分流道，传递熔料；分流道将熔料分配到各型腔，平衡流量；浇口控制熔料进入型腔的速度和位置，调节填充顺序；冷料穴收集喷嘴前端冷却的“冷料”，防止其进入型腔造成缺陷。4.冷冲模刃口磨损过快的主要原因及预防措施有哪些？答案：原因：①凸凹模间隙不合理（过小或过大）；②模具材料硬度不足或热处理工艺不当；③冲裁材料强度过高或表面粗糙；④润滑不足。预防措施：①优化间隙值（如软钢取料厚的8%-12%）；②选用高耐磨模具钢（如Cr12MoV）并进行表面强化处理（如TD处理）；③对硬材料采用预热或选用专用冲裁油；④定期修磨刃口并保持润滑。5.简述快速模具制造技术（RT）相比传统机加工制模的优势。答案：①周期短：通过3D打印或软模复制，可在几天内完成模具制造，传统机加工需数周；②成本低：无需复杂数控加工，减少刀具和人工费用；③灵活性高：适合小批量试制或产品快速迭代；④可制造复杂结构：如随形冷却水道，传统加工难以实现。四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某企业生产的ABS塑料外壳注塑件出现严重翘曲变形，试从模具设计和成型工艺两方面分析可能原因及改进措施。答案：模具设计方面：①冷却系统不合理（如冷却水道分布不均，导致局部冷却过快或过慢），改进措施：优化水道布局，增加密集冷却区域；②顶出机构设计不当（如顶针数量少或位置集中，脱模时应力集中），改进措施：增加顶针数量并均匀分布，采用气辅顶出；③浇注系统不平衡（如浇口位置偏离中心，导致熔料填充顺序不一致），改进措施：调整浇口位置至塑件中心，或采用平衡式分流道。成型工艺方面：①注射压力过高或保压时间过长，导致塑件内部残余应力过大，改进措施：降低注射压力，缩短保压时间；②模具温度不均匀（如动定模温差过大），改进措施：控制模温在60-80℃，保持动定模温差≤5℃；③冷却时间不足（塑件未完全固化即顶出），改进措施：延长冷却时间至塑件脱模不变形为止。2.某冷冲模生产的不锈钢垫片（厚度1.5mm）边缘出现毛刺过大问题，试分析可能原因并提出解决方案。答案：可能原因及解决方案：①凸凹模间隙过大或过小：不锈钢强度高，合理间隙应为料厚的12%-15%（约0.18-0.22mm），需测量实际间隙并调整模具；②刃口钝化：长期使用后刃口磨损变钝，需修磨刃口至锋利状态（刃口圆角≤0.01mm）；③模具安装精度不足（如凸模与凹模中心线不重合），需重新对模，确保同轴度≤0.02mm；④材料性能不稳定（如不锈钢硬度过高或表面有氧化皮），需对材料进行退火处理（硬度≤200HB）或增加表面打磨工序；⑤卸料力过大导致材料被拉变形，需调整弹性卸料装置的预压力，避免过度压料。五、计算题（共20分）1.设计一矩形注塑模型腔，塑件尺寸为长200mm、宽150mm、高50mm，材料为PC（弹性模量E=2.4GPa，泊松比ν=0.35），注射压力P=80MPa，要求型腔侧壁厚度δ（采用整体式凹模，按第四强度理论计算）。已知公式：δ=√[(3P(1-ν²)L²)/(4E[σ])]，其中[σ]为模具材料许用应力（取400MPa），L为型腔长边长度。（10分）解：L=200mm=0.2m，P=80MPa=8×10⁷Pa，E=2.4×10⁹Pa，ν=0.35，[σ]=4×10⁸Pa代入公式：δ=√[(3×8×10⁷×(1-0.35²)×(0.2)²)/(4×2.4×10⁹×4×10⁸)]计算分子：3×8e7×(1-0.1225)×0.04=3×8e7×0.8775×0.04=3×8e7×0.0351=8.424×10⁶分母：4×2.4e9×4e8=3.84×10¹⁸δ=√(8.424e6/3.84e18)=√(2.19375×10⁻¹²)=1.48×10⁻⁶m=1.48mm（显然不合理，说明公式选取或参数有误，实际应采用型腔壁厚经验公式：δ=0.2-0.3L，L=200mm时δ=40-60mm，此处可能公式中的单位或参数需调整，正确计算应考虑实际模具设计规范）2.计算厚