2025年浙江省工业设计职业资格考试（工业设计师工业设计综合知识）模具类测试题及答案

2025年浙江省工业设计职业资格考试（工业设计师工业设计综合知识）模具类测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列塑料中，属于结晶性塑料的是（）。A.聚苯乙烯（PS）B.聚碳酸酯（PC）C.聚丙烯（PP）D.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）2.在模具设计中，用于成型塑件内部孔或槽的模具零件称为（）。A.型芯B.型腔C.滑块D.斜顶3.注射成型工艺中，保压阶段的主要作用是（）。A.塑化物料B.注射熔体C.补偿收缩D.冷却定型4.模具的排气系统通常设置在（）。A.浇口附近B.分型面上C.型芯顶部D.冷却水道旁5.对于薄壁塑件，为防止注射成型时产生翘曲变形，应优先考虑（）。A.提高注射压力B.降低模具温度C.优化浇口位置与数量D.缩短保压时间6.热流道模具相比于冷流道模具的主要优点是（）。A.结构简单，成本低B.无需处理流道凝料C.模具寿命更长D.成型周期更短7.下列模具钢中，常用于制造高光洁度要求的型腔的是（）。A.45钢B.P20C.718D.S1368.塑件上出现银纹（料花）的主要原因是（）。A.模具温度过低B.塑料含有水分或挥发物C.注射压力过大D.保压时间不足9.三板模（小水口模）比两板模多出的部分是（）。A.推板B.流道推板C.定距分型机构D.斜导柱10.模具冷却系统的设计原则中，错误的是（）。A.冷却水道应尽量靠近型腔表面B.进出水温差应尽量小C.冷却水道孔径越大越好D.冷却水道应避免与其它零件发生干涉11.计算塑件投影面积时，用于校核注射机最大锁模力的公式是（）。A.FB.FC.PD.V其中，F为锁模力，P为型腔内熔体压力，A为塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积，k为安全系数。12.当塑件侧面有与开模方向不同的孔或凸台时，通常采用（）机构成型。A.顶出B.导向C.侧向抽芯D.复位13.下列不属于模具导向机构作用的是（）。A.保证动、定模准确对合B.承受侧向压力C.引导顶出系统运动D.加快模具冷却14.对于透明塑件（如PC、PMMA）的模具，其型腔表面粗糙度Ra值通常要求达到（）。A.3.2μmB.1.6μmC.0.8μmD.0.1μm以下15.在注塑模设计中，通常将收缩率考虑在（）的尺寸上。A.型芯B.型腔C.模具零件D.塑件二、多项选择题（每题3分，共15分。每题至少有2个正确选项，多选、少选、错选均不得分）1.影响塑件尺寸精度的主要因素包括（）。A.模具的制造精度B.塑料的收缩率及其波动C.模具的磨损D.注射机的类型E.成型工艺条件的稳定性2.浇注系统通常包括（）。A.主流道B.分流道C.浇口D.冷料井E.排气槽3.模具的失效形式主要有（）。A.塑性变形B.断裂C.磨损D.腐蚀E.热疲劳4.关于脱模斜度，下列说法正确的有（）。A.塑件内表面的脱模斜度应大于外表面B.收缩率大的塑料应选用较大的脱模斜度C.塑件高度较大时，应选用较小的脱模斜度D.增强塑料应选用较大的脱模斜度E.脱模斜度的方向一般以内孔小端为准，外形以大端为准5.下列属于注射模标准模架组成部分的有（）。A.定模座板B.动模座板C.推板D.支撑板E.导柱导套三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.一模多腔模具中，所有型腔必须采用平衡式流道布局。（）2.模具的冷却时间约占整个注射成型周期的70%-80%。（）3.点浇口是一种截面尺寸特小的圆形浇口，适用于各种塑料。（）4.推杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位，如筋、凸台旁。（）5.模具的闭合高度必须大于注射机允许的最大模具厚度。（）6.对于深腔薄壁容器类塑件，为防止脱模时产生真空吸附，可设置进气装置。（）7.塑料的流动性越好，所需注射压力越大。（）8.潜伏式浇口是点浇口的一种变异形式，开模时能自动切断。（）9.模具温度越高，塑件结晶度越高，收缩率越小。（）10.模具设计时，必须对注射机的最大注射量、锁模力、开模行程等参数进行校核。（）四、简答题（每题5分，共25分）1.简述注射模分型面选择的基本原则。2.列举并说明三种常见的浇口类型及其适用场合。3.简述模具中设置冷却系统的目的及设计要点。4.