2026年浙江工业设计职业资格考试（工业设计师工业设计综合知识）模具类考前冲刺试题及答案

2026年浙江工业设计职业资格考试（工业设计师工业设计综合知识）模具类考前冲刺试题及答案一、单项选择题1.工业设计中，用于评估模具结构工艺性的核心原则是（）。A.美观性原则B.经济性原则C.标准化原则D.安全可靠性原则答案：B解析：模具结构工艺性是指在满足产品使用要求的前提下，模具结构是否便于制造、装配、维修以及成本是否经济。其中，经济性是评估其优劣的核心原则，它直接关系到模具的制造成本、生产效率和生命周期成本。美观性、标准化、安全可靠性都是重要因素，但并非评估工艺性的核心。2.在注塑模具设计中，对于壁厚均匀的塑料壳体件，为防止收缩变形，浇口位置应优先考虑设置在（）。A.壳体壁厚最薄处B.壳体几何中心C.壳体受力最大处D.壳体壁厚最厚处答案：D解析：对于壁厚均匀的塑件，浇口应设置在壁厚最厚处。这是因为熔融塑料在充模后冷却时，壁厚处收缩量大，薄壁处收缩量小。将浇口设在厚壁处，有利于补缩，使塑料从厚壁处向薄壁处流动补缩，从而减少因收缩不均引起的内应力和变形。设置在薄壁处会导致厚壁处补缩不足，易产生缩孔或凹陷。3.计算一模多腔注塑模具的型腔数目时，主要依据的参数不包括（）。A.注塑机的额定锁模力B.注塑机的最大注射量C.产品的年产量需求D.注塑机的模板尺寸答案：C解析：确定一模多腔模具的型腔数目，主要从注塑机的技术参数出发进行校核，包括：锁模力（防止胀模）、最大注射量（保证塑化量充足）、模板尺寸及拉杆间距（确保模具能安装）。产品的年产量需求是生产规划层面的因素，它决定是否需要采用多腔模以提高效率，但在具体计算一个模具的型腔数时，首要考虑的是注塑机的能力限制，而非产量目标。产量需求影响的是决策，而非直接计算参数。4.一副典型的冷冲压复合模，其生产工艺特征表现为（）。A.压力机一次行程中，在同一工位完成两道或两道以上冲压工序B.在模具不同工位依次完成冲裁、弯曲、拉深等工序C.需要多套模具和多次定位才能完成一个零件D.只适用于简单的落料或冲孔工序答案：A解析：复合模是在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具，如落料冲孔复合模。其特征是生产效率高，零件同轴度好。B选项描述的是级进模的特征。C选项描述的是单工序模生产复杂零件的特征。D选项描述的是简单的单工序模。5.在模具CAD/CAE分析中，对于注塑成型过程进行模流分析（Moldflow）的主要目的不包括（）。A.预测熔接痕和气穴的位置B.优化浇注系统和冷却系统布局C.计算模具型腔的机械强度D.评估填充时间、压力和温度分布答案：C解析：模流分析（CAE）主要用于模拟塑料熔体在模具型腔中的流动、保压和冷却过程。其核心目的是优化成型工艺参数和模具设计，包括：预测填充模式、熔接痕、气穴位置（A）；优化浇口位置、流道尺寸、冷却水道布局（B）；分析填充时间、注射压力、锁模力、温度场分布等（D）。计算模具型腔的机械强度属于结构力学分析范畴，通常使用有限元分析（FEA）软件完成，而非模流分析软件的主要功能。6.设计压铸模具的溢流槽和排气槽时，其通常设置的位置是（）。A.金属液最先到达的区域B.型腔中远离内浇口的区域C.铸件最后填充完成的区域D.模具型芯的周围答案：C解析：在压铸过程中，溢流槽主要用于容纳冷污金属液、气体和涂料残渣，排气槽用于排除型腔内的气体。它们通常开设在金属液最后填充的部位（即“冷阱”区），因为该区域最容易汇集前沿冷金属和气体，在此处设置溢排系统能最有效地改善填充效果和铸件质量。7.塑料收缩率是模具设计的关键参数，其计算公式为S=×100，其中和A.为塑件尺寸，为模具型腔尺寸B.为模具型腔尺寸，为塑件尺寸C.为塑件尺寸，为塑件收缩后尺寸D.为模具型芯尺寸，为塑件内孔尺寸答案：B解析：塑料收缩率S表征的是塑件从模具中取出冷却后尺寸缩小的百分比。公式中，代表模具成型零件（型腔或型芯）在常温下的尺寸，代表塑件在常温下的对应尺寸。