2026年模具制造工艺学期末复习题(含答案)

2026年模具制造工艺学期末复习题(含答案)一、填空题1.冷作模具钢中，Cr12MoV属于（高碳高铬）类型模具钢，其主要强化方式为（碳化物强化）。2.模具型面加工中，球头铣刀常用于（曲面）加工，其切削参数选择需重点控制（切削速度）和（进给量）以保证表面质量。3.电火花加工的基本原理是基于（脉冲放电腐蚀）效应，其加工精度主要受（放电间隙）和（电极损耗）影响。4.模具装配时，导柱与导套的配合通常采用（H7/h6）或（H7/g6）间隙配合，装配后需检测（导向精度）和（运动灵活性）。5.高速切削加工模具时，常用的刀具材料为（硬质合金涂层刀具）或（立方氮化硼刀具），其优势在于（减少切削热）和（提高加工效率）。6.模具零件的表面粗糙度要求Ra≤0.8μm时，通常需采用（磨削）或（抛光）工艺，其中（化学抛光）适用于复杂型面的光整加工。7.冷冲模凸模的加工流程中，热处理工序一般安排在（粗加工之后、精加工之前），目的是（稳定尺寸）和（提高硬度）。8.压铸模的热疲劳失效主要与（材料的热导率）和（抗热冲击性能）有关，常用的预防措施是（表面涂层处理）和（优化冷却系统）。9.线切割加工的走丝方式分为（快走丝）和（慢走丝），其中（慢走丝）的加工精度更高，可达（±0.005mm）。10.模具材料的选用需综合考虑（服役条件）、（加工性能）和（成本），例如热作模具钢需重点关注（高温强度）和（抗热疲劳性）。11.模具装配中的“配作”工艺是指（以一个零件为基准，加工另一个与之配合的零件），常用于（凸凹模间隙调整）和（定位销孔加工）。12.激光表面强化技术在模具中的应用包括（激光淬火）和（激光熔覆），其特点是（局部强化）和（变形小）。13.模具零件的尺寸精度控制中，IT7级精度通常采用（精车）或（精铣）加工，IT6级精度需采用（磨削）或（珩磨）加工。14.塑料模分型面的加工方法主要有（铣削）、（磨削）和（电火花加工），其设计需满足（排气）和（脱模）要求。15.模具制造中的逆向工程流程为（数据采集）→（点云处理）→（模型重构）→（数控加工），常用设备为（三坐标测量机）或（激光扫描仪）。二、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种材料最适合制造大型冷冲模凹模？（）A.T10AB.Cr12MoVC.45钢D.H13答案：B（Cr12MoV为高碳高铬钢，耐磨性和淬透性优异，适合大型冷作模具）2.电火花加工时，粗加工应选择（）A.正极性加工（工件接正极）B.负极性加工（工件接负极）C.无极性加工D.交替极性加工答案：A（粗加工时工件接正极可提高蚀除速度，减少电极损耗）3.模具导向零件（导柱、导套）的加工顺序通常为（）A.先加工导柱，再以导柱为基准加工导套B.先加工导套，再以导套为基准加工导柱C.分别独立加工后配磨D.先粗加工两者，再同时精加工答案：A（导柱作为基准件，先加工后配作导套可保证配合精度）4.高速铣削加工模具型腔时，优先采用的走刀方式是（）A.直线往复走刀B.螺旋式走刀C.折线走刀D.任意走刀答案：B（螺旋式走刀可减少刀具急转，降低切削力波动，提高表面质量）5.下列哪种工艺可用于模具表面强化，同时提高耐磨性和耐腐蚀性？（）A.渗碳B.渗氮C.碳氮共渗D.气相沉积（PVD）答案：D（PVD可沉积TiN、TiC等涂层，同时提升耐磨和耐蚀性）6.塑料模滑块抽芯机构的加工中，斜导柱与滑块斜孔的配合间隙应控制在（）A.0.01-0.03mmB.0.05-0.10mmC.0.15-0.20mmD.0.25-0.30mm答案：A（间隙过小易卡滞，过大影响定位精度，通常取0.01-0.03mm）7.线切割加工中，影响加工表面粗糙度的主要因素是（）A.脉冲宽度B.脉冲间隔C.走丝速度D.电极丝直径答案：A（脉冲宽度越大，单个脉冲能量越高，表面粗糙度越差）8.模具装配后试模时，若冲裁件毛刺过大，可能的原因是（）A.凸凹模间隙过小B.凸凹模间隙过大C.