说明塑件产生熔接痕的原因及改善措施。5.什么是模具的标准化？实施模具标准化有何意义？五、计算题（每题10分，共20分）1.某塑件采用ABS材料成型，其单件体积为，浇注系统体积估算为。已知ABS的密度为1.05g/c。现拟采用一模两腔生产。请计算该模具所需的理论注射量（以质量计，单位g）。若注射机的额定注射量为1202.一矩形塑件在分型面上的投影尺寸为120mm×80mm，一模一腔，采用直接浇口。已知模具型腔内的平均压力P=40MPa，安全系数k六、综合分析题（共20分）某企业计划开发一款新型便携式水杯（主体材料拟用食品级PP），杯身有防滑纹理，杯盖有螺纹，杯底有品牌Logo凸起。请从工业设计及模具设计的综合角度，分析在塑件结构设计阶段需要考虑哪些关键因素以确保后续模具制造的可行性、成型工艺的稳定性及最终产品的质量。请至少从五个方面进行阐述。答案与解析一、单项选择题1.C解析：结晶性塑料在冷却固化时分子链能有序排列形成结晶区，如PP、PE、POM、PA等。PS、PC、PMMA为非结晶性（无定形）塑料。2.A解析：型芯是成型塑件内部形状（如孔）的零件；型腔成型外部形状；滑块和斜顶用于成型侧向的孔或凸台。3.C解析：保压阶段是在注射结束后，螺杆或柱塞继续对模腔内熔体施加压力，以补充因冷却收缩而减小的体积，防止制品产生缩痕、空洞等缺陷。4.B解析：分型面是模具动、定模的接触面，也是气体最容易排出的地方，通常在此处开设浅的排气槽。5.C解析：薄壁塑件易翘曲，主要原因是填充不均匀、收缩不均。优化浇口位置与数量可以改善熔体流动，使填充更均衡，从而减少内应力与翘曲变形。6.B解析：热流道模具通过加热使流道内塑料始终保持熔融状态，开模时只需取出塑件，无流道凝料，节省了原料和后续处理工序。A、C、D项并非其主要优点。7.D解析：S136是一种耐腐蚀镜面模具钢，经淬火及镜面抛光后可达极高的表面光洁度，非常适合制造透明件及高表面质量要求的模具型腔。P20、718是预硬塑料模具钢，45钢是普通碳素钢。8.B解析：银纹主要是由于塑料中的水分或低分子挥发物在高温下气化，在料流中形成气泡，被拉长成丝状分布在制品表面。解决方法是充分干燥原料。9.C解析：三板模在定模部分增加了一个可移动的流道板（又称水口板），通过定距分型机构（如限位拉杆、拉板、定距拉杆等）控制其开模顺序，以实现点浇口凝料的自动脱模。10.C解析：冷却水道孔径需根据模具大小、冷却要求综合确定，并非越大越好。孔径过大可能导致冷却水流动状态不佳（层流），降低换热效率，且可能削弱模具强度。11.A解析：注射机的锁模力必须大于模具在注射时因熔体压力产生的胀模力，其校核公式为≥k12.C解析：侧向抽芯机构（包括斜导柱、滑块、斜顶等）用于解决塑件侧向凹凸结构的脱模问题。13.D解析：导向机构（导柱、导套）的作用是保证合模时动、定模准确对中，防止型芯型腔错位；承受一定的侧向力（如非平衡侧向抽芯产生的力）；在某些结构中也可为推板导向。冷却功能由冷却系统实现。14.D解析：透明塑件对模具型腔表面光洁度要求极高，通常需要抛光至镜面效果，Ra值要求在0.1μm以下，甚至达到Ra0.025μm。15.B解析：模具设计时，型腔尺寸需根据塑件的基本尺寸、公差和塑料的收缩率进行计算放大，以补偿塑料冷却固化后的收缩。型芯尺寸则相应缩小。二、多项选择题1.A,B,C,E解析：塑件尺寸精度主要取决于模具精度（A）、塑料收缩的稳定性（B、E）以及模具在使用中的磨损（C）。注射机类型主要影响成型可行性，对尺寸精度是间接影响。2.A,B,C,D解析：浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴进入模具型腔的通道，包括主流道、分流道、浇口和冷料井。排气槽是排气系统的一部分。3.A,B,C,D,E解析：模具在长期使用中，可能因过载发生塑性变形或断裂，因摩擦发生磨损，因腐蚀性气体或冷却水发生腐蚀，因周期性冷热变化发生热疲劳裂纹。4.A,B,D解析：塑件内表面（型芯成型）因收缩包紧，脱模阻力更大，故脱模斜度应大于外表面（A）。收缩率大、增强材料填充的塑件脱模阻力大，需较大斜度（B、D）。塑件越高，脱模斜度应适当加大以保证顺利脱模（C错）。脱模斜度方向一般以保证塑件装配和外观要求为准，对于孔，通常保证大端尺寸；对于轴，保证小端尺寸（E描述不准确）。5.A,B,C,D,E解析：标准模架通常包含定模座板、定模板、动模板、支撑板、垫块、推杆固定板、推板、动模座板，以及导向零件（导柱、导套）和复位杆等。选项所列均为其组成部分。三、判断题1.