由于塑件收缩后尺寸变小，故模具尺寸需比塑件尺寸大，因此公式为（模具尺寸-塑件尺寸）/塑件尺寸。8.以下材料中，不适合作为制造精密、长寿命注塑模具成型零件（型芯、型腔）材料的是（）。A.预硬型塑料模具钢（如P20）B.渗碳型塑料模具钢（如20Cr）C.耐蚀型塑料模具钢（如420）D.碳素工具钢（如T10A）答案：D解析：对于精密、长寿命的注塑模具，其成型零件要求材料具有高硬度、高耐磨性、良好的抛光性能、足够的强度和韧性，以及良好的切削加工性和热处理稳定性。预硬钢P20可直接加工，渗碳钢20Cr表面硬化，耐蚀钢420适用于腐蚀性塑料，三者皆常用。碳素工具钢T10A虽然价格低，但淬透性差、热处理变形大、耐磨性和韧性相对较差，通常用于制造寿命要求不高、形状简单的小型模具，不适合精密、长寿命模具。9.在冲裁模设计中，冲裁间隙的大小对冲裁件断面质量有显著影响。当间隙过小时，断面特征主要表现为（）。A.光亮带很宽，毛刺小而薄B.断裂带很宽，毛刺大而厚C.二次剪切形成两个光亮带，毛刺增大D.断面圆角带增大，毛刺正常答案：C解析：冲裁间隙是凸模与凹模刃口尺寸的差值。间隙过小时，上下裂纹不重合，相隔一定距离，材料在被剪断前又被二次挤压剪切，从而在断面上形成两个光亮带，中间夹有残留的断裂层。同时，由于刃口钝化等原因，毛刺反而会比合理间隙时增大。A是间隙合理时的特征。B是间隙过大时的特征之一。D描述不准确。10.模具的标准化对于缩短设计制造周期、降低成本至关重要。以下不属于模具标准化部件的是（）。A.模架（包括模板、导柱、导套）B.顶针、司筒C.冷却水道接头D.成型零件的型芯镶件答案：D解析：模具标准化是指将模具中常用的、功能独立的零部件进行标准化、系列化、商品化生产。模架（A）、顶针司筒等顶出元件（B）、冷却系统标准件（C）等都已高度标准化。而成型零件的型芯镶件，其形状和尺寸完全取决于特定产品的几何形状，是模具中最具个性化的部分，无法进行通用标准化，只能针对特定产品进行设计制造。二、多项选择题1.在注塑模具设计中，选择分型面时需要遵循的主要原则包括（）。A.应设置在塑件外形最大轮廓处B.应有利于保证塑件的尺寸精度C.应尽可能选择在平面而非曲面D.应优先考虑模具加工的难易程度E.应确保塑件能顺利脱模答案：A、B、E解析：分型面是动模与定模的分界面。其选择原则包括：必须设在塑件外形的最大轮廓处，否则无法脱模（A）；应尽可能保证塑件关键部位的同心度、壁厚均匀等精度要求（B）；必须确保塑件在开模后留在动模一侧以便顶出（E）。C选项“尽可能在平面”是理想情况，但很多塑件需要曲面分型。D选项，加工难易是重要考虑因素，但并非总是“优先”，有时为了保证塑件功能或外观，必须采用复杂分型面。2.关于模具的热处理，下列描述正确的有（）。A.调质处理（淬火+高温回火）主要用于提高模具零件的综合机械性能B.氮化处理能显著提高模具表面的硬度、耐磨性和抗咬合性C.所有模具钢在精加工前都必须进行淬火处理以获得高硬度D.预硬钢（如718）在供货时已具有较高硬度，可直接进行切削加工E.高碳高铬钢（如Cr12MoV）淬火后需进行多次回火以消除残余奥氏体答案：A、B、D、E解析：A正确，调质处理可获得良好的强韧性配合。B正确，氮化是表面化学热处理，提高表面性能。C错误，预硬钢（如P20、718）在钢厂就经过热处理达到预硬状态（HRC30-40），可直接加工，无需用户淬火；对于需要高硬度的零件，淬火通常在粗加工后进行，精加工前进行。D正确，这是预硬钢的主要优点。E正确，高碳高铬钢淬火后残留奥氏体多，多次回火可促使其转变，稳定尺寸，提高硬度。3.影响塑料制品脱模斜度的主要因素有（）。A.塑料的收缩率B.制品表面的粗糙度要求C.制品几何形状和深度（高度）D.模具型腔或型芯的表面粗糙度E.制品的生产批量答案：A、B、C、D解析：脱模斜度是为了便于塑件从模具中取出。影响因素包括：塑料收缩率大，对型芯包紧力大，需较大斜度（A）；制品表面要求高光洁度（如镜面），需较大斜度以减少脱模划伤（B）；制品形状复杂、深度大、有加强筋或凸台，需较大斜度（C）；模具成型表面粗糙度值大，脱模阻力大，需较大斜度（D）。