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）模具类经典试题及答案

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）模具类经典试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1.5分，共30分。在每小题给出的四个备选项中，只有一个是符合题目要求的。）1.在塑料注塑模具中，直接影响塑件外观质量及尺寸精度，且是模具设计首要环节的是（）。A.浇注系统设计B.分型面选择C.冷却系统设计D.脱模机构设计【答案】B【解析】分型面是模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分离接触面。分型面的选择直接关系到塑件的脱模方法、外观质量（如飞边位置）、尺寸精度以及模具的整体结构复杂性。通常在模具设计中，分型面的选择是首要考虑的环节。2.对于深腔且侧壁带有凹槽的复杂工业产品外壳，最适合采用的侧向抽芯机构是（）。A.斜导柱分型抽芯机构B.斜滑块分型抽芯机构C.齿轮齿条抽芯机构D.液压抽芯机构【答案】A【解析】斜导柱分型抽芯机构结构紧凑、制造方便、动作准确可靠，广泛应用于侧向抽芯力要求中等、抽芯距不是特别大的场合。对于深腔复杂外壳，斜导柱配合楔紧块能够提供足够的锁模力，防止注塑时型芯偏移。3.在冲压模具设计中，合理选择搭边值的主要目的是（）。A.节约金属材料，降低成本B.提高冲裁速度C.保证冲裁件断面质量和模具寿命D.减小冲裁力【答案】C【解析】搭边是指排样图中相邻冲裁件之间的材料。虽然过大的搭边浪费材料，但搭边过小会导致冲裁时材料发生翘曲，应力集中，不仅影响冲裁件的断面质量，还会急剧降低模具寿命，甚至损坏模具刃口。因此，其首要目的是保证质量和模具寿命。4.工业设计注塑件中，为了减少塑件翘曲变形，以下哪种加强筋布置方式最为合理？（）A.厚度方向均匀布置，且厚度为主壁厚的2/3B.厚度与主壁厚相同，密集布置C.厚度为主壁厚的1/2，布置在非受力区D.厚度为主壁厚的1/3，交叉网格布置【答案】A【解析】加强筋的厚度一般应取塑件主壁厚的50%~80%，通常取2/3。若厚度等于或大于主壁厚，会导致塑件在加强筋根部出现缩水凹陷；若过薄则起不到加强作用。均匀布置有助于应力分布均匀，减少翘曲变形。5.在压铸模具设计中，为了有利于金属液充满型腔并减少气孔缺陷，直浇道截面积与内浇道截面积的关系通常是（）。A.直浇道截面积小于内浇道截面积B.直浇道截面积等于内浇道截面积C.直浇道截面积大于内浇道截面积D.两者面积无直接关联【答案】C【解析】在压铸模设计中，为了确保金属液在充满型腔前不致产生负压，并有利于型腔内气体的排出，通常要求直浇道、横浇道、内浇道的截面积依次递减，即直浇道截面积大于内浇道截面积。6.聚碳酸酯（PC）材料在注塑成型时，由于分子链刚性大，容易产生内应力。为消除内应力，塑件出模后通常需进行（）。A.退火处理B.调湿处理C.淬火处理D.表面抛光处理【答案】A【解析】聚碳酸酯（PC）分子链刚性大，成型后易残留内应力，导致后续使用中发生应力开裂。退火处理是将塑件加热到玻璃化温度以下某一温度并保温一段时间，然后缓慢冷却，以消除或减小内应力。7.模具型腔数控加工完成后，需要进行抛光处理。对于表面粗糙度要求极高（如镜面）的透明塑件模具，常采用的抛光方式是（）。A.机械抛光B.化学抛光C.电解抛光D.超声波抛光【答案】D【解析】超声波抛光利用超声波能量驱动磨料悬浮液冲击加工表面，适用于窄槽、深腔及复杂曲面，且不会引起工件表面硬化或热变形，是获取镜面级别透明塑件模具型腔的常用高级抛光方法。