2025年塑料模具設計員中級模擬題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.設計塑料模具時，分型面選擇的首要原則是（）。A.便于模具加工B.保證塑件外觀質量C.確保塑件能順利脫模D.減少模具零件數(shù)量答案：C解析：分型面的核心作用是為塑件脫模提供路徑，若無法順利脫模，其他設計均無意義。即使外觀或加工有優(yōu)勢，脫模優(yōu)先是基本原則。2.下列澆口類型中，最適合用于透明塑件且需避免熔接痕明顯的是（）。A.側澆口B.點澆口C.扇形澆口D.潛伏式澆口答案：C解析：扇形澆口通過擴展流道截面使熔體均勻分布，減少流速差異，能有效降低透明塑件的熔接痕和應力斑，適用于平板類透明件（如鏡片）。3.某塑件材料為PP（收縮率1.5%），尺寸標注為50±0.2mm（型腔成型尺寸），則模具型腔的理論設計尺寸應為（）。（公式：型腔尺寸=塑件尺寸×(1+S)）A.50.75mmB.50.5mmC.50.25mmD.50.15mm答案：A解析：PP收縮率取中間值1.5%，型腔尺寸=50×(1+1.5%)=50.75mm。需注意實際設計中需根據(jù)塑件結構（如加強筋、壁厚）調整收縮率補償值，但本題按理論公式計算。4.熱流道模具中，主流道末端與分流道的連接通常采用（）。A.絕熱板B.加熱圈C.澆口套D.熱嘴答案：D解析：熱流道系統(tǒng)通過熱嘴直接將熔體輸送至型腔，主流道末端與分流道的連接依賴熱嘴的精確溫控，避免熔體凝固。5.以下哪種模具零件屬于導向定位系統(tǒng)？（）A.推桿B.斜導柱C.導柱D.拉料桿答案：C解析：導柱與導套配合用于模具合模時的精準定位，屬于導向系統(tǒng)；斜導柱用于側抽芯，推桿和拉料桿屬于頂出系統(tǒng)。6.設計薄壁塑件（壁厚<1.5mm）的模具時，重點需考慮（）。A.增加冷卻水道直徑B.縮短注射時間C.提高熔體流動性D.減少頂出面積答案：C解析：薄壁塑件填充困難，需通過優(yōu)化澆口位置、增大流道截面或提高熔體溫度（但受材料限制）來提升流動性，避免缺料。7.某塑件表面出現(xiàn)“銀絲”缺陷，最可能的原因是（）。A.模具溫度過高B.材料含水分C.注射壓力不足D.冷卻時間過長答案：B解析：銀絲是熔體中的氣體（多為水分汽化）在充模時隨熔體流動形成的白色條紋，需通過材料干燥解決。8.下列模具材料中，適合制作高拋光鏡面型腔（如手機外殼）的是（）。A.45鋼B.P20預硬鋼C.S136不銹鋼D.H13熱作模具鋼答案：C解析：S136具有良好的耐腐蝕性和拋光性能，經淬火后硬度可達50HRC，適合透明或高光塑件的鏡面型腔；P20拋光性能次之，H13用于熱流道或高磨損場景。9.多型腔模具中，平衡式布局的主要目的是（）。A.減少模具尺寸B.保證各型腔填充一致C.降低加工成本D.便于頂出系統(tǒng)設計答案：B解析：平衡式布局通過等長、等截面的流道使各型腔同時充滿，避免因填充順序不同導致的尺寸差異或缺陷。10.注射成型時，保壓壓力一般為注射壓力的（）。A.10%-20%B.30%-60%C.70%-90%D.100%答案：B解析：保壓壓力過高會導致塑件內應力大、飛邊，過低則補縮不足，通常取注射壓力的30%-60%，具體需根據(jù)材料（如PC需較高保壓）調整。二、填空題（每空1分，共20分）1.塑料模具按成型工藝可分為注射模、壓縮模、______和______等。答案：壓注模；擠出模2.模具導向機構中，導柱的配合形式通常為______（填公差帶代號），導套的配合形式為______。