2025年模具设计师专业技能考核试题及答案

2025年模具设计师专业技能考核试题及答案一、理论知识考核（总分60分）（一）单项选择题（每题2分，共10题）1.某汽车内饰件采用ABS材料注射成型，模具设计时需重点控制的工艺参数是：A.模具温度（50-70℃）B.注射压力（80-120MPa）C.保压时间（15-25s）D.冷却时间（30-45s）答案：A（ABS对模具温度敏感，需控制在50-70℃以减少内应力）2.冷冲模中，当冲裁0.8mm厚的Q235钢板时，合理的凸凹模双面间隙应为：A.0.04-0.08mmB.0.12-0.16mmC.0.20-0.24mmD.0.32-0.36mm答案：B（Q235冲裁间隙一般为材料厚度的15%-20%，0.8×15%=0.12，0.8×20%=0.16）3.塑料模中，热流道系统的主要优势是：A.减少材料浪费B.提高模具强度C.简化脱模机构D.降低加工成本答案：A（热流道无流道凝料，材料利用率接近100%）4.压铸模设计中，分型面选择应优先保证：A.铸件尺寸精度B.金属液填充顺畅C.模具加工便利性D.抽芯机构简化答案：B（压铸模需确保金属液快速填充，分型面影响充型路径）5.模具材料选择时，用于制造高精度、长寿命冷冲模凸模的最佳材料是：A.T10AB.Cr12MoVC.45钢D.718H答案：B（Cr12MoV属高碳高铬工具钢，耐磨性、淬透性优异，适合长寿命模具）6.注射模中，塑件出现“缩水”缺陷的主要原因是：A.模具温度过低B.保压压力不足C.注射速度过快D.冷却时间过短答案：B（缩水由熔体补缩不足引起，保压压力不足是主因）7.冲压模排样设计中，采用直对排的优点是：A.材料利用率高B.送料稳定性好C.模具结构简单D.适合复杂形状零件答案：B（直对排零件对称排列，送料时不易偏斜，稳定性高）8.塑料模冷却系统设计时，冷却管道与型腔表面的距离应控制在：A.1-3mmB.5-8mmC.10-15mmD.20-25mm答案：C（距离过近易导致型腔变形，过远冷却效率低，10-15mm为常规范围）9.级进模中，导正销的主要作用是：A.引导条料送进B.精确定位工序件C.提高模具刚性D.防止废料上跳答案：B（导正销插入已冲制的工艺孔，消除送料误差，保证工序间位置精度）10.模具失效形式中，“热疲劳裂纹”最易发生在：A.冷冲模凸模B.注射模动模板C.压铸模型腔表面D.吹塑模模腔答案：C（压铸模受高温金属液反复冲击，型腔表面易产生热疲劳裂纹）（二）多项选择题（每题3分，共5题）1.塑料模设计中，影响塑件收缩率的因素包括：A.塑料品种B.模具温度C.注射压力D.塑件壁厚答案：ABCD（收缩率与材料特性、工艺参数、制件结构均相关）2.冷冲模刃口尺寸计算时，需遵循的原则有：A.落料以凹模为基准B.冲孔以凸模为基准C.凸凹模间隙取最小合理值D.尺寸公差按入体原则标注答案：ABCD（冷冲模刃口计算的基本规则）3.模具CAD/CAM技术应用中，常用的分析软件包括：A.MoldflowB.AutoFormC.HyperMeshD.Mastercam答案：ABD（Moldflow用于模流分析，AutoForm用于冲压仿真，Mastercam用于数控编程）4.注射模脱模机构设计要求包括：A.顶出力分布均匀B.顶出位置不影响塑件外观C.顶出后塑件留在动模D.顶出机构运动平稳答案：ABCD（脱模机构需满足力平衡、外观保护、脱模方向、运动稳定性）5.模具热处理工艺中，表面淬火的目的是：A.提高表面硬度B.保持心部韧性C.减少变形开裂D.改善加工性能答案：ABC（表面淬火通过局部加热淬火，实现表硬内韧，减少整体变形）（三）判断题（每题1分，共5题）1.塑料模中，浇口位置应尽量远离塑件薄弱部位。（×）（正确：浇口应靠近薄弱部位，避免充型压力损失导致缺料）2.冷冲模中，弹性卸料板既可卸料又可压料。（√）3.压铸模需设计排气槽，而注射模无需排气。（×）（正确：注射模也需排气，否则会产生气泡、烧焦等缺陷）4.模具导向机构中，导柱长度应大于凸模端面到凹模端面的距离。（√）5.塑料模冷却系统中，冷却水应先流经模具高温区域。（√）（四）简答题（每题5分，共3题）1.简述注射模浇注系统的组成及各部分作用。答案：浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。主流道是熔体从喷嘴进入模具的主通道；分流道将熔体分配到各型腔；浇口控制熔体流速和补缩，决定充型顺序；冷料穴收集喷嘴前端冷凝料，防止进入型腔形成缺陷。2.列举冲压模常见的失效形式，并说明预防措施。答案：失效形式：磨损（刃口、导向件）、断裂（凸模、凹模崩裂）、变形（模板翘曲）、啃伤（凸凹模错位）。