刃口未倒钝D.材料硬度不足答案：B（间隙过大导致材料拉断，毛刺增厚；间隙过小则易产生二次剪切毛刺）9.压铸模的预热温度通常控制在（）A.50-100℃B.150-250℃C.300-400℃D.450-550℃答案：B（预热可防止模具急冷开裂，一般铝合金压铸模预热至150-250℃）10.3D打印技术在模具制造中的应用优势不包括（）A.缩短复杂模具制造周期B.实现随形冷却水道设计C.降低材料利用率D.减少装配工序答案：C（3D打印可提高材料利用率，减少废料）三、判断题（每题1分，共10分）1.冷作模具钢的含碳量越高，耐磨性越好，因此所有冷作模具都应选用高碳钢。（×）（需兼顾韧性，高碳钢易脆断，需根据载荷选择）2.电火花加工可以加工任何导电材料，包括硬质合金和淬火钢。（√）（基于电腐蚀原理，与材料硬度无关）3.模具装配时，所有零件都需达到设计尺寸后再进行装配。（×）（部分零件需通过配作、修配保证配合精度）4.高速切削加工模具时，为避免刀具磨损，应尽量降低切削速度。（×）（高速切削需在“超高速区”工作，此时切削温度反而降低）5.线切割加工的工件不需要预加工穿丝孔，可直接从边缘切入。（×）（封闭型腔需预加工穿丝孔，开放型面可从边缘切入）6.塑料模的排气槽应开设在分型面上，且靠近型腔最深部位。（√）（利于气体排出，防止缺料或烧焦）7.模具零件的表面粗糙度Ra值越小，耐磨性越好，因此所有模具表面都应追求极小的Ra值。（×）（过度降低Ra值会增加成本，需根据实际需求选择）8.压铸模的冷却系统设计中，冷却水孔应尽量靠近型腔，以提高冷却效率。（√）（但需避免水孔与型腔距离过近导致泄漏）9.模具热处理后需进行时效处理，目的是消除残余应力，稳定尺寸。（√）（时效处理可减少变形，提高尺寸稳定性）10.逆向工程制造模具时，点云数据无需过滤，可直接用于模型重构。（×）（需去除噪声点、冗余点，保证模型精度）四、简答题（每题5分，共40分）1.简述电火花加工与线切割加工的异同点。答：相同点：均基于电腐蚀原理，加工导电材料，无宏观切削力。不同点：电火花加工使用成形电极，可加工复杂型腔；线切割使用金属丝（钼丝/铜丝）作为电极，加工二维或三维直纹面，适合加工冲模、样板等。电火花加工需制作专用电极，线切割通过NC程序控制轨迹。2.模具制造中，为什么要安排热处理工序？常见的热处理工艺有哪些？答：热处理可提高模具材料的硬度、耐磨性、强度或韧性，满足服役要求。常见工艺：（1）退火/正火：改善切削性能；（2）淬火+回火：提高硬度和耐磨性（如冷作模具）；（3）表面淬火：局部强化（如凸模刃口）；（4）化学热处理（渗碳、渗氮）：提高表面硬度和耐蚀性；（5）时效处理：消除内应力，稳定尺寸。3.简述模具装配的“基准件法”及其应用场景。答：基准件法是指以一个主要零件（如凸模、凹模或模架）为基准，装配其他零件并保证配合精度的方法。应用场景：（1）单工序冲模：以凹模为基准配作凸模；（2）塑料模：以型腔板为基准装配型芯、滑块等；（3）复合模：以凸凹模为基准调整其他零件位置。4.高速切削加工模具的技术优势有哪些？对刀具和机床有何要求？答：优势：（1）加工效率高（切削速度是传统的5-10倍）；（2）表面质量好（减少切削振动，Ra可达0.4-0.8μm）；（3）热变形小（大部分切削热被切屑带走）；（4）可加工硬材料（HRC45-65）。要求：刀具需高硬度、高耐磨性（如PCD、CBN涂层），机床需高转速（15000-60000r/min）、高刚度和快速进给系统（20-60m/min）。5.分析冲裁模凸凹模间隙不均匀的可能原因及解决措施。答：原因：（1）加工误差：凸凹模本身尺寸或形位公差超差；（2）装配误差：导柱导套间隙过大，模架精度低；（3）安装误差：凸模或凹模安装时倾斜。解决措施：（1）提高加工精度，采用慢走丝线切割或坐标磨削加工型面；（2）选用高精度模架（如滚动导柱导套）；（3）装配时用垫片或工艺销调整间隙，试模时通过敲击凸模固定板修正。6.塑料模分型面的设计原则有哪些？