8.在模具材料选择中，对于生产批量大、要求高耐磨性的注塑模具型芯，最适宜选用的钢材是（）。A.45钢B.P20C.718HD.H13【答案】C【解析】718H是预硬化塑料模具钢，硬度均匀，抛光性能好，适合制造大批量生产的高质量注塑模具。45钢通常用于模架或低要求模具；P20适用于一般要求；H13属于热作模具钢，主要用于压铸模具。9.在注塑模具的冷却系统中，为提高冷却效率并使型腔温度均匀，水路布置应遵循的原则是（）。A.水孔离型腔表面越远越好B.水孔直径越大越好，无需考虑水流量C.进出水口温差应控制在5℃以内D.尽量避免采用隔水片式水路【答案】C【解析】在模具冷却设计中，进出水口温差应尽量小，一般精密模具控制在2℃以内，普通模具控制在5℃以内，以保证型腔温度均匀，减少塑件翘曲。水孔离型腔过远冷却效率低，过近则影响模具强度。10.工业设计中常用到“拔模斜度”。在没有特殊要求的塑件外表面，标准的拔模斜度一般取（）。A.0°~0.5°B.1°~1.5°C.3°~5°D.5°~10°【答案】B【解析】塑件外表面的拔模斜度一般取1°~1.5°，这样既能保证顺利脱模，又不会对外观造成明显影响。如果是蚀纹表面，斜度需根据蚀纹深度相应增大至2°~3°甚至更大。11.在冲裁模设计中，冲裁间隙对冲裁件质量有决定性影响。当冲裁间隙过大时，冲裁件的断面特征是（）。A.断面光亮带变宽，毛刺变长B.断面剪切带变窄，塌角增大，毛刺变长C.断面出现双光亮带，毛刺消失D.断面垂直度极高，无塌角【答案】B【解析】冲裁间隙过大时，材料被拉伸撕裂，导致塌角区增大，光亮带变窄，断裂带变宽且斜度变大，同时会产生较长的拉毛刺，严重影响冲裁件质量。12.在压铸件结构设计中，为了避免铸件产生缩孔和缩松，壁厚设计应遵循（）。A.尽量厚大，以增强强度B.厚薄均匀，过渡平缓C.局部极厚，便于补缩D.厚薄交替，增加美感【答案】B【解析】压铸件壁厚应尽量均匀，厚薄交界处应平滑过渡。壁厚不均会导致冷却速度不一致，产生内应力、变形，并在厚壁处形成热节，产生缩孔和缩松缺陷。13.在快速成型技术中，能够直接制造具有复杂内腔流道的随形冷却注塑模具镶件的技术是（）。A.熔融沉积成型（FDM）B.立体光固化成型（SLA）C.选择性激光熔化（SLM）D.分层实体制造（LOM）【答案】C【解析】SLM（选择性激光熔化）技术利用金属粉末直接烧结成型，能够制造传统机加工无法完成的复杂内部结构，如注塑模具中的随形冷却水路，大幅提高冷却效率。14.在模具制造中，使用线切割加工模具型腔时，若采用多次切割工艺，其主要目的是（）。A.提高切割速度B.减小表面粗糙度，消除表面变质层C.增加加工厚度D.节省钼丝【答案】B【解析】线切割多次切割工艺（如切割中留下少量余量进行精修）可以有效改善表面粗糙度，提高尺寸精度，同时减轻放电加工产生的表面显微裂纹和热影响变质层。15.在模具顶出机构中，为了防止顶针在长期受热受力下卡死，顶针与型芯固定孔的配合长度一般取顶针直径的（）。A.1~2倍B.3~4倍C.5~6倍D.任意长度均可【答案】B【解析】顶针与固定孔的配合长度一般取顶针直径的3~4倍（通常不小于15mm），以保证顶针运动平稳，防止其偏移卡死，同时减少加工难度和摩擦热。16.在设计塑料齿轮注塑模具时，为了保证齿轮的啮合精度，以下哪种结构设计是正确的？（）A.采用点浇口进料，且布置在齿轮中心B.采用直浇口进料，布置在齿轮齿面上C.多点进料，对称布置在分度圆附近D.无需考虑浇口位置，只要充满型腔即可【答案】C【解析】塑料齿轮对尺寸精度要求极高。采用多点进料且对称布置在分度圆附近，可以减少熔接痕对齿轮强度的影响，并保证熔体流动的对称性，减小齿轮的椭圆变形。17.