预防措施：选择高耐磨性材料（如Cr12MoV）、合理设计间隙、增加模具刚性（加厚模板）、提高加工精度（控制导向件配合）。3.说明模具温度对塑件质量的影响及控制方法。答案：影响：温度过高易导致塑件收缩大、粘模；温度过低会引起充型不足、内应力大。控制方法：注射模通过水（油）循环冷却/加热系统调节，压铸模采用冷却水通道或加热棒，冷冲模通过模具材料导热性（如铜合金镶块）或外部温控装置。（五）综合分析题（10分）某企业生产的手机电池盖（材料为PC+ABS，厚度1.2mm，尺寸120mm×60mm×8mm）在注射成型时出现“熔接痕”缺陷，位置位于电池盖中部加强筋交汇处。请结合模具设计与工艺，分析可能原因并提出改进方案。答案：可能原因：（1）模具方面：浇口位置远离加强筋交汇处，熔体分流动程长，温度下降导致熔接强度低；分流道设计不合理（如截面过小），熔体压力损失大；冷却系统局部温度过低（加强筋区域冷却过快）。（2）工艺方面：注射压力/速度不足，熔体在汇合时动能低；模具温度过低，熔体冷却快。改进方案：（1）模具优化：将浇口位置调整至加强筋附近（如采用侧浇口或潜伏浇口），缩短分流动程；增大分流道截面（梯形截面改为圆形，直径由6mm增至8mm）；在加强筋对应型腔区域增加局部加热装置（如热流道点浇口），提高熔接区域温度；调整冷却回路，降低加强筋区域冷却水流速，避免局部过冷。（2）工艺调整：提高注射压力（由80MPa增至100MPa），加快注射速度（由40%增至60%）；提升模具温度（由60℃升至75℃），延长保压时间（由15s增至20s）。二、实操技能考核（总分40分）（一）模具结构设计题（20分）任务：设计一套单分型面注射模，用于成型图1所示塑件（材料为PP，收缩率1.5%，塑件尺寸：长80mm×宽50mm×高30mm，壁厚2.5mm，外表面无顶出痕迹要求，内表面有4个φ3mm×深5mm的圆形凸台）。要求：（1）绘制模具结构简图（标注主要部件名称）；（2）确定型腔数目（单型腔/多型腔）并说明理由；（3）设计浇注系统（类型、尺寸）；（4）选择顶出方式并说明位置；（5）设计冷却系统（回路形式、管道直径、与型腔距离）。答案：1.结构简图：包含定模座板、定模板、型腔板、动模板、动模座板、导柱/导套、主流道衬套、拉料杆、推杆、复位杆、支承板、垫块等部件。2.型腔数目：单型腔。理由：塑件尺寸较小（80×50×30mm），但外表面无顶出痕迹要求，需保证外观质量；PP收缩率较大（1.5%），多型腔需严格控制各型腔压力平衡，单型腔可简化设计，降低调试难度。3.浇注系统：采用侧浇口。主流道：圆锥角2°，小端直径φ4mm（匹配注射机喷嘴φ3.5mm），长度60mm（定模板厚度）；分流道：圆形截面，直径φ6mm（PP熔体粘度低，圆形流道阻力小）；浇口：矩形侧浇口，宽度3mm，厚度0.8mm（约为塑件壁厚的30%），位置设在塑件底部边缘（不影响外表面）。4.顶出方式：推管顶出。顶出位置：对应塑件内表面4个圆形凸台中心，推管内径φ3mm（与凸台配合），外径φ5mm（确保强度）。理由：推管顶出可均匀分布顶出力，避免内表面凸台变形，且不损伤外表面。5.冷却系统：采用直通式冷却回路。管道直径φ8mm（冷却水流速控制在0.6-1.2m/s），与型腔表面距离12mm（PP模具温度控制在40-60℃，距离过近易导致型腔变形）。动模部分：在型腔四周对称布置2条回路，分别沿长度和宽度方向；定模部分：在主流道两侧各设1条回路，防止主流道冷凝。（二）模具问题诊断与修复题（20分）某工厂一副冲压落料模（冲裁0.5mm厚的304不锈钢板，零件尺寸φ50mm×φ30mm的圆环）使用3个月后，发现冲裁件毛刺明显增大（毛刺高度＞0.1mm，标准≤0.05mm），且刃口局部出现崩缺。请分析原因并制定修复方案。答案：原因分析：（1）凸凹模间隙不均匀：长期使用后导柱导套磨损（间隙由初始0.02mm增至0.05mm），导致凸模与凹模错位，局部间隙过大（＞0.1mm），产生毛刺；（2）刃口磨损：304不锈钢硬度高（HV200-250），冲裁时刃口承受高摩擦力，未及时修磨导致刃口钝化（圆角半径＞0.03mm）；（3）材料问题：原模具材料为Cr12（硬度HRC58-60），304不锈钢粘性大，Cr12耐磨性不足，易出现粘着磨损；（4）崩缺原因：刃口局部存在加工缺陷（如线切割纹未抛光），冲裁时应力集中导致崩裂。修复方案：（1）模具检测：测量导柱导套配合间隙（更换导套，配作导柱，恢复0.01-0.02mm间隙）；检查凸凹模配合（用红丹粉着色，调整模架平行度，确保间隙均匀，单边间隙0.05-0.06mm，约为材料厚度的10%-12%）；（2）刃口修复：对钝化刃口进行线切割修磨（单边修磨量0.1mm），抛光刃口（Ra≤0.4μm）；崩缺部位采用激光熔