2025年挤压模具工理论知识考核试卷及答案

2025年挤压模具工理论知识考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.挤压模具常用的热作模具钢H13（4Cr5MoSiV1）中，碳元素的主要作用是（）A.提高耐腐蚀性B.增加淬透性C.形成碳化物提高硬度D.改善加工性能答案：C2.分流组合模中，分流桥的主要设计原则是（）A.尽量缩短长度B.保证足够强度且减少对金属流动的阻碍C.厚度越厚越好D.与模芯采用焊接连接答案：B3.铝合金挤压时，坯料加热温度过高最可能导致的缺陷是（）A.表面裂纹B.尺寸超差C.粗晶环D.气泡答案：C4.模具氮化处理的主要目的是（）A.提高整体硬度B.增加表面耐磨性和抗粘着性C.消除内应力D.改善切削加工性答案：B5.计算挤压比时，若挤压筒内径为178mm，制品为实心圆棒（直径30mm），则挤压比为（）A.35.2B.32.1C.40.5D.28.7答案：A（计算：(178/2)²π÷(30/2)²π≈(89²)/(15²)=7921/225≈35.2）6.模具工作带长度设计时，对于形状复杂的空心型材，通常应（）A.增加工作带长度B.减少工作带长度C.各部位工作带长度一致D.仅在难流动部位增加长度答案：D7.挤压过程中，金属流动最均匀的区域是（）A.死区B.变形区中心C.与模具接触的表层D.挤压筒边缘答案：B8.模具失效形式中，属于正常磨损的是（）A.工作带拉毛B.模芯断裂C.分流孔开裂D.模套变形答案：A9.确定模具预热温度时，铝合金挤压模具一般预热至（）A.100-150℃B.200-250℃C.400-450℃D.500-550℃答案：C10.热作模具钢回火的主要目的是（）A.提高强度B.消除淬火应力并获得所需硬度C.细化晶粒D.增加韧性答案：B11.挤压模具中，模垫的主要作用是（）A.传递挤压力B.调整模具高度C.减少模具磨损D.增强模具刚性答案：A12.评价模具材料热疲劳性能的关键指标是（）A.室温硬度B.高温抗拉强度C.抗热冲击开裂能力D.耐磨性答案：C13.铝合金挤压时，若制品出现“竹节”缺陷，可能的原因是（）A.挤压速度不稳定B.模具预热不足C.坯料温度过低D.工作带过短答案：A14.模具加工中，电火花加工的主要优势是（）A.加工表面粗糙度低B.可加工复杂型腔C.加工效率高D.适合加工软材料答案：B15.计算挤压力时，公式P=σs·F·(1+μL/R)中，μ代表（）A.挤压比B.摩擦系数C.材料屈服强度D.模具工作带长度答案：B16.模具装配时，模芯与模套的配合通常采用（）A.间隙配合B.过盈配合C.过渡配合D.无固定要求答案：B17.挤压过程中，金属的三向压应力状态最有利于（）A.提高材料塑性B.增加挤压力C.减少模具磨损D.改善表面质量答案：A18.检测模具硬度时，最常用的方法是（）A.布氏硬度B.洛氏硬度（HRC）C.维氏硬度D.肖氏硬度答案：B19.对于薄壁空心型材模具，设计时应重点考虑（）A.增加模芯厚度B.减小分流孔数量C.平衡各部位金属流速D.提高模具整体硬度答案：C20.模具修复中，堆焊后需要进行的关键工序是（）A.时效处理B.正火处理C.回火处理D.固溶处理答案：C二、判断题（每题1分，共15分。正确打“√”，错误打“×”）1.模具材料的红硬性是指高温下保持形状的能力。（×）（注：红硬性指高温下保持硬度的能力）2.挤压比越大，金属变形越均匀。（×）（注：挤压比过大可能导致变形不均）3.模具工作带过长会增加金属流动阻力，易导致堵模。（√）4.氮化处理后模具需要重新淬火以提高硬度。（×）（注：氮化一般在淬火回火后进行）5.挤压筒与模具的配合间隙应控制在0.1-0.3mm，过大易导致飞边。（√）6.铝合金挤压模具的硬度一般要求HRC48-52。（√）7.死区的存在会阻碍金属流动，因此设计模具时应完全消除死区。（×）（注：死区不可完全消除，可通过设计优化减小）8.模具预热时应快速升温以提高效率。（×）（注：需缓慢升温防止热应力开裂）9.挤压力的大小与坯料温度成正比，温度越高挤压力越大。（×）（注：温度升高，材料软化，挤压力降低）10.分流模的模芯越薄，越容易发生断裂。（√）11.