答案：H7/f7；H7/g63.熱塑性塑料的收縮率分為______收縮率和______收縮率，實際模具設計中需采用______收縮率。答案：自由；受阻；受阻4.常見的側向抽芯機構有______、______、齒輪齒條抽芯和液壓抽芯等。答案：斜導柱抽芯；斜滑塊抽芯5.模具冷卻系統(tǒng)設計時，冷卻水道與型腔壁的距離一般取______mm，水道直徑常用______mm。答案：10-15；8-126.注射機的鎖模力需滿足______≥______×塑件及流道在分型面上的投影面積。答案：注射機額定鎖模力；型腔平均壓力7.潛伏式澆口的進澆位置通常設在塑件的______或______，以避免影響外觀。答案：筋位；柱位8.模具材料的熱處理工藝中，預硬處理一般在______（填“加工前”或“加工后”）進行，淬火+回火處理一般在______（填“粗加工”或“精加工”）后進行。答案：加工前；粗加工三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述分型面設計的主要原則。答案：（1）確保塑件順利脫模：分型面應設在塑件最大截面處，便于推出機構將塑件從型腔中頂出。（2）保證塑件外觀質量：避免分型面痕跡出現(xiàn)在塑件外表面（如高光面），優(yōu)先選擇在非外觀面或棱邊處。（3）簡化模具結構：盡量減少側向抽芯機構，若需抽芯，分型面應與抽芯方向一致，降低模具復雜度。（4）有利于排氣：分型面可作為熔體填充時的排氣通道，需確保分型面接觸部分密合，避免飛邊。（5）便于模具加工：分型面形狀應盡量簡單（如平面或小角度斜面），減少復雜曲面加工成本。2.分析點澆口的優(yōu)缺點及適用場景。答案：優(yōu)點：（1）澆口尺寸小，去除后殘留痕跡小，適合外觀要求高的塑件；（2）熔體通過點澆口時剪切速率高，流動性提升，可成型薄壁件；（3）多型腔模具中易實現(xiàn)平衡進料。缺點：（1）需增加三板式模具結構，模具成本高；（2）澆口凝料較長，材料浪費；（3）對材料敏感（如高粘度材料易堵塞）。適用場景：外觀要求高的小型塑件（如玩具、電子外殼）、透明塑件（減少熔接痕）、多型腔精密模具。3.模具冷卻系統(tǒng)設計需注意哪些問題？答案：（1）冷卻均勻性：水道應沿型腔輪廓均勻分布，避免局部過冷或過熱（如厚壁處增加水道密度）。（2）水流速度：冷卻水速需≥0.6m/s（湍流狀態(tài)），提高換熱效率，常用螺旋槽或擾流塞增強湍流。（3）水道與型腔距離：過近易導致型腔表面出現(xiàn)水痕（尤其透明件），過遠則冷卻效率低，一般取1-2倍水道直徑。（4）密封與防銹：水道接口需密封（O型圈），使用去離子水或防銹劑防止管路堵塞（紫銅管易氧化，可選不銹鋼管）。（5）與頂出系統(tǒng)干涉：冷卻水道需避開推桿、斜導柱等運動部件，避免加工時穿通。4.如何通過模具設計減少塑件的內應力？答案：（1）優(yōu)化澆口設計：采用扇形澆口或膜狀澆口，使熔體均勻填充，減少流速差異導致的取向應力；避免點澆口過長（增加剪切應力）。（2）控制收縮均勻性：壁厚設計盡量均勻（差異≤30%），避免突然變化；厚壁處設置冷料井或增加冷卻時間，防止收縮不均。（3）改善脫模條件：型芯表面拋光（Ra≤0.2μm），增加脫模斜度（一般0.5°-2°），減少脫模時的機械應力。（4）調整冷卻系統(tǒng)：降低模具溫差（控制在5℃以內），避免局部急冷（如使用溫水冷卻代替冷水），減少熱應力。（5）增設加強結構：在易變形部位（如長條形塑件）設計加強筋，或采用整體式型芯（減少拼接間隙引起的應力集中）。