2025年模具期末考试试题及答案

2025年模具期末考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列模具类型中，属于塑料成型模具的是（）。A.落料模B.弯曲模C.注射模D.拉深模2.冷冲模中，凸模与凹模的间隙过小时，冲裁件断面可能出现的缺陷是（）。A.毛刺大B.塌角过大C.断面光亮带变窄D.出现二次剪切带3.注塑模设计中，为避免塑料熔体在浇注系统中过早凝固，通常需要控制（）。A.模具温度B.注射压力C.保压时间D.冷却时间4.压铸模与注塑模的主要区别在于（）。A.是否需要分型面B.成型材料的状态C.是否使用顶出机构D.模具材料的硬度5.模具钢4Cr5MoSiV1（H13）主要用于制造（）。A.冷冲模凸模B.注塑模型腔C.压铸模模芯D.锻模模膛6.塑料收缩率对模具设计的主要影响是（）。A.决定分型面位置B.影响脱模斜度C.需计算模具成型零件尺寸D.决定浇注系统尺寸7.冲裁模中，导柱导套的配合精度通常采用（）。A.H7/h6B.H9/f9C.H7/g6D.H8/e88.注塑件出现“缩孔”缺陷的主要原因是（）。A.注射速度过快B.模具温度过低C.保压压力不足D.冷却时间过短9.级进模与单工序模相比，最显著的优势是（）。A.模具成本低B.生产效率高C.适合大尺寸零件D.维修方便10.模具失效的主要形式不包括（）。A.磨损B.断裂C.变形D.抛光二、填空题（每空1分，共20分）1.模具按成型工艺可分为（）、（）和（）三大类，其中冷冲模属于（）类。2.注塑模的浇注系统由（）、（）、（）和（）组成。3.冲裁模的凸凹模间隙过小会导致（），间隙过大会导致（）。4.塑料模具中，常用的脱模机构有（）、（）、（）和（）。5.压铸模设计中，为避免金属液飞溅，需合理设计（）；为减少热应力，需设置（）。6.模具热处理的主要目的是提高（）、（）和（）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述注塑模分型面选择的基本原则。2.冷冲模中，如何确定凸凹模的刃口尺寸？需考虑哪些因素？3.塑料模具冷却系统设计的关键要求有哪些？4.压铸模与塑料注射模在结构上的主要差异有哪些？5.模具表面强化处理的常用方法有哪些？各适用于什么场景？四、分析题（每题10分，共20分）1.某公司生产的ABS塑料外壳（壁厚2mm，尺寸300mm×200mm×50mm）在注塑成型后，表面出现明显的熔接痕，且集中在外壳中部。请分析可能的原因，并提出3项改进措施。2.某五金厂使用单工序落料模生产不锈钢垫片（厚度1.5mm，直径50mm），近期发现冲裁件毛刺普遍超过0.1mm（标准要求≤0.05mm）。请从模具设计、制造及使用维护角度，分析可能的原因，并给出对应的解决方法。五、综合题（20分）某企业需设计一套小型汽车仪表板（材料为PC+ABS，收缩率0.5%，外形尺寸450mm×300mm×80mm，表面要求无飞边、无缩孔）的注塑模具。请阐述设计过程中需重点考虑的关键因素，并绘制模具结构示意图（标注主要部件名称）。参考答案一、单项选择题1.C2.D3.A4.B5.C6.C7.A8.C9.B10.D二、填空题1.塑料成型模；金属塑性成型模；其他成型模；金属塑性成型2.主流道；分流道；浇口；冷料穴3.二次剪切带；毛刺大4.推杆脱模；推管脱模；推板脱模；气动脱模5.浇口位置；冷却系统6.硬度；耐磨性；耐疲劳性三、简答题1.注塑模分型面选择的基本原则：①确保塑件能顺利脱模，通常将分型面设在塑件最大截面处；②尽量使塑件留在动模侧，便于顶出；③避免在塑件外观面设置分型面，减少飞边痕迹；④有利于浇注系统、冷却系统的合理布置；⑤考虑模具加工难度，简化型腔加工。2.冷冲模凸凹模刃口尺寸确定方法：①落料时，以凹模为基准，凹模尺寸取工件尺寸的下偏差，凸模尺寸=凹模尺寸-双边间隙；冲孔时，以凸模为基准，凸模尺寸取工件尺寸的上偏差，凹模尺寸=凸模尺寸+双边间隙。需考虑因素：工件尺寸精度、材料厚度、材料性能（如弹性回复）、模具磨损（凹模磨损后尺寸变大，凸模磨损后尺寸变小）。3.