2026年大学材料成型及控制工程(模具制造技术)试题及答案

2026年大学材料成型及控制工程(模具制造技术)试题及答案一、单项选择题（单选，本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.冲压模具制造中，凸模工作零件毛坯经锻造完成后，粗加工进行之前，通常安排的热处理工序是A.去应力退火B.正火C.调质D.淬火2.电火花成形加工中，工具电极接直流电源正极、工件接负极的极性接法称为A.正极性加工B.负极性加工C.单向加工D.双向加工3.慢走丝线切割加工中，常用的工作介质是A.乳化液B.煤油C.去离子水D.矿物油4.注塑模具制造过程中，分型面选择时优先保证的核心要求是A.塑件外观无明显熔接痕B.便于模具加工制造C.满足塑件尺寸精度要求D.便于脱模取出塑件5.模具数控铣削加工中，适合加工复杂型腔侧壁和底面的刀具是A.键槽铣刀B.球头铣刀C.立铣刀D.面铣刀6.冷冲裁模具刃口尺寸计算中，落料工序的设计基准件是A.凸模B.凹模C.凸凹模D.卸料板7.下列加工方法中，适合加工淬火后形状复杂的注塑模成型型腔的是A.高速铣削B.成形磨削C.电火花成形加工D.精车削8.UGNX软件对复杂曲面型腔进行数控编程开粗时，最常用的加工策略是A.型腔铣跟随毛坯B.平面铣精铣C.深度轮廓精加工D.固定轴曲面轮廓精加工9.模具复杂成型型腔的自动化抛光加工中，能够实现任意复杂内腔均匀抛光的工艺方法是A.手工抛光B.磨料流抛光C.机械抛光D.超声波抛光10.冲裁模制造中，凸模与固定板的配合通常采用的配合类型是A.H7/s6B.H7/h6C.H9/h9D.H7/f611.电火花线切割加工中，对加工表面粗糙度影响最显著的工艺参数是A.脉冲宽度B.脉冲间隔C.走丝速度D.工作液浓度12.注塑模具中，推杆既要满足耐磨性要求又要保证足够韧性，以下材料及热处理方案最合适的是A.45钢淬火，硬度40-45HRCB.T10A淬火，硬度50-55HRCC.Cr12MoV淬火，硬度58-62HRCD.20Cr不热处理13.注塑模具分型面的排气槽深度设计时，槽深通常不超过塑料的A.熔体强度B.溢边值C.流动性D.收缩率14.冲裁模装配中，调整凸凹模配合间隙，不常用的方法是A.透光法B.测量法C.试切法D.垫片法15.以下软件中，不属于模具设计制造专用CAD/CAM软件的是A.CreoB.CATIAC.AutoCADD.PowerMILL二、多项选择题（多选，本大题共10小题，每小题3分，共30分，多选、少选、错选均不得分）1.现代模具制造的典型特点包括A.制造精度和质量要求高B.多属于单件小批量生产C.成型零件形状复杂D.工作零件硬度要求高E.生产周期普遍较短2.电火花加工能够正常进行必须满足的条件包括A.工具电极与工件之间维持稳定的放电间隙B.放电是脉冲性的间歇放电C.放电过程在具有绝缘性的工作介质中进行D.放电区域有足够的能量密度蚀除材料E.工具电极硬度必须高于工件电极硬度3.慢走丝线切割加工相比快走丝线切割的优势包括A.加工尺寸精度更高B.加工表面粗糙度更小C.电极丝损耗小可实现多次切割D.加工综合成本更低E.适合加工超大厚度工件4.注塑模型腔成型后进行表面抛光的作用包括A.降低型腔表面粗糙度B.提高塑件成型后的外观质量C.减小熔体流动阻力便于脱模D.减少熔料粘附，提高模具使用寿命E.显著提高型腔的尺寸精度5.冲裁模凸模工作零件常用的加工方法有A.数控铣削加工B.成形磨削加工C.电火花成形加工D.