模具在工作过程中，由于反复承受冲击载荷和摩擦，其失效形式往往表现为疲劳磨损。以下能够有效提高模具疲劳寿命的表面处理工艺是（）。A.渗氮处理B.镀铬处理C.发黑处理D.喷砂处理【答案】A【解析】渗氮处理可以在模具表面形成高硬度的氮化物层，提高耐磨性和疲劳强度，同时渗氮温度较低，工件变形小，是提高模具疲劳寿命的常用方法。18.在双色注塑模具设计中，硬胶（如ABS）与软胶（如TPE）结合时，为获得良好的结合力，通常的做法是（）。A.先注软胶后注硬胶B.硬胶表面设计凹槽或穿孔，增加机械互锁C.两种胶料分型面完全隔离D.提高软胶的注塑温度至分解点【答案】B【解析】为了增加硬胶和软胶之间的结合力，通常在硬胶表面设计凹槽、通孔或增加表面粗糙度，利用机械互锁原理，使得软胶注入后能牢固地镶嵌在硬胶上，防止脱落。19.气辅注塑成型技术在工业设计中的应用日益广泛，其主要优点不包括（）。A.消除缩水凹陷B.减轻制品重量C.降低注塑压力D.提高制品透明度【答案】D【解析】气辅注塑通过在厚壁处形成中空气道，消除缩水凹陷，减轻重量，降低锁模力。但由于气体在内部形成空腔，光线在制品内部会发生折射和散射，因此不适用于高透明度要求的制品。20.模具的排气系统对于防止塑件产生气泡和烧焦至关重要。以下不属于模具排气方式的是（）。A.分型面排气槽B.推杆配合间隙排气C.镶件配合间隙排气D.增大浇口截面积【答案】D【解析】增大浇口截面积可以改善熔体流动，但无法解决型腔末端气体滞留的问题。排气主要通过分型面间隙、推杆间隙、镶件间隙以及专门的排气槽或排气针来实现。二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个备选项中，至少有两个是符合题目要求的，错选、多选、少选或未选均不得分。）1.在注塑模具设计阶段，进行模流分析（CAE）的主要目的包括（）。A.预测熔体充模时的流动状态及可能产生的熔接痕位置B.优化浇口位置和数量C.预测塑件的翘曲变形趋势及冷却时间D.计算模具的制造成本【答案】A,B,C【解析】模流分析主要用于分析塑料在模具型腔内的流动、保压、冷却过程，预测潜在的缺陷（如熔接痕、气泡、翘曲变形等），并优化浇注系统和冷却系统。模具制造成本计算属于经济评估范畴，不属于模流分析的技术目的。2.影响塑件尺寸收缩率的因素众多，以下会导致塑件实际收缩率增大的有（）。A.注射成型时提高熔体温度B.增加注射保压压力C.延长冷却时间D.增加塑件壁厚【答案】A,D【解析】提高熔体温度会使塑料分子链更易卷曲和松弛，导致收缩率增大；增加壁厚会使得内部冷却更慢，结晶度增加，收缩率变大。相反，增加保压压力可以压实塑件，减小收缩；延长冷却时间可以使塑件充分固化，脱模后收缩减小。3.冲压弯曲件常发生回弹现象，影响回弹的主要因素包括（）。A.材料的屈服强度B.弯曲半径与板厚的比值C.模具间隙D.弯曲件的展开长度【答案】A,B,C【解析】材料的屈服强度越高，回弹越大；相对弯曲半径越大，变形程度越小，回弹越大；模具间隙过大，材料处于自由弯曲状态，回弹增大。展开长度本身不直接影响回弹大小，只影响材料消耗。4.在压铸模具设计中，设计排气溢流系统的作用是（）。A.排出型腔内的气体和冷金属B.提高压铸件的致密度C.改善充填条件，减少流痕和冷隔D.降低型腔内压力，保护模具【答案】A,C【解析】溢流槽和排气槽的主要作用是收集前沿的冷金属和排出型腔内气体，从而改善充填条件，减少铸件冷隔、流痕和气孔缺陷。它不能直接提高致密度，也不能降低型腔内的正常工作压力。5.模具制造中常用的特种加工技术有（）。A.电火花成型加工（EDM）B.数控铣削加工（CNC）C.数控线切割加工（WEDM）D.