2026年模具设计与制造基础技能试题及答案

2026年模具设计与制造基础技能试题及答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.塑料注射模具设计中，分型面选择的首要基本原则是下列哪一项A.保证塑件外观质量无损伤B.保证塑件尺寸精度和使用性能要求C.便于脱模取出塑件D.简化模具加工制造难度2.碳纤维增强树脂基复合材料热压成型模具设计中，控制模具型面精度最核心的影响因素是A.模具材料的拉伸强度B.模具材料的热膨胀系数C.模具的表面粗糙度D.模具的加工余量3.数控铣削加工模具型腔时，下列哪种刀具适合加工大深度窄槽特征A.平底铣刀B.球头铣刀C.深沟圆鼻铣刀D.牛头刨刀4.注射模冷却系统设计中，冷却水道中心到型腔壁的距离通常为水道直径的多少倍A.0.5-1倍B.1-2倍C.2-3倍D.3-4倍5.采用电火花加工模具钢型腔时，下列哪种加工极性下电极损耗最小A.正极性加工B.负极性加工C.交变极性加工D.粗加工正极、精加工负极6.逆向工程设计复杂模具时，采集得到点云数据后第一步处理工序是A.特征提取B.噪声点剔除C.曲面重构D.坐标对齐7.冷冲裁加工中，冲裁件断面的光亮带所占比例越大，说明下列哪种情况A.模具间隙越大B.模具间隙越小C.材料塑性越好D.材料硬度越高8.下列哪种模具钢材适合制作要求高抛光性能的大型塑料模具型腔A.Cr12MoVB.P20C.DC53D.W18Cr4V9.注射成型设计中，下列关于浇口位置选择的说法，错误的是哪一项A.浇口优先设在塑件厚壁部位B.浇口优先设在塑件表观质量要求高的位置C.避免熔接痕出现在塑件功能受力区域D.减小熔体流长比，降低注射成型压力10.3D打印直接制造耐高温金属模具型芯时，下列哪种工艺适合成型带随形冷却水道的复杂金属型芯A.SLA光固化成型B.FDM熔融沉积成型C.SLM选择性激光熔化成型D.DLP数字光处理成型11.冷冲模设计中，弹性卸料板的凸模配合孔与凸模的配合关系通常为A.H7/f6间隙配合B.H7/k6过渡配合C.H7/s6过盈配合D.无配合要求，间隙大于1mm12.下列哪种失效形式是注塑模具型腔最常见的正常失效形式A.型腔断裂B.型腔表面磨损和腐蚀C.模具变形D.模具开裂13.注射成型工艺中，保压压力的主要作用是A.推动熔体充满型腔B.排出型腔内的空气C.补缩收缩，防止熔体倒流D.降低熔体温度14.采用线切割加工冷冲模凹模，下列哪种方法适合加工带斜度的凹模刃口A.快走丝线切割B.慢走丝线切割锥度加工C.多次切割快走丝D.电火花穿孔加工15.模具装配中，分型面之间的间隙要求不大于0.02mm，主要目的是A.防止注射成型过程中溢料B.便于模具打开C.降低加工难度D.提高冷却效率单项选择题答案：1.B2.B3.C4.B5.B6.B7.C8.B9.B10.C11.A12.B13.C14.B15.A二、多项选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分）1.现代模具设计阶段，针对注射成型开展的CAE仿真分析通常包括哪些内容A.熔体填充流动分析B.冷却收缩分析C.翘曲变形分析D.模具结构刚度强度分析E.模具全生命周期疲劳寿命分析2.冷冲模凸凹模初始间隙的选择原则，下列说法正确的有A.冲裁硬度高的材料，间隙值取偏大B.冲裁塑性好的软材料，间隙值取偏小C.要求冲裁件断面质量好时，间隙值取偏小D.要求冲裁件尺寸精度高时，间隙值取偏大E.冲裁厚板材料，间隙值取偏大3.数控铣削加工模具型腔，下列哪些工艺措施可以有效提高加工表面质量A.适当提高每齿进给量B.适当减小背吃刀量C.粗加工后增加半精加工、光刀工序D.选用切削刃锋利、跳动小的刀具E.加工过程中充分供应冷却润滑液4.注塑模脱模机构设计中，下列属于被动式自动脱模的方式有A.推杆推出脱模B.推管推出脱模C.定模开模后塑件靠自重自动脱落D.高压气流吹出脱模E.斜导柱抽芯后塑件自动脱落5.碳纤维复合材料热压成型模具制造中，常用的型面精加工工艺包括A.普通数控铣削B.高速铣削C.电火花成型加工D.喷砂修形E.手工刮研校正6.模具制造完成后，成品模具的质量检测内容通常包括A.零件尺寸精度检测B.型腔型面轮廓度检测C.模具零件硬度检测D.