2025年壓鑄模具工數(shù)字化技能考核試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪項(xiàng)是壓鑄模具數(shù)字化設(shè)計(jì)中常用的參數(shù)化建模軟件？A.AutoCAD2010B.SolidWorks2024C.PhotoshopCCD.Excel365答案：B2.在壓鑄生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測模具溫度的傳感器類型是？A.壓力傳感器B.紅外測溫傳感器C.位移傳感器D.濕度傳感器答案：B3.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與壓鑄設(shè)備互聯(lián)時(shí)，常用的通信協(xié)議是？A.ModbusTCP/IPB.HTTPC.SMTPD.FTP答案：A4.壓鑄模具數(shù)字化加工中，CAM軟件提供的G代碼主要控制以下哪類設(shè)備？A.三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）B.電火花成型機(jī)（EDM）C.數(shù)控銑床（CNC）D.激光打標(biāo)機(jī)答案：C5.某壓鑄模具設(shè)計(jì)中，需通過CAE模擬優(yōu)化澆道結(jié)構(gòu)，模擬軟件輸出的“充填時(shí)間”參數(shù)主要反映？A.金屬液在模具內(nèi)的流動(dòng)速度B.模具冷卻系統(tǒng)效率C.脫模力大小D.模具熱疲勞壽命答案：A6.壓鑄車間MES系統(tǒng)中，“設(shè)備OEE”指標(biāo)的計(jì)算不包含以下哪項(xiàng)？A.設(shè)備可用率B.生產(chǎn)合格率C.設(shè)備負(fù)載率D.性能開動(dòng)率答案：C7.數(shù)字化模具庫管理中，“一物一碼”通常采用的標(biāo)識(shí)技術(shù)是？A.二維碼或RFIDB.條形碼C.光學(xué)字符識(shí)別（OCR）D.藍(lán)牙信標(biāo)答案：A8.基于AI的壓鑄缺陷預(yù)測模型訓(xùn)練時(shí)，以下哪類數(shù)據(jù)不屬于關(guān)鍵輸入特征？A.模具預(yù)熱溫度B.操作員工齡C.壓射比壓D.涂料噴涂厚度答案：B9.5G技術(shù)在壓鑄設(shè)備互聯(lián)中的核心優(yōu)勢是？A.低功耗B.廣覆蓋C.高帶寬、低時(shí)延D.低成本答案：C10.壓鑄模具數(shù)字孿生體構(gòu)建時(shí)，需同步的物理層數(shù)據(jù)不包括？A.模具應(yīng)力分布B.設(shè)計(jì)圖紙版本C.冷卻水流量D.型腔磨損量答案：B11.數(shù)字化工藝文件管理中，PDF格式相比Word格式的主要優(yōu)勢是？A.可編輯性強(qiáng)B.跨平臺(tái)一致性高C.支持宏命令D.體積更小答案：B12.壓鑄設(shè)備智能診斷系統(tǒng)中，“振動(dòng)頻譜分析”主要用于檢測？A.液壓油污染度B.模具分型面貼合度C.機(jī)械部件磨損或松動(dòng)D.壓射缸密封性能答案：C13.工業(yè)機(jī)器人在壓鑄模具取件作業(yè)中，其定位精度主要依賴？A.視覺識(shí)別系統(tǒng)B.示教編程路徑C.力傳感器反饋D.編碼器精度答案：D14.壓鑄車間能源管理數(shù)字化平臺(tái)中，“峰谷電價(jià)”策略優(yōu)化的核心目標(biāo)是？A.提高模具壽命B.降低用電成本C.提升生產(chǎn)效率D.減少碳排放答案：B15.數(shù)字化模具維修記錄中，“MTTR”（平均修復(fù)時(shí)間）的計(jì)算需統(tǒng)計(jì)？A.模具總使用時(shí)間B.故障發(fā)生次數(shù)C.每次故障從停機(jī)到恢復(fù)的時(shí)間總和D.維修人員數(shù)量答案：C二、判斷題（每題1分，共10分）1.壓鑄模具數(shù)字化設(shè)計(jì)中，參數(shù)化建模允許通過修改關(guān)鍵參數(shù)自動(dòng)更新模型結(jié)構(gòu)。（）答案：√2.工業(yè)相機(jī)在模具表面缺陷檢測中，分辨率越高，檢測精度一定越好。（）答案：×（需結(jié)合檢測范圍和算法，過高分辨率可能導(dǎo)致計(jì)算延遲）3.壓鑄生產(chǎn)數(shù)據(jù)需全部存儲(chǔ)至本地服務(wù)器，禁止上傳至云端以避免數(shù)據(jù)泄露。（）答案：×（敏感數(shù)據(jù)可加密上傳至私有云，云端存儲(chǔ)利于跨部門協(xié)同分析）4.CAE模擬中，“網(wǎng)格劃分”越細(xì)，計(jì)算結(jié)果越準(zhǔn)確，但計(jì)算時(shí)間越長。（）答案：√5.壓鑄設(shè)備的PLC程序可通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)遠(yuǎn)程修改，無需物理接觸設(shè)備。（）答案：√（需通過安全認(rèn)證和權(quán)限控制）6.數(shù)字化模具庫中，“借用記錄”只需記錄模具編號(hào)，無需關(guān)聯(lián)生產(chǎn)訂單。（）答案：×（需關(guān)聯(lián)訂單以追溯模具使用場景）7.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的壓鑄工藝優(yōu)化模型，訓(xùn)練數(shù)據(jù)量越大，模型泛化能力一定越強(qiáng)。（）答案：×（需保證數(shù)據(jù)多樣性和質(zhì)量，低質(zhì)量數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致過擬合）8.5G網(wǎng)關(guān)與壓鑄設(shè)備連接時(shí)，需統(tǒng)一設(shè)備的通信協(xié)議（如OPCUA）以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互認(rèn)。