电化学加工（ECM）【答案】A,C,D【解析】特种加工是指不利用机械能切除材料，而是利用电能、热能、化学能等进行加工的方法。电火花加工、线切割加工和电化学加工均属于特种加工。数控铣削加工属于传统的机械加工范畴。6.在工业产品设计中，应用嵌件注塑工艺的优点有（）。A.提高塑件局部的强度和刚度B.实现塑件与金属件的导电或导热连接C.增加设计的灵活性，满足不同功能需求D.降低模具的复杂程度和制造成本【答案】A,B,C【解析】嵌件注塑可以在塑料件内部嵌入金属或其他材质，增加局部强度，实现导电、导通等功能，提高设计灵活性。但嵌件的存在往往使得模具结构复杂化（如需要固定嵌件的机构），并且增加了生产工序，导致制造成本上升。7.设计注塑模具的侧向抽芯机构时，为了保证安全可靠，必须计算或校核的项目有（）。A.抽芯距B.抽拔力C.斜导柱的直径和弯曲强度D.锁紧块的楔紧角【答案】A,B,C,D【解析】抽芯距决定了侧型芯能否完全脱离塑件；抽拔力用于确定斜导柱受力大小；斜导柱的直径和强度需满足弯曲受力要求；锁紧块的楔紧角必须大于斜导柱的斜角，以防止注塑时侧型芯后退。8.薄板拉深成型中，为了防止拉深件起皱，通常采取的措施有（）。A.采用压边圈B.增大拉深间隙C.增大凸模圆角半径D.减小压边力【答案】A,C【解析】采用压边圈是防止拉深起皱最有效的方法；增大凸模圆角半径有利于材料流动，减少局部应力集中。增大拉深间隙会导致材料处于悬空状态，更容易起皱；压边力太小则无法压紧材料，同样导致起皱。9.模具表面精饰加工在工业设计中的重要作用包括（）。A.提高塑件的表面装饰效果，如咬花、晒纹B.增加模具型腔表面的耐磨性C.掩盖由于加工或材料产生的微小缺陷D.改变塑件的尺寸公差等级【答案】A,B,C【解析】模具表面处理如蚀纹可以美化外观，增加模具硬度和耐磨性，同时也能掩盖细微的加工刀痕或缺陷。但表面精饰通常不改变塑件的基础尺寸公差等级，甚至有些纹理会导致边缘尺寸微小变化，需在设计时提前补偿。10.智能注塑模具与普通模具相比，其典型的智能化特征体现在（）。A.模具内部集成了温度、压力传感器B.具有随形冷却系统以实现热平衡控制C.模具能够自动清理型腔废料D.通过数据反馈实现注塑工艺参数的自适应调整【答案】A,B,D【解析】智能注塑模具通过集成传感器实时监测型腔内的温度和压力，结合随形冷却技术实现精确的热平衡控制，并将数据反馈给注塑机以自适应调整参数，实现质量闭环控制。自动清理废料不属于模具本身的常规智能定义范畴。三、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。）1.在注塑成型工艺中，温度控制包括料筒温度、喷嘴温度和______温度。【答案】模具【解析】注塑成型中的温度控制主要指料筒温度、喷嘴温度和模具温度，三者共同决定了塑料的塑化质量和冷却定型过程。2.冲压模具中，用于确定毛坯在模具中正确位置的装置称为______。【答案】定位装置【解析】定位装置（如挡料销、导正销等）的作用是保证毛坯在冲压工序中处于正确的位置，保证冲压件尺寸精度和搭边均匀。3.塑件的脱模斜度与塑料的收缩率有关，一般来说，塑料收缩率越大，所需的脱模斜度______。【答案】越大【解析】收缩率大的塑料在冷却时对型芯的包紧力更大，因此需要更大的脱模斜度以减小脱模阻力，防止塑件表面拉伤。4.在压铸成型中，常采用的运动方式有______压铸和全立式压铸。【答案】卧式冷室【解析】压铸机按结构分为热室压铸机和冷室压铸机。工业中由于铝合金等高熔点合金广泛使用，卧式冷室压铸是最常见的运动形式。5.模具电火花加工中，影响加工速度和表面粗糙度的主要参数是______和脉冲宽度。【答案】峰值电流【解析】电火花加工中，峰值电流和脉冲宽度决定单个脉冲的放电能量，直接影响材料去除率（加工速度）和加工表面的粗糙度。