模具表面粗糙度检测E.装配间隙与配合精度检测7.相比传统模具，智能成型模具新增的核心功能特征包括A.型腔温度实时传感监测B.成型压力在线监测与反馈C.成型缺陷自诊断预警D.型腔尺寸自适应调整E.自动推出脱模8.模具日常维修中，针对型腔表面轻微磨损和划痕，可行的修复方法有A.激光熔覆修复B.氩弧焊堆焊修复C.电火花沉积修复D.环氧树脂粘接修复E.电镀加厚修复多项选择题答案：1.ABCD2.ABCE3.BCDE4.CE5.ABDE6.ABCDE7.ABCD8.ABCDE三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）1.所有注射模具都必须设置专门的推出脱模机构。2.冷冲模中，凸模的硬度通常设计为比凹模硬度高1-2HRC。3.高速铣削加工模具型腔时，切削速度越高，刀具磨损量越小。4.逆向工程技术只能用于已有产品的模具仿制，无法支持新产品的创新开发。5.注射模具浇口截面积越大，补缩效果越好，因此浇口设计越大越有利于成型质量。6.采用SLM工艺制造的随形冷却水道，可以显著缩短注射成型冷却时间，降低塑件翘曲变形量。7.模具热处理后产生的变形无法校正，只能报废处理。8.分型面选择时，为保证塑件的同轴度要求，通常将所有同轴度要求高的特征布置在模具同一侧。9.塑料模具选材只需要满足强度和硬度要求，不需要考虑抛光性能和耐腐蚀性能。10.热流道注射模具不需要去除冷凝料，可以有效降低原料损耗，缩短成型周期。判断题答案：1.×2.√3.×4.×5.×6.√7.×8.√9.×10.√四、简答题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）1.简述注塑模具随形冷却水道的设计原则，以及相比传统直孔冷却水道的应用优势。参考答案：随形冷却水道的设计原则主要包括四个方面：第一，冷却水道需要沿型腔轮廓走向布置，保证水道壁与型腔表面的距离均匀一致，通常将距离控制在10-15mm范围内，既避免距离过大导致冷却速率不足，也避免距离过小降低模具结构强度；第二，水道直径需要结合成型周期、模具导热系数和型腔大小选择，通常直径范围为6-12mm，过细会增大冷却水流动阻力、降低冷却效率，过粗会占用过多模具空间，影响型芯型腔结构强度；第三，水道转弯位置避免设计锐角，转弯半径不小于水道直径的2倍，减少流动阻力，同时水道接头位置需要避开模具安装和注射机合模干涉区域；第四，对于深腔型芯、复杂筋位、薄壁塑件等冷却难度大的结构，优先在温度最高的型芯内部设计随形冷却，解决传统冷却无法覆盖复杂区域的问题。相比传统直孔冷却水道的应用优势：一是冷却均匀性更好，传统直孔冷却只能沿直线布置，无法贴合复杂型腔轮廓，容易导致塑件不同区域冷却速率差异大，引发收缩不均和大翘曲变形，随形冷却可以贴合型腔轮廓，实现各区域均匀冷却，有效降低翘曲变形量，提升塑件尺寸精度；二是缩短成型周期，随形冷却可以快速带走型腔内部热量，冷却效率比传统直孔冷却提升30%-50%，能够有效缩短整体成型周期，提升生产效率；三是降低塑件残余应力，均匀冷却可以减少塑件内部的内应力分布差，改善塑件力学性能，降低成型后开裂和变形的风险。2.简述冲裁模凸凹模刃口尺寸计算的基本原则，说明为什么落料和冲孔工序需要选择不同的设计基准。参考答案：冲裁模凸凹模刃口尺寸计算的基本原则：第一，设计需要考虑模具长期使用的磨损影响，模具刃口在冲裁过程中会不断磨损，刃口尺寸会发生变化，因此计算时需要预留合理的磨损余量，保证模具在整个使用寿命周期内都能加工出符合尺寸要求的冲裁件；第二，需要根据冲裁件断面质量要求设计公差，冲裁件断面分为圆角带、光亮带、断裂带、毛刺四个区域，合格的冲裁件尺寸以光亮带的尺寸为准，刃口设计需要保证光亮带尺寸落在零件图纸公差范围内；第三，模具刃口的公差需要匹配冲裁件的精度要求，通常模具制造公差取冲裁件尺寸公差的1/3-1/4，既保证冲裁件合格率，也避免模具加工成本过高。落料和冲孔需要选择不同设计基准的核心原因是两种工序的尺寸决定因素和刃口磨损方向不同：落料工序的核心目的是得到冲裁件的外形尺寸，落料件的外形尺寸由凹模刃口尺寸决定，冲裁过程中凹模刃口磨损会导致刃口尺寸逐渐增大，因此设计落料模时需要以凹模为设计基准，将凹模刃口尺寸设计为落料件尺寸公差范围内的偏小值，预留足够的磨损余量，凸模刃口尺寸则按照凹模尺寸减去初始合理间隙得到。