2026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）模具类仿真试题及答案

2026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）模具类仿真试题及答案一、单项选择题1.注塑模具中，用于成型塑件内部形状的零件称为（）。A.型芯B.型腔C.滑块D.斜顶答案：A解析：型芯是用于成型塑件内部形状（如孔、槽等）的模具零件。型腔用于成型塑件的外部形状。滑块和斜顶通常用于处理侧向的凹凸结构。2.在模具设计中，通常将模具的寿命、精度、制造周期和（）作为主要的技术经济指标。A.模具颜色B.模具重量C.模具成本D.模具材料品牌答案：C解析：模具的技术经济指标是衡量模具设计与制造水平的重要依据，主要包括模具的寿命、精度、制造周期和成本。成本直接关系到产品的经济效益。3.塑料收缩率是模具设计的重要参数，其计算公式为（）。A.SB.SC.SD.S答案：A解析：塑料收缩率S是指塑件在成型温度下尺寸与在标准温度下尺寸之间的相对变化。公式S=×100中，为模具型腔在室温下的尺寸，4.以下哪种模具结构适用于塑件外侧有凹槽或凸台，且无法通过简单的分型直接脱模的情况？（）A.两板模B.三板模C.侧向分型与抽芯机构D.推板脱模机构答案：C解析：当塑件外侧有与开模方向不同的凹槽或凸台时，会阻碍塑件直接从模具中脱出。此时必须采用侧向分型与抽芯机构，在开模前或开模过程中，先将侧向成型零件（如滑块）移开，然后再进行脱模。5.热流道模具与冷流道模具相比，其主要优点不包括（）。A.节约原材料B.缩短成型周期C.降低模具制造成本D.改善塑件表面质量答案：C解析：热流道模具通过加热使流道内的塑料始终保持熔融状态，无需脱出流道凝料。其优点包括节约原料、缩短周期（无需取出和破碎流道）、减少压力损失、改善塑件质量等。但其系统复杂，初期模具制造成本通常高于冷流道模具。6.模具钢材的预硬态是指（）。A.钢材在出厂前已经过淬火和高温回火，达到一定的硬度，可直接进行精加工B.钢材未经任何热处理，硬度很低C.钢材经过淬火后得到最高硬度D.钢材经过退火处理，便于切削答案：A解析：预硬态模具钢是为了避免模具在加工后热处理产生变形而发展起来的。钢厂在出厂前对钢材进行调质处理（淬火+高温回火），使其达到较高的均匀硬度（如HRC28-40），模具制造厂购入后可直接进行切削加工，加工后无需再进行热处理。7.在注塑成型中，保压阶段的主要作用是（）。A.将塑料加热至熔融状态B.补偿塑料冷却收缩，防止熔体倒流C.将模具锁紧D.将塑件顶出答案：B解析：保压阶段是在注射结束后，螺杆或柱塞并不立即退回，而是继续保持一定的压力，将少量的熔体继续挤入型腔，以补偿因塑料冷却收缩而出现的空隙，并防止型腔内的熔体压力过高导致倒流，从而确保塑件尺寸精度和致密性。8.以下关于模具冷却系统的设计原则，错误的是（）。A.冷却水孔应尽可能靠近型腔表面，且距离均匀B.冷却水孔的直径越大越好C.冷却水路的布置应与塑料熔体的流动方向相适应D.进出水温差不宜过大，一般控制在5℃以内答案：B解析：冷却水孔的直径并非越大越好。直径过大，虽然流量大，但可能降低冷却水的流速，影响传热效率；同时会削弱模具的强度。直径过小则容易堵塞，压力损失大。应根据模具大小、塑件形状和塑料种类合理选择，常用直径为8-12mm。9.用于成型透明塑件（如聚碳酸酯PC）的模具型腔表面，通常要求达到（）。A.Ra0.8μmB.Ra1.6μmC.Ra3.2μmD.Ra6.3μm答案：A解析：透明塑件对模具型腔的表面粗糙度要求极高，一般要求镜面抛光，表面粗糙度Ra值需达到0.8μm甚至0.4μm以下，以保证塑件具有良好的透光性和表面光泽，避免雾状外观。10.模具的合模导向机构通常采用（）。A.导柱和导套B.顶针和顶针板C.滑块和导轨D.斜导柱和滑块答案：A解析：合模导向机构主要用于保证动模和定模在合模时的准确对中，防止型腔错位。最常用、最可靠的结构是导柱和导套的配合。顶针用于脱模，滑块用于侧向抽芯，斜导柱是驱动滑块的一种方式。二、多项选择题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.成型工艺参数的稳定性E.塑件的颜色答案：A,B,C,D解析：塑件尺寸精度是综合因素作用的结果。