生产批量（E）主要影响模具寿命和材料选择，与脱模斜度设计无直接关系。4.在冲压模具设计中，以下措施有助于提高模具寿命的有（）。A.对凸模和凹模刃口采用高频淬火或渗氮处理B.在结构允许的情况下，尽量采用镶拼式结构C.保证凸模和凹模之间具有均匀、合理的间隙D.为细小凸模设计护套或采用阶梯布置以保护其强度E.在模具上设置弹压卸料板代替固定卸料板答案：A、B、C、D、E解析：A正确，表面强化处理能提高刃口的耐磨性。B正确，镶拼结构便于加工、维修和更换易损部分，提高整体模具寿命。C正确，合理均匀的间隙能减少磨损和不正常冲击。D正确，保护细小凸模防止其折断。E正确，弹压卸料板在冲裁开始前即压住板料，使冲裁过程更平稳，减少对凸模的侧向力，有助于保护凸模，尤其对薄料或小孔冲裁更有利。5.关于模具的冷却系统设计，以下说法正确的有（）。A.冷却水道的布置应尽量均匀，且靠近模具的型腔和型芯表面B.对于模具中温度较高的区域（如浇口附近），应加强冷却C.冷却水道的直径越大，冷却效率就一定越高D.进出水口的温差应尽可能小，一般建议控制在5℃以内E.对于细长型芯，可采用隔片式喷流管或导热杆进行冷却答案：A、B、D、E解析：A正确，均匀且靠近热源能有效控制模温均匀性。B正确，浇口处熔体温度最高，需强化冷却。C错误，水道直径增大到一定程度后，对流传热系数变化不大，冷却效率提升有限，且会占用过多模具空间，影响强度。直径选择需综合考虑流量、压力降和空间。D正确，温差小说明冷却均匀，热量被有效带走。E正确，这是冷却细长型芯的常用有效方法。三、判断题1.在注塑成型中，模具温度越高，塑料熔体的流动性越好，因此总是有利于填充薄壁型腔。（）答案：错误解析：提高模温确实能改善熔体流动性，有利于填充。但模温过高会带来诸多问题：延长冷却时间，降低生产效率；加剧塑件收缩，可能引起尺寸不稳定、翘曲变形；可能造成脱模困难；对结晶性塑料，可能影响结晶度和性能。因此，模温并非越高越好，而是在保证填充和塑件质量的前提下，尽可能采用较低的模温以提高生产效率。2.弯曲模的凸模和凹模的圆角半径越小，弯曲成形的回弹角就越大。（）答案：正确解析：在弯曲成形中，材料的变形程度与相对弯曲半径（r/t，r为凸模圆角半径，t为料厚）有关。r/t越小，变形程度越大，塑性变形区域材料内部的弹性应变也越大。当外力撤去后，这部分弹性应变恢复的趋势也越强，导致回弹角增大。因此，为了减小回弹，在材料性能允许的情况下，应适当增大凸模圆角半径（但受零件尺寸限制）。3.对于一模多腔的注塑模具，采用平衡式流道布局是保证各型腔同时充满、压力均衡的唯一有效方法。（）答案：错误解析：平衡式流道布局（如H形、X形）是实现各型腔填充平衡的传统且有效的方法。但“唯一”说法错误。现代模具设计中，对于非平衡式流道布局，可以通过调整各分流道的截面尺寸（改变其长度或直径），或者更先进地，借助CAE分析，设计出各流道具有不同流动阻力的非平衡系统，同样可以实现各型腔的同时填充和压力平衡，这被称为“自然平衡”或“CAE优化平衡”。4.模具的导向机构（如导柱、导套）除了保证动、定模的准确对合外，还承受一定的侧向压力。（）答案：正确解析：导向机构的核心作用是精确导向，确保凸模与凹模、型芯与型腔的准确对合。此外，在成型过程中，如果存在不对称的侧向压力（如注塑压力不均、侧向抽芯力等），导向机构的导柱和导套可以承受一部分侧向力，保护成型零件不受损坏。但对于较大的侧向力，必须设计单独的斜导柱、弯销等侧向抽芯机构来承受。5.快速成型技术（如3D打印）可以直接用于制造大批量生产用的注塑模具型腔。（）答案：错误解析：目前主流的快速成型技术（如SLA、SLS、FDM等）直接制造的零件（包括模具型腔），其材料性能（如强度、硬度、导热性、表面粗糙度）和耐久性，远无法达到传统模具钢（如P20、H13等）经热处理后的水平。它们无法承受注塑成型过程中的高压、高温和反复的机械磨损。因此，快速成型技术主要用于制造模具原型（手板）、熔模铸造的模型，或者用于制造小批量试制用的简易模具（如硅胶模、低熔点合金模），不能直接用于大批量生产的注塑模具。