冲孔工序的核心目的是得到冲裁件的内孔尺寸，内孔尺寸由凸模刃口尺寸决定，凸模刃口磨损后尺寸会逐渐减小，因此设计冲孔模时需要以凸模为设计基准，将凸模刃口尺寸设计为冲孔件尺寸公差范围内的偏大值，预留磨损余量，凹模刃口尺寸则按照凸模尺寸加上初始合理间隙得到。因此两种工序的基准选择存在差异，本质是为了抵消模具磨损对尺寸精度的影响，延长模具使用寿命。3.简述高速铣削加工淬硬模具钢型腔的工艺特点。参考答案：高速铣削加工淬硬模具型腔相比传统普通铣削，有以下显著工艺特点：第一，加工效率更高，高速铣削的切削速度和进给速度远高于普通铣削，单位时间材料去除率更大，加工大型淬硬模具型腔的加工时间可以比普通铣削缩短60%以上；第二，加工表面质量更好，高速铣削加工时切削力小，切削振动小，加工后的表面粗糙度可以达到Ra0.8μm甚至Ra0.4μm以下，多数情况下可以省去后续电火花加工和手工抛光工序，不仅降低加工成本，还能缩短模具开发周期；第三，可以直接加工淬硬后的高硬度材料，高速铣削可以稳定加工硬度达到HRC60以上的淬硬模具钢，因此可以采用“先热处理淬硬，后加工型面”的工艺路线，避免了传统“先加工型面，后热处理”带来的热处理变形问题，大幅提高模具型面的尺寸精度；第四，刀具使用寿命更长，高速铣削通常采用小背吃刀量、小进给量的切削参数，刀具承受的切削载荷小，磨损更均匀，刀具寿命比普通铣削更高；第五，适合加工复杂薄壁型腔结构，高速铣削切削力小，加工过程中不会对薄壁结构产生过大的挤压变形，因此可以加工传统铣削无法完成的复杂薄壁模具特征，满足现代复杂塑件成型的需求。五、综合应用题（本大题共1小题，共12分）某汽车零部件企业需要开发一款壁厚2mm的聚丙烯材质汽车前保险杠注塑模具，塑件外形尺寸为1620mm×230mm×160mm，要求塑件外表面不得留下浇口痕迹，尺寸精度符合IT7级要求，单塑件成型周期要求不超过60s。请根据上述需求回答以下问题：（1）选择合适的浇口类型，并说明浇口位置布置的理由；（2）设计该模具的冷却系统方案；（3）说明该模具型腔和型芯的选材方案与加工工艺路线。参考答案：（1）浇口类型选择：选择多点热流道潜伏式浇口，浇口位置布置在塑件内侧的安装筋位上。理由如下：第一，该塑件为汽车外饰件，要求外表面无浇口痕迹，潜伏式浇口设置在塑件内侧的非外观区域，开模时浇口会自动拉断，不会在外表面留下浇口痕迹，完全满足外观质量要求；第二，该塑件长度超过1600mm，单浇口进胶会导致熔体流长比过大，注射压力过高，容易出现填充不足的缺陷，采用4-6个均匀布置的多点进胶，可以合理分配熔体流程，降低注射压力，保证熔体完整充满型腔；第三，采用热流道系统不需要去除冷凝料，既减少了原料损耗，也省去了取出凝料的时间，有助于满足成型周期不超过60s的要求；第四，浇口布置在内侧筋位上，即使产生熔接痕也会出现在非外观、非受力的安装区域，不会影响塑件的外观质量和使用性能。（2）冷却系统设计方案：第一，模具分为型腔侧和型芯侧，分别设置独立的冷却回路，型腔侧沿保险杠长度方向平行布置多条冷却水道，水道间距控制在3-5倍水道直径，水道中心到型腔壁的距离控制在1.5倍水道直径，保证型腔侧冷却均匀；第二，针对保险杠两端和浇口附近区域熔体温度高、热量大的特点，在这些区域加密冷却水道，提升局部冷却效率，避免局部过热引发收缩不均；第三，型芯侧存在大量凹凸安装筋位，传统直孔冷却无法贴合型芯轮廓，因此型芯采用带随形冷却水道的结构，通过SLM选择性激光熔化工艺直接一体成型随形冷却水道，保证所有筋位区域都能得到均匀冷却，降低型芯侧的冷却时间；第四，在冷却水道的进水口和出水口分别安装温度传感器，实时监测进出水温度，生产过程中可以根据温度变化自动调整冷却水流量，保证冷却过程的稳定性；第五，通过CAE仿真优化冷却回路布置，验证冷却效率，保证整个塑件可以在35s以内冷却到顶出温度，满足总成型周期不超过60s的要求。（3）选材与加工工艺路线：选材方案：该模具为大型注塑模具，要求高抛光性能、良好的刚度和尺寸稳定性，批量生产要求模具具有良好的耐磨性，因此型腔和型芯都选用预硬型塑料模具钢718H，预硬状态供应，硬度达到HRC32-35，不需要后续热处理，变形小，抛光性能好