5.簡述斜導柱側向抽芯機構的設計要點。答案：（1）斜導柱角度：通常取15°-25°（最大不超過30°），角度過大則抽芯力不足，角度過小則抽芯距受限。（2）抽芯距計算：抽芯距=塑件側凹深度+2-3mm（安全距離），需確保側型芯完全脫離塑件。（3）導柱直徑：根據(jù)抽芯力（F=P×A×μ，P為型腔壓力，A為側型芯投影面積，μ為摩擦系數(shù)）計算，一般Φ16-Φ32mm。（4）滑塊定位：合模時需確?；瑝K復位準確，常用定位銷、彈簧或擋塊；開模時需防止滑塊因自重下滑，采用限位擋塊或拉桿。（5）配合精度：斜導柱與滑塊斜孔的配合為H8/f7，滑塊與導軌的配合為H7/f7，確保運動順暢無卡滯。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某公司需開發(fā)一款ABS材質的智能手表后殼（尺寸：45mm×35mm×8mm，壁厚1.2mm，背面有2個Φ2mm的側孔，深度3mm，表面要求無分型線痕跡），請完成以下模具設計分析：（1）確定分型面位置；（2）選擇澆口類型及位置；（3）設計側抽芯機構；（4）提出冷卻系統(tǒng)優(yōu)化方案。答案：（1）分型面位置：手表后殼為曲面結構，最大截面位于外邊緣（厚度8mm處），分型面應沿外輪廓的最大投影面設計為曲面分型，避免分型線出現(xiàn)在外表面（外表面為外觀面），側孔位于背面（非外觀面），可通過側向抽芯解決。（2）澆口類型及位置：選擇潛伏式澆口，進澆點設在背面的加強筋根部（非外觀面），避免澆口痕跡影響表面質量；澆口尺寸Φ0.8-1.0mm，長度2-3mm，確保自動切斷凝料，減少后加工。（3）側抽芯機構：側孔深度3mm，抽芯距=3+2=5mm，采用斜導柱抽芯機構。斜導柱角度取20°（兼顧抽芯力與距），導柱直徑Φ12mm（計算抽芯力：ABS型腔壓力約40MPa，側型芯投影面積=π×(2/2)2×3=9.42mm2，抽芯力F=40×9.42×0.3≈113N，Φ12導柱足夠）。滑塊采用T型導軌與模座配合，定位采用彈簧+限位擋塊，確保開模時滑塊停在正確位置。（4）冷卻系統(tǒng)優(yōu)化：壁厚1.2mm，冷卻需快速均勻。型腔板布置Φ8mm冷卻水道，沿外輪廓曲線分布（間距15mm），與型腔壁距離10mm；型芯板在側孔對應位置增設Φ6mm點冷井（深15mm），局部加強冷卻；采用循環(huán)溫水（水溫40-50℃），避免急冷導致的內應力；水道入口設置擾流塞，提高水流速度（≥0.8m/s），增強換熱效率。2.某塑件（材料PC，收縮率0.5%）成型后出現(xiàn)“翹曲”缺陷，經檢測尺寸收縮不均（長邊收縮0.6%，短邊收縮0.4%），請從模具設計角度分析可能原因及改進措施。答案：可能原因：（1）澆口位置不對稱：若澆口偏向長邊一側，熔體填充時長邊先接觸型腔壁，冷卻較慢，收縮量更大；短邊填充滯后，冷卻快，收縮量小，導致收縮不均。（2）冷卻系統(tǒng)不均：長邊冷卻水道間距過大（如20mm）或水溫較高（60℃），冷卻速率慢，收縮率增加；短邊水道間距?。?0mm）或水溫低（30℃），冷卻快，收縮率降低。（3）模具溫度差異：型芯與型腔溫差過大（如型芯50℃，型腔70℃），PC在型芯側（拉伸應力區(qū)）收縮更明顯，導致翹曲。（4）頂出不平衡：頂桿集中在長邊（3根），短邊僅1根，頂出時長邊受力大，塑件被強制變形，冷卻后殘留翹曲。改進措施：（1）調整澆口位置：采用中心澆口或對稱側澆口（如長邊兩側各設1個側澆口），使熔體對稱填充，減少流動取向差異。（2）優(yōu)化冷卻