6.设计注塑模具的分流道时，从压力传递和热量损失角度考虑，截面形状最优的是______形。【答案】圆【解析】圆形截面分流道的表面积与体积之比最小，即比表面积最小，因此热量散失最少，压力损失最小，是最理想的分流道截面。7.钣金件弯曲成型时，为了防止材料开裂，弯曲件的弯曲线应与板料的纤维方向尽量______。【答案】垂直【解析】在轧制板材时，金属晶粒沿轧制方向形成纤维组织，该方向强度较高且易产生裂纹。弯曲时若弯曲线与纤维方向垂直，可最大程度避免弯曲区外侧开裂。8.在双色注塑模具中，为防止第二次注塑时熔体溢出，在硬胶半成品边缘通常设计有______。【答案】止口（或隔料槽/密封面）【解析】第二次注塑软胶时，硬胶件作为嵌件置于型腔中，为了防止软胶熔体渗入硬胶不该覆盖的区域或分型面，需设计密封止口或隔料槽。9.塑料件壁厚设计应尽量均匀，如必须存在厚薄交接处，应采用______过渡。【答案】斜角（或圆弧/缓慢）【解析】厚薄不均会导致冷却收缩不一致，产生内应力和翘曲。采用斜角或圆弧缓慢过渡可以缓解厚度突变引起的应力集中。10.模具钢在热处理过程中，淬火后必须立即进行______，以消除淬火内应力，防止模具开裂。【答案】回火【解析】淬火后模具钢内部存在极大的热应力和组织应力，必须立即进行回火处理，以降低脆性、消除内应力、稳定组织和尺寸，防止变形和开裂。四、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”。）1.在注塑模具设计中，为了降低模具制造成本，应尽可能减少镶件的使用，整体型腔优于组合型腔。（）【答案】×【解析】虽然整体型腔成本低，但在实际应用中，对于深腔、易损部位或具有复杂内部形状的型腔，必须采用镶件结构。这不仅是为了加工可行性，也是为了便于维修更换和排气。2.在注塑成型过程中，注射压力越高，塑件的密度越大，质量越好，因此应尽量采用高压注塑。（）【答案】×【解析】注射压力过高会导致塑件产生飞边、内应力增大、甚至顶白或脱模困难。合理的注射压力应根据材料特性、模具结构和塑件要求综合确定。3.拉深模的凸模圆角半径越大，拉深时材料越容易流动，但容易引起拉深件底部变薄甚至破裂。（）【答案】×【解析】凸模圆角半径过小会导致材料在底部过渡处严重变薄甚至破裂；增大凸模圆角半径可以改善材料流动，减少变薄现象，但过大可能导致底部起皱。4.在模具数控加工中，球头铣刀加工曲面时，切削速度随刀具接触点位置的变化而变化，在刀尖处切削速度最大。（）【答案】×【解析】球头铣刀在切削曲面时，刀尖处的线速度实际为零（因为半径为零），这是球头刀加工表面质量较差的刀尖“零速切削”现象，切削速度在刀具最大直径处最大。5.聚甲醛（POM）在注塑成型时，由于其流动性好且容易产生热分解，模具应设置冷料穴以防止冷料进入型腔。（）【答案】√【解析】POM是典型的易流涎材料，且热稳定性差。设置冷料穴可以有效收集喷嘴前端的冷料，防止其堵塞浇口或进入型腔影响塑件质量。6.冲裁模的合理间隙是一个固定不变的数值，只要材料相同，无论厚度多少，间隙均相同。（）【答案】×【解析】冲裁模的合理间隙与材料的性质和厚度密切相关。同种材料，厚度越大，所需的冲裁间隙（绝对值）越大。7.压铸模具的成型零件工作温度应保持在一定的范围内，若模温过低，易产生冷隔和裂纹；若模温过高，则会导致铸件粘模或变形。（）【答案】√【解析】压铸模温是影响铸件质量的关键工艺参数。模温过低会导致金属液流动性下降，产生冷隔、流痕；模温过高会导致脱模困难、粘模、变形及模具寿命下降。8.在工业设计中，为了美观，可以随意增加塑件的表面光泽度要求，无需考虑模具加工难度。