模具的制造精度是基础；塑料收缩率是设计依据，其本身的波动（如批次、方向性差异）直接影响精度；模具在使用中的磨损会改变型腔尺寸；成型工艺参数（如温度、压力、时间）的波动会影响收缩的稳定性。颜色对尺寸精度无直接影响。2.注塑模具的排气系统设计至关重要，常见的排气方式有（）。A.利用分型面间隙排气B.开设专用排气槽C.利用顶杆或镶件的配合间隙排气D.利用粉末烧结金属块排气E.完全依靠注射压力强行排气答案：A,B,C,D解析：模具内的气体若不能顺利排出，会导致塑件产生填充不足、烧焦、气泡等缺陷。常用排气方式包括：利用分型面、推杆、镶件等零件的配合间隙自然排气；在熔体流动末端或易困气处开设深度为0.01-0.03mm的专用排气槽；对于深腔窄槽部位，可采用透气钢（粉末烧结金属）镶块。依靠注射压力强行排气是不可取的，会造成各种成型问题。3.以下属于模具标准化零件的有（）。A.模架（模胚）B.导柱、导套C.推杆、复位杆D.型芯和型腔镶块E.冷却水管接头答案：A,B,C,E解析：模具标准化是缩短设计制造周期、降低成本、提高质量的重要手段。标准件包括模架、导向件（导柱/导套）、推出元件（推杆/复位杆/推板）、定位圈、浇口套、冷却接头等。型芯和型腔是成型塑件的关键零件，形状千变万化，通常为非标设计制造。4.在选择模具钢材时，需要考虑的主要性能指标包括（）。A.耐磨性B.强韧性C.切削加工性D.抛光性E.耐腐蚀性答案：A,B,C,D,E解析：模具钢需满足复杂的工作条件要求。耐磨性保证模具在塑料和填料的摩擦下保持尺寸稳定；强韧性保证模具在循环压力下不发生断裂或塑性变形；切削加工性和抛光性影响模具的制造效率和最终表面质量；对于成型PVC等腐蚀性塑料，耐腐蚀性至关重要。5.关于模具的热处理，下列说法正确的有（）。A.淬火是为了提高钢的硬度和耐磨性B.回火可以消除淬火应力，稳定组织C.氮化处理能提高模具表面的硬度和耐磨性，且变形小D.所有模具零件都需要进行淬火处理E.调质处理可以作为模具的最终热处理答案：A,B,C解析：淬火是将钢加热到临界点以上，保温后快速冷却，以获得高硬度的马氏体组织。回火紧随淬火之后，旨在降低脆性、消除应力、稳定尺寸。氮化是一种表面化学热处理，能显著提高表面硬度、耐磨性和抗咬合性，且处理温度低、变形极小。并非所有零件都需要淬火，如模架板通常只需调质。调质（淬火+高温回火）得到的是索氏体组织，具有良好的综合力学性能，常用于结构零件的预备热处理或最终热处理，但对于要求高硬度的成型零件，调质硬度不足，需后续表面硬化处理。三、判断题1.模具的分型面选择应尽可能使塑件留在动模一侧，以利于脱模机构的设计。（）答案：√解析：由于脱模机构（如推杆、推板）通常设置在动模上，因此在设计分型面时，应尽量利用塑件对型芯的包紧力，使其在开模后留在动模侧，便于顶出。这是分型面选择的基本原则之一。2.点浇口是一种截面尺寸较大的浇口，适用于成型厚壁塑件。（）答案：×解析：点浇口是一种截面尺寸很小的浇口（直径常为0.5-1.5mm）。其优点是浇口痕迹小，能自动拉断，适用于外观要求高的薄壁塑件。对于厚壁塑件，由于浇口过早冻结，不利于保压补缩，可能导致收缩凹陷，因此不适用。3.模具的温度控制系统只包括冷却系统，不包括加热系统。（）答案：×解析：模具的温度控制系统（模温系统）根据工艺需要，既包括冷却系统（用于带走熔体热量），也包括加热系统（用于在成型某些高熔点、高粘度塑料或要求高模温以改善流动性和表面质量时，对模具进行加热）。热流道系统中的流道板也需独立控温。4.模具设计时，对于有同轴度要求的塑件孔，应尽可能在模具的同一侧（动模或定模）成型。（）答案：√解析：如果塑件上两个有同轴度要求的孔分别在动模和定模两侧成型，由于合模误差和导向间隙的存在，很难保证两孔的同轴度。将它们设计在同一侧成型，可以避免因合模误差带来的影响，保证同轴度要求。5.模具的脱模斜度是为了便于塑件从模具中取出，其大小与塑料的收缩率无关。（）答案：×解析：脱模斜度的大小与塑料的收缩率密切相关。收缩率大的塑料（如聚烯烃），塑件对型芯的包紧力大，且收缩后尺寸变小，可能更有利于脱模，但同时也可能因收缩不均导致脱模阻力增大。通常，收缩率大、弹性模量低、软质塑料可取较小脱模斜度；收缩率小、硬质、脆性塑料需取较大脱模斜度。四、简答题1.简述注塑模具中“潜伏式浇口”的特点及其应用场合。答：潜伏式浇口，又称隧道式浇口，是点浇口的一种变异形式。其特点如下：（1）位置隐蔽：浇口开设在塑件内表面或侧壁的隐蔽处（如筋、柱的根部），不影响塑件外观。