塑料模具冷却系统设计关键要求：①冷却均匀，避免局部过冷或过热导致塑件变形；②冷却通道与型腔表面距离适当（通常为1-2倍通道直径），防止冷却效率过低或模具强度不足；③冷却介质（如水）流速需满足换热要求，一般控制在0.6-1.5m/s；④进出水口温差应小于5℃，确保冷却均衡；⑤冷却通道需避免与顶出机构、浇注系统干涉。4.压铸模与塑料注射模结构主要差异：①成型材料不同（液态金属vs熔融塑料），压铸模需承受更高的压力（50-150MPa）和温度（铝合金约680℃），因此模芯材料需耐高温（如H13）、强度更高；②压铸模需设置排溢系统（排气槽、溢流槽），防止气孔和冷隔；③压铸模冷却系统更复杂（需快速冷却金属液），常采用循环水或油冷却；④压铸模脱模斜度更大（一般1°-3°），避免粘模；⑤压铸模无浇口套（直接与压铸机喷嘴对接），而注塑模需设计主流道衬套。5.模具表面强化处理常用方法及适用场景：①渗碳：提高表面硬度和耐磨性，适用于低碳钢或低合金钢模具（如冷冲模凸模）；②渗氮：提高表面硬度、耐蚀性，适用于精密模具（如注塑模型腔）；③堆焊：修复磨损或裂纹，适用于大型模具（如锻模）；④物理气相沉积（PVD）：沉积TiN、CrN等薄膜，提高表面硬度和抗氧化性，适用于高速冲模；⑤激光表面合金化：局部强化，适用于易磨损部位（如冲裁模刃口）。四、分析题1.ABS外壳熔接痕原因及改进措施：原因：①浇注系统设计不合理（如浇口数量少、位置偏离熔接区域），导致熔体分流后汇合时温度降低；②模具温度过低（ABS推荐模温60-80℃），熔体在流动中冷却过快；③注射压力或速度不足，熔体填充动力不够，汇合处结合力弱；④材料干燥不充分（ABS吸湿性强），水分气化导致熔接痕明显。改进措施：①增加浇口数量（如采用两个侧浇口）或调整浇口位置（靠近中部），缩短熔体流动距离；②提高模具温度至70-85℃，减缓熔体冷却速度；③增大注射压力（由80MPa提高至100MPa）和注射速度（中高速填充），确保熔体在汇合时仍有足够温度；④成型前对ABS材料充分干燥（80℃×4h），降低含水率。2.不锈钢垫片毛刺过大原因及解决方法：模具设计制造角度：①凸凹模间隙设计不合理（不锈钢硬度高，合理间隙应为料厚的8%-12%，即0.12-0.18mm，若间隙过小或过大均会导致毛刺）；②刃口磨损（长期使用后刃口钝化）；③模具导向精度不足（导柱导套间隙过大，导致凸凹模错位）。使用维护角度：①未及时刃磨模具（刃口磨损后未修磨）；②模具安装时平行度偏差（上模与下模不平行，导致局部间隙不均）；③材料未校平（不锈钢板不平，导致冲裁时局部受力不均）。解决方法：①重新计算间隙（取1.5mm×10%=0.15mm双边间隙），修配凸凹模至合理间隙；②对刃口进行研磨抛光（表面粗糙度Ra≤0.4μm），恢复锋利度；③更换导柱导套（采用H7/h6配合），提高导向精度；④定期刃磨模具（每生产5000件检查刃口）；⑤安装时用水平仪校准模具平行度（误差≤0.02mm）；⑥冲裁前对不锈钢板进行校平处理。五、综合题小型汽车仪表板注塑模设计关键因素及结构：关键因素：1.分型面设计：仪表板外形复杂（含曲面、加强筋），需选择在最大截面处（通常为上表面边缘），确保塑件能顺利脱模，且分型面避开外观面（如仪表板正面）。2.浇注系统：采用多点潜伏式浇口（4-6个），分布在仪表板背面非外观区域（如加强筋根部），避免浇口痕迹影响表面质量；主流道设计为圆锥形（锥度2°-4°），与注塑机喷嘴（球面半径R10mm）匹配。3.冷却系统：仪表板尺寸大（450mm×300mm），需设计密集冷却回路。型腔和型芯均布置螺旋式冷却水道（直径φ8mm），间距15-20mm，距离型腔表面8-10mm；采用串联+并联方式，确保冷却均匀（模温控制在70-80℃）。4.脱模机构：因仪表板有深腔和加强筋，采用推杆+推管联合脱模。推杆分布在背面非受力区域（如安装孔周围），推管用于细长柱位（如卡扣柱），顶出距离50mm，避免塑件变形。5.排气系统：在分型面处开设排气槽（深度0.02-0.03mm，宽度5-10mm），在型芯侧设置镶拼式排气块（如铍铜排气塞），防止困气导致缺料或烧焦。6.材料选择：型腔型芯采用P20预硬钢（硬度28-32HRC），表面抛光至Ra0.2μm，满足外观要求；模架选用标准龙记模架（A板厚度60mm，B板厚度80