（）【答案】×【解析】极高表面光泽度要求模具型腔表面达到镜面抛光级别，这不仅要求使用高性能的镜面模具钢，还极大地增加了抛光工时和加工成本，设计时必须在美观与成本之间权衡。9.对于深腔圆筒形塑件，采用推件板推出机构比采用推杆推出机构更不易使塑件变形。（）【答案】√【解析】推件板推出机构能够提供均匀分布的推出力作用在塑件整个周边，受力平衡，不易引起塑件变形，特别适用于深腔、薄壁圆筒形塑件的脱模。10.在弯曲件的回弹控制中，增加弯曲件变形部分的校整力是减少回弹的有效方法之一。（）【答案】√【解析】在弯曲工序终了时增加校整力，使材料在变形区受到强烈的压应力作用，产生一定的塑性变形，可以有效克服残余应力引起的回弹。五、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。）1.简述塑料产品设计中加强筋的作用，并说明在设计加强筋时为避免表面缩水凹陷应遵循的原则。【答案与解析】（1）作用：加强筋能够在不增加产品整体壁厚的情况下，有效提高塑件的强度和刚度，防止塑件在受力或受热时发生翘曲变形（2分）。（2）设计原则（3分）：为了避免塑件在加强筋与主壁厚交接处产生缩水凹陷，设计时应遵循以下原则：①加强筋的厚度应小于主壁厚，通常取主壁厚的50%~70%（最常用为2/3）。②加强筋的高度不宜过高，一般不超过主壁厚的3~5倍，过高反而影响充模且易困气。③加强筋的根部应设计圆角过渡，以减小应力集中，但圆角半径不宜过大，一般取0.3~0.5倍的主壁厚。④若加强筋厚度必须接近主壁厚，应在加强筋正对的主壁厚外表面设计装饰纹理或微凸起，以掩盖可能产生的缩水凹陷。2.简述在冲压模具设计中，排样设计的重要性及搭边的作用。【答案与解析】（1）排样设计的重要性（2.5分）：排样设计是冲压工艺及模具设计的重要环节，它直接决定了材料的利用率，进而影响产品的制造成本。合理的排样还能简化模具结构，减少冲压工序，提高生产效率和模具寿命，确保冲裁件的断面质量。（2）搭边的作用（2.5分）：搭边是排样中冲裁件之间及冲裁件与条料边缘之间的余料。其主要作用包括：①保证冲裁时材料的刚性，便于送料和定位。②补偿条料在送进过程中的定位误差，保证冲出完整的工件。③防止冲裁时材料边缘发生翘曲变形，避免模具刃口受损，保证断面质量。3.在注塑模具中，采用热流道系统的优缺点各是什么？【答案与解析】（1）优点（3分）：①节约原材料：无冷凝料把，避免了回料回收利用带来的性能下降和人工分拣成本。②缩短成型周期：无需等待流道冷却固化，开模只需顶出塑件，提高了生产效率。③降低注塑压力：熔体在热流道内保持熔融状态，压力损失小，有利于长流程和薄壁件的充模。④减少塑件缺陷：消除了流道冷料产生的内应力，有利于塑件尺寸稳定，减少翘曲变形。（2）缺点（2分）：①模具结构复杂，制造成本高：需要配备专门的温控系统、加热元件及复杂的流道板结构。②对操作要求高：开机调试需要加热升温过程，若温控失灵易导致塑料降解烧焦。③维护成本高：热流道组件易损，且在模具内维修拆卸困难。4.模具工业设计中，塑料产品壁厚设计如果不均匀会带来哪些成型缺陷？请列举并简述原因。【答案与解析】壁厚不均主要带来以下缺陷（5分）：①翘曲变形：壁厚不同导致冷却速度不一致，薄壁处先冷却固化，厚壁处后冷却收缩，由于收缩率差异和内应力作用，导致塑件脱模后产生翘曲。②缩水凹陷（缩孔）：在厚壁区域，外层先冷却固化，内部熔体后冷却收缩时得不到保压补充，导致内部形成缩孔，表面形成凹陷。③表面流痕和气泡：熔体从薄壁流向厚壁时，由于流动阻力变化，可能产生喷射或流动不稳，形成流痕；且厚壁处排气不良易产生气泡。④塑件内应力开裂：厚薄交界处由于冷却速率差异大，容易产生应力集中，在使用或受环境溶剂影响时易发生开裂。