四、简答题1.简述在注塑模具设计中，为何要设置排气系统？常见的排气方式有哪些？答：设置排气系统的原因：在注塑填充过程中，模具型腔内原有的空气以及塑料熔体受热分解或添加剂挥发产生的气体必须及时排出。如果气体无法顺利排出，会被压缩并困在型腔内，导致塑件产生填充不足（短射）、烧焦（碳化）、气泡、熔接痕强度降低等缺陷，严重影响塑件质量。常见的排气方式主要有：（1）分型面排气：在分型面上开设浅而宽的排气槽，这是最常用、最主要的排气方式。（2）镶拼间隙排气：利用型芯、镶件、顶针等零件与模板的配合间隙进行排气。（3）开设专用排气塞：在型腔深处气体最终聚集的部位，安装烧结金属排气塞。（4）负压排气（抽真空）：在模具上连接真空泵，在填充前抽走型腔内大部分空气。（5）利用顶针排气：适当增大顶针与孔之间的配合间隙。2.什么是冲裁模的“压力中心”？计算压力中心有何实际意义？答：冲裁模的压力中心是指冲压时，冲裁力的合力的作用点。计算压力中心的实际意义在于：（1）确保模具受力平衡：在设计模具时，应使模柄轴线或模具的安装中心与压力中心重合（或尽可能接近）。如果两者偏离过大，在冲压过程中会产生偏载力矩，导致滑块与导轨、模具的导向机构承受额外的侧向力，加速设备导轨和模具导向零件的磨损，降低模具寿命，严重时可能损坏设备或模具。（2）保证冲压过程平稳：压力中心与设备施力中心对正，能使冲压过程平稳、无振动，有利于提高冲裁断面质量和模具工作稳定性。对于形状复杂或多工序的模具，必须通过计算或CAD软件确定其压力中心，并以此为依据进行模具总体结构设计。3.列举并简要说明三种提高注塑模具冷却效率的途径。答：（1）优化冷却水道布局与尺寸：确保冷却水道尽可能靠近型腔/型芯表面且均匀分布；在保证水流湍流状态（雷诺数>4000）的前提下，选择合适的水道直径；对于高热区域（如浇口、厚壁处）加密水道或采用特殊冷却结构（如喷流管、螺旋式水道）。（2）采用导热性更好的模具材料：例如，在型芯内部嵌入导热性能优异的材料，如铍铜合金（BeCu）镶件，可以快速将热量从难以通水冷却的区域传导出去。（3）采用先进的冷却介质与技术：使用低温水或冷冻水；采用模温机进行精确的温度分区控制；对于极深型腔或特殊结构，可采用随形冷却技术（通过金属3D打印制造内部具有复杂随形冷却水路的模具镶件），使冷却路径与产品形状高度一致，极大提升冷却均匀性和效率。五、综合分析与计算题1.某塑料制品零件图标注其外形最大轮廓长度为120mm，宽度为80mm。已知所用塑料的收缩率范围为0.5%~0.8%。现需设计一模两腔的注塑模具。（1）请计算模具型腔在分型面上的基本尺寸（长度和宽度方向）。为便于计算，假设收缩率取中值。（2）若模架选用标准龙记模架（FCI型），两型腔采用直线排列，型腔之间以及型腔到模板边缘需要留有足够的水道和强度空间。请估算所需模架的模板（A、B板）的最小尺寸，并简述选择模架时还需考虑哪些因素。答：（1）计算模具型腔基本尺寸：塑料收缩率中值=根据收缩率公式S=，可得模具型腔尺寸长度方向：=宽度方向：=因此，单个型腔在分型面上的基本尺寸约为：长120.78mm，宽80.52mm。（2）估算模架模板最小尺寸及选型考虑因素：一模两腔直线排列，假设型腔间距（流道、冷却水道、强度所需）为30mm，型腔边缘到模板边缘（导柱、冷却水道、强度所需）距离为50mm。模板长度方向最小尺寸估算：2模板宽度方向最小尺寸估算：80.52考虑到标准模架的尺寸系列，应向上选取最接近的标准尺寸。例如，可能选择龙记FCI3545（A、B板尺寸为350mm×450mm）或更大一档的规格，以确保所有机构（如流道、冷却系统、顶出系统、导柱导套等）有合理布局空间。选择模架时还需考虑的因素包括：①注射机参数校核：模架总长、总宽需小于注射机拉杆间距，总高（闭合高度）需在注射机最大最小模厚之间。②顶出空间：模架需提供足够的顶出行程，顶针固定板活动空间需足够。③冷却水路布局：模板尺寸需能容纳设计的冷却回路接口和内