加工时需注意哪些问题？答：设计原则：（1）便于塑件脱模（尽量设在塑件最大截面处）；（2）保证塑件精度（避免影响外观或配合面）；（3）利于排气（设在熔体流动末端）；（4）简化模具结构（减少滑块、斜顶数量）。加工注意：（1）分型面平面度≤0.02mm，表面粗糙度Ra≤0.8μm；（2）采用数控铣削或磨削加工，避免电火花加工导致的表面硬化层（影响合模密封性）；（3）对复杂分型面（如曲面分型），需通过五轴联动加工保证贴合精度。7.简述激光加工在模具制造中的应用及特点。答：应用：（1）激光切割：加工模具板材或修边；（2）激光焊接：修补模具裂纹或磨损部位；（3）激光表面处理：激光淬火（提高硬度）、激光熔覆（添加高耐磨合金层）；（4）激光3D打印：直接制造复杂模具（如随形冷却注塑模）。特点：（1）非接触加工，无机械应力；（2）热影响区小，变形小；（3）可加工难加工材料（如钨钢、陶瓷）；（4）精度高（可达0.01mm），适合微结构加工。8.模具制造中，如何控制零件的尺寸精度和形位公差？答：控制方法：（1）选择合适的加工工艺：IT7级尺寸用精车/精铣，IT6级用磨削/珩磨；（2）合理安排加工顺序：先基准后其他，先粗后精；（3）使用高精度设备：如坐标磨床（圆度≤0.002mm）、三坐标测量机（检测精度≤0.005mm）；（4）控制热处理变形：采用真空淬火、分级淬火减少畸变；（5）修配与调整：通过配磨、配研修正累积误差（如导柱与导套的同轴度）。五、综合题（每题10分，共30分）1.某公司需制造一副冲裁模，凸模材料为Cr12MoV，要求硬度58-62HRC，型面尺寸精度IT6，表面粗糙度Ra≤0.4μm。试制定凸模的加工工艺路线，并说明各工序的作用。答：加工工艺路线：（1）下料：锯切Cr12MoV棒料（φ50×120mm），留加工余量2-3mm；（2）粗车：车外圆至φ48×118mm，端面留0.5mm余量，打中心孔（为后续磨削做基准）；（3）铣削：铣削非圆部分（如矩形刃口），留0.3mm精铣余量；（4）热处理：淬火（1020-1050℃油淬）+低温回火（180-200℃×2h），达到硬度58-62HRC；（5）时效处理：120℃×24h，消除残余应力，稳定尺寸；（6）磨外圆：以中心孔为基准，磨外圆至φ45±0.01mm（IT6），表面粗糙度Ra≤0.4μm；（7）线切割：用慢走丝线切割加工型面（如冲裁刃口），保证尺寸精度（±0.005mm）和表面粗糙度Ra≤0.4μm；（8）抛光：手工或机械抛光刃口，去除线切割微裂纹，提高表面质量；（9）检验：用三坐标测量机检测尺寸、形位公差（如垂直度≤0.01mm）和硬度（符合58-62HRC）。各工序作用：下料提供坯料；粗车/铣削去除大部分余量；热处理提高硬度；时效稳定尺寸；磨削/线切割保证精度和表面质量；抛光改善刃口性能；检验确保符合设计要求。2.某注塑模试模时，塑件出现飞边（毛边），分析可能的原因及解决措施。答：可能原因及解决措施：（1）模具原因：①分型面贴合不紧（平面度超差或有异物）：重新磨削分型面（平面度≤0.02mm），清理杂物；②凸凹模间隙过大（如滑块配合间隙）：调整滑块斜导柱角度或增加楔紧块预紧力；③模具刚性不足（模板太薄）：加厚模板或增加支撑柱。（2）工艺原因：①注射压力过高：降低注射压力（从100MPa降至80MPa）；②保压时间过长：缩短保压时间（从15s减至10s）；③熔体温度过高（材料黏度低易溢出）：降低料筒温度（从230℃降至210℃）。（3）设备原因：注塑机锁模力不足（实际锁模力＜投影面积×注射压力）：更换更大吨位注塑机（如从200吨换至300吨）。3.某企业采用3D打印技术制造铝合金压铸模，与传统加工相比，其工艺路线有何不同？需注意哪些关键问题？答：工艺路线差异：传统加工：设计→模具拆分→机加工（铣削/磨削）→热处理→装配→试模。3D打印：设计（含随形冷却水道）→数据切片→3D打印（激光选区熔化）→去支撑→热处理（消除内应力）→表面抛光→装配→试模。关键问题：（1）材料性能：3