六、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分。使用标准的LaTex公式进行计算与表达。）1.某工业产品外壳采用一模两腔的对称注塑模具进行生产。已知单个塑件在分型面上的投影面积为，浇注系统（流道和浇口）在分型面上的投影面积为。所选用的塑料材料为聚丙烯（PP），其成型时的型腔平均压力估算为30MPa。为安全起见，需将计算出的锁模力增加20【答案与解析】（1）计算总投影面积：总投影面积包括塑件投影面积和浇注系统投影面积。（2）计算理论锁模力：型腔平均压力。（3）计算实际所需额定锁模力：考虑20的安全系数k=将单位转换为千牛（kN）：因此，该模具所需注塑机的额定锁模力为972.0k2.在冲压模具设计中，需加工一厚度t=2mm的Q235钢板弯曲件。已知该弯曲件中心层的弯曲内半径R=4mm，弯曲角α=。在直边部分，已知两直边的长度分别为=30mm，=40mm【答案与解析】（1）计算中性层半径ρ：中性层在弯曲过程中长度保持不变。根据中性层位置经验公式：ρρ（2）将弯曲角α转换为弧度：αα（3）计算圆弧部分展开长度：（4）计算毛坯总展开长度：总展开长度等于两直边长度加上圆弧部分展开长度。结果保留两位小数：因此，该弯曲件毛坯的总展开长度为77.23mm。七、综合设计分析题（本大题共2小题，每小题20分，共40分。）1.随着智能穿戴设备的普及，某公司计划开发一款具有心率监测功能的高端正品级智能运动手表外壳。壳体材料要求选用聚碳酸酯（PC）以获得高抗冲击性；同时，为了提升外观质感，手表正面需实现全曲面玻璃与塑料边框的无缝融合（双色注塑或包覆成型）。请结合工业设计原则与模具工程知识，分析并回答以下问题：（1）在模具结构设计上，为满足PC材料注塑成型的要求并保证外观无缺陷，在浇注系统和排气系统设计上应采取哪些具体措施？（2）为实现PC边框与曲面玻璃的紧密结合，模具设计应采用“嵌件注塑”工艺。详细阐述嵌件注塑工艺在实施过程中的技术难点及对应的模具设计解决方案。（3）针对PC材料在厚薄交接处易产生缩水凹陷的问题，在设计该手表外壳截面结构时，应如何进行优化设计？【答案与解析】（1）浇注系统与排气系统设计措施（8分）：①浇注系统设计：PC材料熔体粘度大、流动性较差，且对剪切敏感。浇口设计应尽量大，推荐采用侧浇口或直接点浇口且需加大进胶点截面积，以减少充模阻力和压力损失。流道设计应粗而短，截面推荐采用圆形或梯形流道，以减少热量散失。必须设计冷料穴，防止前端冷料堵塞浇口或进入型腔造成冷料斑。②排气系统设计：PC材料流动性差，充模时型腔内气体若排不出极易造成烧焦、气蚀和缺胶。由于外观要求高，不能在分型面直接开大排气槽，应在型腔周边镶件配合处、顶针配合间隙及深骨位处设置深度为0.01∼（2）嵌件注塑的技术难点及模具解决方案（8分）：①技术难点：玻璃嵌件在高温高压的PC熔体冲刷下易发生破裂或位移；玻璃与PC的线膨胀系数差异可能导致冷却后产生剥离或内应力。②模具设计解决方案：定位与固定：模具型腔必须设计高精度的定位结构（如侧面定位销或台阶面）固定玻璃嵌件，防止注塑时高压冲击导致位移。防压结构：合模时模具的压紧面不能直接硬接触玻璃，应设计柔性缓冲层（如耐高温硅胶垫）或预留微小间隙，利用合模力压紧非受力区。温度控制：模具需配备精确的温控系统，适当提高模具温度，减小熔体与玻璃间的温差，降低热冲击造成的破裂风险及内应力。进胶点选择：浇口位置应避开玻璃边缘直接冲刷区，熔体应顺着型腔壁平缓推进。（3）截面结构优化设计（4分）：PC材料收缩率较小但流动性差，壁厚不均极易缩水。优化方案：手表外壳截面设计应遵循壁厚均匀原则。若局部结构必须增厚，应采用斜角或大圆角缓慢过渡，斜度一般不大于。在