模具表面粗糙度Ra值越小，金属流动越顺畅。（√）12.淬火冷却速度越快，模具内部应力越小。（×）（注：冷却过快会增加应力）13.制品出现分层缺陷主要是由于坯料内部存在氧化夹杂。（√）14.模具设计时，模孔应尽量靠近挤压筒中心，以平衡金属流动。（√）15.挤压速度提高会导致模具工作带磨损加剧。（√）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述挤压模具设计的主要原则。答案：①保证制品尺寸精度和表面质量；②平衡各部位金属流动速度，减少应力集中；③结构强度足够，避免早期失效；④便于加工、装配和维修；⑤考虑材料热膨胀影响，预留收缩量。2.模具预热的主要目的有哪些？答案：①减少模具与高温坯料的温差，防止热应力开裂；②提高模具初始温度，避免金属激冷导致流动不畅；③改善模具表面润滑效果，减少摩擦磨损；④使模具材料组织稳定，避免加热过程中相变引起变形。3.分流组合模由哪些主要部件组成？各部件的作用是什么？答案：主要由上模（分流模）和下模（模芯模）组成。上模包括分流孔（分割金属流）、分流桥（支撑模芯并连接上下模）；下模包括模芯（形成制品内形）、工作带（控制金属流动并保证尺寸）、焊合室（金属重新焊合的区域）。4.模具表面氮化处理的工艺要点有哪些？答案：①预处理：模具需先经淬火回火，表面无氧化皮和油污；②温度控制：一般在500-580℃，避免超过回火温度导致硬度下降；③时间控制：根据所需氮化层深度（0.1-0.3mm）调整，通常20-60小时；④气氛控制：使用氨气分解提供活性氮原子；⑤后处理：缓慢冷却，避免表面脆化。5.影响挤压力的主要因素有哪些？答案：①材料性能：强度越高，挤压力越大；②变形程度：挤压比越大，挤压力越大；③变形温度：温度升高，材料软化，挤压力降低；④摩擦条件：模具表面越粗糙、润滑越差，挤压力越大；⑤挤压速度：速度提高，材料应变速率敏感时挤压力增大；⑥模具结构：工作带越长、模角越大，流动阻力越大，挤压力越高。四、计算题（每题7分，共21分）1.某挤压机挤压筒内径为200mm，现生产实心方棒，截面尺寸为40mm×40mm，计算该次挤压的挤压比λ。解：挤压筒截面积F0=π×(200/2)²=10000πmm²制品截面积F1=40×40=1600mm²挤压比λ=F0/F1=10000π/1600≈19.63（保留两位小数）2.设计某铝合金型材模具时，已知该型材壁厚为3mm，根据经验公式L=K×δ（K取1.2-1.5，δ为壁厚），计算工作带长度L的合理范围。解：当K=1.2时，L=1.2×3=3.6mm当K=1.5时，L=1.5×3=4.5mm因此工作带长度合理范围为3.6-4.5mm3.某模具材料为H13钢，淬火后测得硬度为HRC58，需回火至HRC50，已知该钢的回火硬度曲线为：回火温度480℃时HRC55，520℃时HRC50，560℃时HRC45。若采用一次回火工艺，计算所需回火温度（假设硬度与温度呈线性关系）。解：目标硬度HRC50对应520℃（根据已知数据，520℃时HRC50），因此回火温度应为520℃。五、综合分析题（每题7分，共14分）1.某企业新制的H13模具在首次使用时出现模芯断裂，试分析可能原因及改进措施。答案：可能原因：①模具材料问题：原材料存在夹杂物或疏松，导致强度不足；②热处理不当：淬火温度过高或冷却速度过快，内部应力过大；回火不充分，残余应力未释放；③设计缺陷：模芯过渡圆角过小，存在应力集中；分流桥强度不足，无法支撑模芯；④加工问题：线切割后未去应力，表面存在微裂纹；⑤使用问题：模具未充分预热，激冷导致热应力开裂。改进措施：①加强原材料检验，采用真空熔炼钢；②优化热处理工艺，淬火后及时回火，增加回火次数；③优化模具设计，增大过渡圆角，调整分流桥尺寸；④加工后进行去应力退火，表面抛光消除加工痕迹；⑤使用前缓慢预热至400-450℃，避免急热。2.挤压生产中，某铝合金管材表面出现连续划痕，试分析可能的模具相关原因及解决方法。答案：模具相关原因：①工作带表面粗糙度高，存在凹坑或划痕，金属流动时被划伤；②模芯或模孔局部存在毛刺，刮擦管材表面；③模具氮化层脱落，露出基体金属，与铝粘结后形成划痕；④模芯与模套配