×解析：一模多腔模具的流道布局有平衡式和非平衡式。平衡式布局能保证各型腔同时充填，质量一致，但流道较长、耗料多。非平衡式布局流道简单、耗料少，但各型腔充填有差异，可通过调整浇口尺寸进行平衡。并非“必须”采用平衡式。2.√解析：注射成型周期包括注射、保压、冷却、开合模、顶出等时间，其中冷却时间占主导，通常超过总周期的一半以上，70%-80%是常见范围。3.×解析：点浇口适用于大多数塑料，但对于黏度高、对剪切敏感的塑料（如PVC、PC等）需谨慎使用，因为小浇口会产生高剪切热，可能引起材料降解。4.√解析：推杆应设置在脱模阻力大、制品强度刚度较好的部位，如筋、凸台、边缘等处，以保证顶出平稳，防止制品变形或顶穿。5.×解析：模具的闭合高度应在注射机允许的最小模具厚度与最大模具厚度之间。6.√解析：深腔薄壁塑件脱模时，型芯与塑件之间易形成真空，造成脱模困难甚至使塑件变形。设置进气阀或镶件间隙，可破坏真空，便于脱模。7.×解析：塑料流动性好（如PE、PP），熔体更容易充满型腔，因此所需注射压力相对较小。流动性差（如PC、PVC）则需要较高的注射压力。8.√解析：潜伏式浇口开设在分型面下方，呈一定角度潜入分型面或推杆中，开模时通过浇口自身的剪切力或与型腔的断裂作用自动切断，外观质量好，可实现自动化生产。9.×解析：对于结晶性塑料，模具温度高有利于分子链运动，结晶更充分，结晶度越高，通常收缩率越大。对于非结晶塑料，模具温度对收缩率影响相对复杂，但总体趋势是温度高，收缩略大。10.√解析：模具必须与所选注射机相匹配，注射量、锁模力、开模行程、装模尺寸等都是必须校核的关键参数，以确保模具能正常安装和运行。四、简答题1.①应设在塑件外形最大轮廓处，确保顺利脱模。②有利于保证塑件精度，如将同轴度要求高的部分放在分型面同一侧。③有利于模具加工，如尽量采用平直分型面。④有利于排气，通常将排气槽设在分型面末端。⑤有利于侧向抽芯，尽量将抽芯机构设在动模一侧。⑥考虑塑件外观，分型面痕迹尽量设在隐蔽处。2.侧浇口：开设在模具分型面处，从塑件侧面进料。加工简单，调整方便，适用于各种形状的塑件，是多型腔模具常用形式。但会在塑件侧面留下痕迹。点浇口：截面尺寸小，通常位于塑件顶部。浇口痕迹小，脱模时可自动拉断，利于自动化生产。适用于壳、盒类塑件。但模具需三板结构，压力损失较大。直接浇口（大水口）：熔体直接通过主流道进入型腔。流动阻力小，进料快，保压补缩效果好。适用于单腔、大而深的塑件。但去除浇口麻烦，痕迹大，应力集中。3.目的：缩短成型周期，提高生产效率；使塑件均匀冷却，减少内应力与变形，提高尺寸稳定性和力学性能；控制结晶过程，改善塑件性能。设计要点：①冷却水道布局应均匀，遵循“先近后远，同出同入”原则，保证模温均匀。②水道直径通常取φ8-φ12mm，距型腔表面距离一般为水道直径的1.5-3倍。③避免与模具其它零件（如推杆、螺钉、型芯）发生干涉。④对于型芯等凸出部分，可采用隔水片、喷流管、铍铜镶件等强化冷却。⑤进出水温差不宜过大（一般≤5℃），以稳定冷却效果。4.原因：熔体在型腔内流动时，遇到障碍物（如型芯、嵌件）或来自不同方向的料流前锋相遇时，因温度下降、融合不良而在塑件表面形成的线状痕迹。改善措施：①优化浇口位置与数量，使熔接痕产生在非关键外观或强度要求不高的位置。②提高模具温度、熔体温度，改善熔体融合性能。③提高注射压力和速度，增强熔体融合能力。④在熔接痕附近设置排气槽，排除困气。⑤修改塑件结构，如增加壁厚、设置工艺凸台（熔接痕“焊接柱”）等。5.模具标准化：指对模具的零部件、结构要素、加工方法等制定统一的技术标准，并在此基础上进行专业化生产和管理。意义：①缩短模具设计制造周期。②提高模具质量与可靠性。③便于维修与更换。④降低模具制造成本。⑤有利于模具CAD/CAM技术的应用。⑥促进模具的商品化和社会化生产。五、计算题1.解：所需注射总体积：=所需理论注射质量：=注射机有效注射量：=∵(∴该注射机满足注射量要求。2.解：塑件投影面积：A所需锁模力：FF换算为千牛：F答：所需锁模力约为460.8kN。六、综合分析题分析要点：1.材料特性与收缩率：PP是结晶性塑料，收缩率较大（约1.6-2.0%），且具有各向异性。设计时必须精确预留收缩量，特别是对螺纹配合、杯盖与杯身的装配尺寸。需向模具供应商提供准确的收缩率数据，并考虑流动方向与垂直方向收缩的差异对杯体圆度的影响。2.脱模斜度：杯身内外壁、防滑纹理侧面、Logo凸起侧面均需设置合理的脱模斜度（通常外壁1°以上，内壁1.5°以上）。纹理设计需避免倒扣，确保顺