2025年模具零件加工练习试题及参考答案

2025年模具零件加工练习试题及参考答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.冷冲模凸模常用材料Cr12MoV的最终热处理工艺是（）A.正火+高温回火B.淬火+低温回火C.淬火+中温回火D.固溶处理+时效2.加工塑料模型腔时，若材料为预硬钢P20（硬度30-35HRC），粗加工首选设备是（）A.电火花成型机B.数控铣床（硬质合金立铣刀）C.线切割机床D.坐标磨床3.某模具导柱尺寸要求Φ30h6（-0.013/-0.006），表面粗糙度Ra0.4μm，精加工应选择（）A.粗车→精车B.粗磨→精磨C.粗铣→精铣D.钻孔→扩孔→铰孔4.电火花线切割加工模具零件时，影响加工精度的关键因素是（）A.电极丝张力与走丝速度B.冷却液浓度C.工件装夹方式D.编程时的间隙补偿值5.加工铝合金压铸模滑块（材料H13，硬度48-52HRC）的斜导柱孔（Φ12mm，深度80mm，位置精度±0.02mm），最优工艺是（）A.钻孔→扩孔→铰孔B.钻孔→电火花成型加工C.钻孔→数控铣削（硬质合金钻头）D.先预钻→热处理后坐标镗床精加工6.模具零件表面TD处理（热扩散法碳化物覆层）的主要目的是（）A.提高表面耐蚀性B.增加表面硬度与耐磨性C.改善切削加工性D.降低表面粗糙度7.加工多型腔塑料模时，若各型腔尺寸一致性要求±0.01mm，应优先控制（）A.原材料的成分均匀性B.粗加工余量的一致性C.热处理后的变形量D.精加工时的编程原点统一8.某冷冲模凹模刃口需要加工R0.2mm的圆角，最适宜的加工方法是（）A.数控铣削（球头铣刀R0.2）B.电火花成型加工（铜电极R0.2）C.线切割加工（补偿后切割）D.手工研磨9.加工模具导套（内孔Φ40H7，表面粗糙度Ra0.8μm）时，若材料为20Cr渗碳钢，正确的工艺路线是（）A.粗车→精车→渗碳→淬火→回火→内圆磨B.粗车→渗碳→淬火→回火→精车→内圆磨C.粗车→精车→淬火→回火→内圆磨D.粗车→渗碳→精车→淬火→回火→内圆磨10.检测模具零件形位公差时，测量平行度使用的主要工具是（）A.三坐标测量机B.游标卡尺C.千分尺D.直角尺二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.模具零件粗加工时应优先保证尺寸精度，精加工时重点控制表面粗糙度。（）2.高速钢刀具适用于加工硬度超过50HRC的模具钢精加工。（）3.线切割加工可以加工任意复杂的内、外轮廓，包括窄缝和锐角。（）4.模具零件淬火后需立即回火，防止应力开裂。（）5.塑料模分型面的表面粗糙度一般要求Ra3.2μm即可，无需过高。（）6.加工中心加工模具时，换刀点应设置在工件上方50mm以上，避免碰撞。（）7.电火花加工模具型腔时，粗加工采用高电流、低频率，精加工采用低电流、高频率。（）8.模具导柱与导套的配合间隙越大，模具导向精度越高。（）9.铝合金模具可以采用阳极氧化处理提高表面硬度。（）10.测量模具零件内孔直径时，千分尺比内径百分表更适合。（）三、简答题（每题8分，共32分）1.简述冷作模具零件（如落料凹模）的典型热处理工艺路线，并说明各工序的作用。2.列举三种模具零件常用的表面强化处理方法，分别说明其适用场景。3.加工模具斜楔机构的滑块斜面（角度30°±0.01°，表面粗糙度Ra0.8μm）时，需注意哪些关键工艺要点？4.比较数控铣削与电火花成型加工在模具型腔加工中的优缺点。四、工艺分析题（20分）某冷冲模凸模零件图如下（略）：材料为Cr12MoV，尺寸要求：长度180mm×宽度60mm×厚度25mm，型面为复杂曲面（R5mm过渡圆角），刃口部分硬度60-62HRC，型面表面粗糙度Ra0.4μm，平行度要求0.02mm（上下表面）。试制定该凸模的加工工艺路线（从毛坯到成品），并说明各工序的主要设备与技术要点。五、综合应用题（18分）某汽车覆盖件模具的导柱导套组件（导柱尺寸Φ50mm×300mm，导套尺寸Φ50H7×Φ70mm×300mm），要求配合精度H7/g6，表面硬度58-62HRC，导柱外圆与导套内孔的圆柱度≤0.01mm，表面粗糙度Ra0.2μm。分析该组件的加工难点，并提出具体的解决方案。