电火花线切割加工E.砂型铸造加工6.模具CAD/CAM集成系统的核心功能包括A.成型零件三维数字化造型B.数控加工刀路自动编程与后处理C.模具开模仿真与干涉检查D.模具结构应力变形分析E.注塑/冲压成型工艺模拟7.以下加工方法中，属于模具特种加工范畴的有A.电火花成形加工B.电火花线切割加工C.电解加工D.激光纹理加工E.高速数控铣削加工8.模具装配中，固定凸模工作零件的常用方法包括A.压入固定法B.铆接固定法C.粘接固定法D.焊接固定法E.紧固件锁紧固定法9.影响电火花线切割加工速度的主要工艺参数有A.脉冲宽度B.脉冲间隔C.开路电压D.走丝速度E.工作液流量与浓度10.模具工作零件毛坯进行锻造加工的作用包括A.改善钢材内部组织，提高力学性能B.消除轧制坯料的内部缺陷C.减少后续加工余量，降低材料消耗D.改善钢材切削加工性能E.获得接近零件形状的毛坯，减少加工时间三、填空题（本大题共10空，每空2分，共20分）1.电火花加工中，单位时间内的脉冲放电次数称为__________。2.注塑模型腔表面加工皮革纹、木纹等装饰纹理，最常用的批量工艺是__________。3.冲裁模装配后，要求凸模与凹模的配合间隙满足__________，保证冲裁件质量。4.数控加工中，刀具从换刀点移动到加工起始点的过程中，需要沿__________轨迹运动，避免发生撞刀事故。5.模具零件淬火后，为了消除淬火内应力、稳定零件尺寸，需要安排__________工序。6.快走丝线切割加工中，常用的电极丝材料是__________。7.成型磨削加工复杂凸模轮廓时，将整体轮廓分解为若干简单线段逐段加工的方法称为__________成型法。8.电铸模具制造中，最常用的电铸沉积金属材料是铜和__________。9.冲裁模装配调整凸凹模间隙时，通过在凸模固定板与模座之间增减垫片厚度调整间隙的方法称为__________。10.用于注塑成型过程流动、保压、冷却模拟分析，优化模具结构和工艺参数的专业软件是__________。四、简答题（本大题共5小题，每小题10分，共50分）1.简述电火花成形加工与电火花线切割加工的主要区别。2.模具制造过程中，工作零件粗加工之后、精加工之前安排热处理淬火工序的目的是什么？3.以常用的淬火钢注塑模型腔为例，写出其一般加工工艺路线，并说明各核心工序的作用。4.慢走丝线切割加工模具凸凹模零件时，多次切割工艺的主要作用是什么？5.冲裁模具装配完成后，需要进行的主要检验项目有哪些？五、计算分析题（计算类，本大题共1小题，共20分）生产某机械零件的圆形落料件，要求落料件尺寸为ϕmm，所用板材厚度t=2mm，设计冲裁模时确定双面间隙Zmin=0.24mm，Zmax=0.36mm，零件磨损系数x取0.5，要求：（1）计算落料凹模的刃口尺寸及制造公差，按入体原则标注加工偏差；（15分）（2）说明为什么落料工序以凹模为设计基准。（5分）六、综合应用题（综合分析类，本大题共1小题，共20分）某企业批量生产12万件ABS材质的家电塑料外壳，要求塑件外观无划痕，尺寸精度达到IT8，成型表面粗糙度Ra≤1.6μm，拟采用P20预硬型钢制造注塑模型腔，要求制定该型腔的完整加工工艺方案，写出完整工艺路线，并说明各工序的主要作用和加工精度要求。参考答案一、单项选择题1.B2.A3.C4.D5.C6.B7.C8.A9.B10.A11.A12.B13.B14.B15.C二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABCD6.ABCDE7.ABCD8.ABCDE9.ABCDE10.ABCDE三、填空题1.