（2）自动切断：浇口通道与分型面成一定角度（通常为30°-45°），在顶出塑件时，浇口被强行切断，实现自动分离，无需后续修剪。（3）属于小浇口：截面小，能有效减小浇口附近的应力集中，加快固化速度。应用场合：主要用于外观要求高、不允许有明显浇口痕迹的塑件，且要求自动化生产（无人工剪浇口工序）。适用于弹性较好的塑料（如PP、PE、ABS等），对于脆性塑料（如PS、SAN）可能产生拉丝或破裂。2.列举模具设计中提高模具寿命的常见措施（至少四条）。答：（1）合理选择模具材料：根据塑料种类、产量、精度要求，选择具有足够耐磨性、强韧性、耐腐蚀性和热稳定性的钢材，如P20、718、H13、S136等。（2）优化模具结构设计：避免尖角、薄壁等应力集中部位；保证足够的刚度和强度；合理设计脱模斜度、推出机构，减少脱模阻力。（3）进行必要的热处理和表面处理：对成型零件进行淬火、回火，或进行氮化、镀铬、PVD涂层等表面强化处理，以提高表面硬度和耐磨性。（4）保证制造精度与配合质量：提高关键零件的加工精度和装配质量，确保合模对中、运动顺畅，减少异常磨损。（5）设计有效的冷却系统：均匀高效的冷却可以降低模具工作温度，减少热应力疲劳，稳定模具尺寸。（6）规范使用与维护：制定合理的成型工艺，定期对模具进行清洁、润滑、防锈保养，及时修复轻微损伤。五、计算题1.某塑件材料为ABS，其平均体积收缩率为5%。现需成型一个圆柱形塑件，要求其外径尺寸为50.00±解：已知：塑件外径基本尺寸=50.00mm，塑件公差=ABS平均体积收缩率=5。对于线性尺寸，通常用线性收缩率S，对于非纤维增强的ABS，其线性收缩率范围约为0.4%~0.7%，取中值S模具制造公差==计算模具型腔直径基本尺寸。公式：=代入：=50.00考虑模具制造公差，并遵循“向体”原则（对于轴类塑件外径，相当于孔，磨损后变大，故模具型腔尺寸应偏向使塑件尺寸偏大的方向，即取上偏差），模具型腔直径尺寸可标注为：=mm或50.305±答：模具型腔的对应直径尺寸可取为50.305±2.某模具需要设计冷却系统，已知需从模具中带走的热流量Q=12000W。冷却水入口温度为=C，出口温度控制在=C。水的比热容c=解：需带走的热量Q=冷却水温升ΔT根据热平衡公式：Q=·c可推导出质量流量：=代入数值：==体积流量==换算为L/min：∵1m³/s=60000L/min，∴=5.73考虑到管道阻力、分布不均等因素，实际设计流量应略大于此计算值。答：所需的冷却水最小体积流量约为34.38L/min。六、综合分析题1.分析下图所示塑件（可想象为一个带外侧矩形凹槽的壳体）的模具结构设计要点。塑件材料为PP，大批量生产。请重点阐述：（1）分型面应如何选择？为什么？（2）针对外侧矩形凹槽，应采用何种脱模机构？简述其工作原理。（3）浇注系统类型选择及理由。（4）冷却系统设计注意事项。答：（假设塑件为开口壳体，外侧有一圈矩形凹槽）（1）分型面选择：分型面应选择在塑件最大轮廓处，即壳体的开口边缘。这样可以使塑件的型腔完全位于定模，型芯位于动模。由于PP塑料收缩率较大，对型芯的包紧力强，开模后塑件应能可靠地留在动模型芯上，便于设置脱模机构。同时，分型面为平面，加工简单，密封性好。（2）脱模机构：由于塑件外侧有一圈矩形凹槽，这阻碍了塑件沿开模方向直接脱出。因此，必须采用侧向分型与抽芯机构。考虑到凹槽为一整圈，可以采用“斜顶杆（内缩式）”或“滑块+斜导柱（外抽式）”机构。若凹槽深度较浅，塑件内侧有空间，可优先考虑斜顶杆机构。其工作原理是：在顶出过程中，顶针板推动斜顶杆向上运动，由于斜顶杆的底部滑块在模具的斜槽内滑动，迫使斜顶杆在向上顶出的同时向塑件中心方向（内侧）移动，从而脱离塑件外侧的凹槽，实现脱模。此机构结构相对紧凑。若凹槽较深或塑件内侧无足够空间，则需采用外抽滑块机构。开模时，动模与定模分开，固定在定模的斜导柱驱动动模侧的滑块向外侧移动，完成抽芯。抽芯完成后，再由推杆或推板将塑件从型芯上顶出。（3）浇注系统选择：由于是大批量生产，PP材料流动性好，且塑件为壳体，外观要求可能较高。为节约原料、提高效率、实现自动化，可优先考虑热流道系统，采用多点针阀式浇口，以保证填充平衡和良好外观。若采用冷流道，鉴于塑件为壳体，可采用中心直接浇口或盘形浇口，但浇口去除痕迹大；或采用多点潜伏式浇口，外观好且能自动切断。（4）冷却系统设计注意事项：①均衡性：型芯和型腔的冷