参考答案一、单项选择题1.B（Cr12MoV为高碳高铬冷作模具钢，淬火+低温回火可获得高硬度与耐磨性）2.B（预硬钢硬度适中，数控铣削效率高，硬质合金刀具适合粗加工）3.B（h6精度与Ra0.4需通过磨削保证，精磨可达到尺寸与表面要求）4.D（线切割精度主要依赖间隙补偿值的准确计算，直接影响最终尺寸）5.D（H13热处理后硬度高，预钻后坐标镗床精加工可保证位置精度）6.B（TD处理通过扩散形成碳化物覆层，显著提高表面硬度（2500-3500HV）与耐磨性）7.C（多型腔一致性主要受热处理变形影响，需控制淬火冷却均匀性）8.B（R0.2mm圆角尺寸小，电火花成型加工可精确复制电极形状）9.A（渗碳需在粗加工后进行，淬火后变形通过内圆磨修正）10.A（三坐标测量机可精确测量形位公差，平行度需多测点对比）二、判断题1.×（粗加工重点是去除余量，精加工控制尺寸与表面质量）2.×（高速钢刀具适合低硬度材料加工，50HRC以上需硬质合金或立方氮化硼刀具）3.×（线切割无法加工盲孔或封闭型腔，锐角受电极丝半径限制）4.√（淬火后残余应力大，及时回火可防止开裂）5.×（分型面需密封，表面粗糙度一般要求Ra1.6μm以下）6.√（换刀点需远离工件，避免刀具与工件/夹具碰撞）7.√（粗加工高电流蚀除快，精加工低电流保证表面质量）8.×（间隙过大会降低导向精度，H7/g6为常用小间隙配合）9.√（阳极氧化可在铝合金表面形成硬度达300-500HV的氧化膜）10.×（内径百分表更适合内孔测量，千分尺多用于外尺寸）三、简答题1.典型路线：锻造→退火（或球化退火）→粗加工→淬火→低温回火→精加工→表面处理（如TD处理）。作用：锻造改善组织；退火降低硬度，便于切削；淬火获得马氏体组织，提高硬度；低温回火消除应力，稳定尺寸；表面处理进一步提高耐磨性。2.（1）渗氮：适用于精密模具（如塑料模），变形小，提高表面硬度（900-1200HV）；（2）PVD涂层（如TiN）：用于高速切削模具零件，降低摩擦系数；（3）激光表面合金化：局部强化模具易磨损部位（如刃口），硬度可达65-70HRC。3.关键要点：（1）定位基准统一，以底面与侧面为基准；（2）粗加工留0.3-0.5mm余量，防止变形；（3）热处理后（若需）采用数控磨床精加工，用角度成型砂轮或五轴联动铣削；（4）测量时使用角度量块或三坐标测量机验证角度精度；（5）表面抛光至Ra0.8μm，减少滑动阻力。4.数控铣削优点：效率高，适合规则型腔；可加工硬材料（≤55HRC）；无需电极制造。缺点：复杂曲面加工难度大；刀具易磨损。电火花成型加工优点：可加工高硬度材料（＞60HRC）；适合复杂型腔；表面质量好。缺点：效率低；需制作电极；存在加工变质层。四、工艺分析题工艺路线：1.毛坯准备：Cr12MoV热轧板（尺寸185mm×65mm×30mm）。2.锻造（可选）：改善内部组织（若毛坯为铸态）。3.退火：850-870℃保温→炉冷至740-760℃等温→随炉冷却，硬度≤255HB，便于切削。4.粗加工：数控铣床（立铣刀Φ20mm）铣削外形至182mm×62mm×27mm，留2mm余量；型面粗铣留1mm余量。5.半精加工：数控铣床（球头铣刀R6mm）铣削型面至留0.5mm余量；平面磨床磨上下表面至26mm，保证平行度0.05mm。6.淬火：980-1020℃油淬→180-200℃低温回火2次，硬度60-62HRC。7.时效处理：120℃保温24h，消除残余应力。8.精加工：（1）平面磨床磨上下表面至25mm，平行度0.02mm；（2）数控慢走丝线切割加工型面（补偿0.01mm），表面粗糙度Ra0.8μm；（3）坐标磨床精修型面R5mm圆角，Ra0.4μm；（4）钳工抛光刃口，去除毛刺。五、综合应用题加工难点：（1）长径比大（导柱Φ50×300，长径比6:1），加工中易变形；（2）高硬度（58-62HRC）下精密加工困难；（3）圆柱度≤0.01mm与Ra0.2μm要求高；（4）H7/g6配合需严格控制尺寸一致性。解决方案：1.材料选择：采用真空精炼轴承钢GCr15（或渗碳轴承钢20Cr2Ni4），减少内部缺陷。2.工艺路线优化：毛坯→粗车（留5mm余量）→调质（硬度28-32HRC）→半精车（留1.5mm余量）→渗碳（深度0.8-1.2mm）→淬火（820-840℃油淬）→低温回火（160-180℃）→时效（-70℃深冷处理）→粗磨外圆（留0.3mm）→精磨外圆（