脉冲频率2.化学蚀刻（或腐蚀喷纹）3.均匀一致4.空行程（或安全进刀）5.回火（或去应力回火）6.钼丝7.分段8.镍9.垫片法10.Moldflow（或注塑成型模拟软件）四、简答题1.两者区别主要体现在五个方面：（1）加工对象不同：电火花成形加工主要加工封闭的复杂型腔、盲孔类零件，如注塑模型腔、锻模型槽；电火花线切割加工主要加工直通型的穿丝轮廓零件，如冲裁模凸凹模、固定板轮廓，无法加工封闭盲腔，（2分）（2）电极形式不同：电火花成形加工需要提前制作与型腔形状互补的成型工具电极；电火花线切割采用连续移动的金属丝作为工具电极，不需要制作专门的成型电极，（2分）（3）加工原理应用不同：电火花成形是通过工具电极对型腔材料逐步放电蚀除，最终获得所需型腔形状；线切割是电极丝沿预设轮廓移动，逐层切割去除材料得到零件轮廓，（2分）（4）适用场景不同：电火花成形适合各类复杂盲型腔、异形成型面的加工，尤其适合淬火后硬度较高、无法切削加工的零件；线切割适合加工直通型刃口、平面轮廓零件，是冲裁模成型零件的核心加工方法，（2分）（5）加工精度效率不同：相同加工条件下，电火花成形加工效率低于线切割，表面加工质量略低；线切割加工精度更高、加工速度更快，适合轮廓类零件的批量加工，（2分）。2.粗加工后、精加工前安排淬火工序的目的主要有四点：（1）满足模具工作性能要求：模具工作过程中需要承受熔体冲刷、工件摩擦、交变载荷挤压，淬火后可获得要求的高硬度和强度，提高模具耐磨性和使用寿命，满足长期批量生产的要求，（3分）（2）降低热处理变形对加工精度的影响：粗加工已经切除了大部分多余余量，零件截面均匀性更好，淬火过程中变形规律更稳定，变形量更小；淬火后仅需要留下少量精加工余量修正变形即可，大幅降低了精加工的加工难度，（2分）（3）提高粗加工效率、降低加工成本：粗加工在淬火前进行，淬火前材料硬度低，切削加工性好，粗加工时刀具损耗小，切削效率更高，能够降低加工成本，（2分）（4）保证零件尺寸长期稳定：淬火后的回火工序可以消除粗加工切削产生的内应力，同时消除淬火内应力，避免模具精加工完成后，因内应力重新分布导致尺寸变形超差，保证模具使用寿命周期内的尺寸精度稳定，（3分）。3.淬火钢注塑模型腔的一般加工工艺路线及核心工序作用如下：下料→锻造毛坯→预先热处理（退火/正火）→粗加工所有表面→平磨加工基准面→半精加工型腔及结构孔系→最终热处理（淬火+回火）→平磨修正基准面→精加工型腔→钳工修整→抛光→表面处理，（2分）各核心工序作用：（1）锻造毛坯：破碎钢材原有粗大晶粒，消除轧制坯料的内部气孔、偏析等缺陷，改善内部组织，获得接近型腔形状的毛坯，减少后续加工余量，（2分）（2）预先热处理：降低毛坯硬度，改善切削加工性能，消除锻造内应力，稳定毛坯尺寸，避免后续加工后变形，（2分）（3）粗加工：切除大部分多余材料，获得接近型腔形状的粗坯，单边预留2-3mm半精加工余量，（1分）（4）半精加工：精加工所有连接基准面，加工完成导柱孔、螺钉孔、冷却水道等结构，型腔单边预留0.5-1mm余量，用于修正淬火变形，（1分）（5）最终热处理：淬火获得要求的硬度，低温回火消除淬火内应力，稳定组织和尺寸，满足型腔硬度和性能要求，（1分）（6）精加工：采用电火花或高速数控铣精加工型腔，预留0.02-0.05mm抛光余量，保证型腔形状和尺寸精度符合设计要求，（1分）（7）抛光与表面处理：抛光型腔表面达到要求的粗糙度，加工装饰纹理，做防锈处理，满足塑件外观要求，（1分）。4.慢走丝线切割多次切割工艺的作用如下：（1）第一次切割的核心作用是快速切除大部分余量，完成轮廓整体粗加工，保证加工效率，通常第一次切割的进给速度快，短时间内完成大部分材料去除，（2分）（2）第二次切割的作用是修正第一次切割产生的加工变质层、电极丝扰动带来的轮廓误差，大幅提高加工精度，降低表面粗糙度，修正切割后零件的内应力变形，（2分）（3）后续第三、第四次切割的作用是逐步修正电极丝损耗带来的累计误差，进一步提高尺寸精度和形位精度，对于精度要求较高的模具刃口，经过3-4次切割后，尺寸精度可以控制在±0.002mm以内，满足高精度模具的要求，（3分）（4）最后一次修光切割可以大幅改善加工表面质量，去除表面变质层，降低表面粗糙度，多次切割后表面粗糙度可以达到Ra0.4μm，满足模具刃口直接使用的要求，不需要后续磨削加工，减少了加工工序，降低了模具制造成本，缩短了生产周期，（3分）。5.冲裁模具装配完成后，主要检验项目包括：（1）外观检验：检查模具所有零件是否完整，标记是否清晰，零件表面有无划痕、裂纹、锈蚀等缺陷，卸料板、凸模滑块等活动部件是否移动顺畅，有无卡滞，所有连接紧固件是否牢固无松动，（2分）（2）尺寸精度检验：检查凸凹模刃口尺寸是否符合设计要求，导柱导套配合间隙是否满足要求，模具闭合高度、安装尺寸是否符合冲床要求，型腔位置尺寸是否满足设计要求，（2分）（3）凸凹模间隙检验：检查凸凹模配合间隙的整体大小是否符合设计要求，间隙沿轮廓分布是否均匀，通常采用透光法、试切法检验，间隙不均匀会导致冲裁件毛刺超差、模具寿命降低，（2分）（4）位置与装配精度检验：检查凸模对凹模的垂直度、上下模板的平行度，各贴合面的贴合间隙，推杆顶出位置、卸料板行程是否符合设计要求，定位装置的位置精度是否满足要求，（2分）（5）试冲检验：将模具安装到对应冲床上，试冲10-20件，检查冲裁件的尺寸精度、断面质量、毛刺大小是否符合要求，同时检查模具卸料、出料是否顺畅，有无卡料、异常振动等问题，验证模具整体性能，（2分）。五、计算分析题解：（1）落料工序中，冲裁件的尺寸由凹模刃口尺寸决定，凹模磨损后刃口尺寸会逐渐增大，因此刃口尺寸按磨损公式计算，公式为：=(其中，为落料件的最大极限尺寸，本题中落料件尺寸为ϕmm，因此=100mm；Δ为落料件的尺寸公差，Δ=0.24mm；题目给出磨损系数x=代入公式计算得：=100按入体原则标注偏差，最终落料凹模刃口尺寸为：ϕmm，即凹模刃口基本尺寸为99.88mm，制造公差为+0.06mm。（2分）（2）落料工序中，冲裁件的成品尺寸直接由凹模刃口尺寸决定，冲裁过程中凹模刃口会不断磨损，尺寸逐渐增大，设计时以凹模为基准，凸模尺寸通过凹模尺寸减配间隙得到，这样可以保证凹模磨损到一定极限范围内，仍然能生产出合格的落料件，从而延长模具使用寿命，降低生产成本。（5分）六、综合应用题P20为预硬型塑料模具钢，出厂已经完成预硬化处理，不需要整体淬火，完整加工工艺方案如下：（1）下料：采用锯床切割毛坯，毛坯长宽比型腔轮廓大20mm，厚度比型腔厚度大15mm，切割尺寸精度±1mm，作用是获得型腔加工的初始坯料，满足后续加工余量要求，（2分）（2）锻造：对毛坯进行自由锻造，破碎原有轧制晶粒，消除钢材内部的偏析、气孔等缺陷，改善内部组织，提高力学性能，锻造后单边留5mm加工余量，（2分）（3）去应力退火：锻造后进行去应力退火，消除锻造内应力，稳定毛坯尺