（）答案：√9.數(shù)字孿生體可實(shí)時(shí)反映模具的物理狀態(tài)，但無法預(yù)測未來磨損趨勢。（）答案：×（結(jié)合預(yù)測算法可實(shí)現(xiàn)磨損趨勢預(yù)測）10.壓鑄車間電子看板需實(shí)時(shí)顯示OEE、合格率等關(guān)鍵指標(biāo)，無需展示設(shè)備報(bào)警信息。（）答案：×（報(bào)警信息需同步顯示以快速響應(yīng)）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述壓鑄模具數(shù)字化設(shè)計(jì)中“Top-Down”設(shè)計(jì)方法的實(shí)施步驟。答案：①定義產(chǎn)品功能需求與設(shè)計(jì)約束（如尺寸、材料、生產(chǎn)效率）；②建立頂層骨架模型，確定模具總體布局（分型面、澆道、冷卻系統(tǒng)位置）；③基于骨架模型向下傳遞參數(shù)，驅(qū)動(dòng)各組件（動(dòng)模、定模、滑塊等）的詳細(xì)設(shè)計(jì)；④通過關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)檢查組件間干涉，同步更新修改；⑤輸出3D模型及BOM表，用于后續(xù)CAM加工與工藝規(guī)劃。2.列舉壓鑄生產(chǎn)中需通過數(shù)字化系統(tǒng)采集的5類關(guān)鍵過程數(shù)據(jù)，并說明其用途。答案：①壓射參數(shù)（壓射速度、比壓）：用于分析充型質(zhì)量，優(yōu)化工藝避免氣孔；②模具溫度（型腔、冷卻水道）：監(jiān)控?zé)崞胶?，預(yù)防熱裂或粘模；③涂料噴涂參數(shù)（厚度、覆蓋面積）：確保脫模效果，減少鑄件缺陷；④設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（液壓壓力、電機(jī)電流）：實(shí)時(shí)診斷設(shè)備異常，預(yù)防停機(jī)；⑤鑄件尺寸（三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)）：反饋模具磨損，指導(dǎo)維修或調(diào)整加工參數(shù)。3.說明壓鑄模具CAM編程中“工藝仿真”的主要內(nèi)容及作用。答案：主要內(nèi)容：①刀具路徑驗(yàn)證（檢查是否過切、欠切或碰撞）；②加工時(shí)間預(yù)估（計(jì)算各工序耗時(shí)）；③切削力模擬（預(yù)測刀具磨損與加工振動(dòng)）；④表面粗糙度預(yù)測（基于走刀速度、切深等參數(shù)）。作用：提前發(fā)現(xiàn)編程錯(cuò)誤，避免模具加工報(bào)廢；優(yōu)化加工參數(shù)，提高效率與質(zhì)量；降低試切成本，縮短模具交付周期。4.簡述基于數(shù)字孿生的壓鑄模具預(yù)測性維護(hù)流程。答案：①構(gòu)建模具數(shù)字孿生體：集成3D模型、材料屬性、歷史故障數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)（溫度、應(yīng)力、振動(dòng)）；②建立物理-虛擬映射：通過邊緣計(jì)算將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步至孿生體，更新虛擬模型狀態(tài)；③應(yīng)用預(yù)測算法（如機(jī)器學(xué)習(xí)、有限元分析）：分析孿生體數(shù)據(jù)，預(yù)測模具關(guān)鍵部件（如型芯、滑塊）的磨損速率、熱疲勞壽命；④提供維護(hù)建議：當(dāng)預(yù)測剩余壽命低于閾值時(shí)，觸發(fā)報(bào)警并推薦維修時(shí)間、更換部件清單；⑤閉環(huán)驗(yàn)證：維護(hù)后更新孿生體數(shù)據(jù)，優(yōu)化預(yù)測模型參數(shù)。5.壓鑄車間實(shí)施數(shù)字化改造時(shí)，需解決的主要數(shù)據(jù)互通問題有哪些？如何應(yīng)對(duì)？答案：主要問題：①設(shè)備協(xié)議不統(tǒng)一（如舊設(shè)備使用ModbusRTU，新設(shè)備使用Profinet）；②數(shù)據(jù)格式不一致（不同系統(tǒng)存儲(chǔ)的溫度數(shù)據(jù)單位可能為℃或℉）；③實(shí)時(shí)性要求差異（MES需分鐘級(jí)數(shù)據(jù)，SCADA需秒級(jí)數(shù)據(jù)）；④安全風(fēng)險(xiǎn)（生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳云端可能被攻擊）。應(yīng)對(duì)措施：①部署協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，統(tǒng)一設(shè)備到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的通信協(xié)議（如OPCUA）；②制定數(shù)據(jù)字典，規(guī)范所有數(shù)據(jù)的命名、單位、精度（如溫度統(tǒng)一為℃，保留1位小數(shù)）；③采用邊緣計(jì)算設(shè)備，在本地完成數(shù)據(jù)清洗與壓縮，按需上傳不同系統(tǒng)；④實(shí)施網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)（如防火墻、數(shù)據(jù)加密、權(quán)限分級(jí)），敏感數(shù)據(jù)僅允許授權(quán)訪問。四、綜合題（每題10分，共20分）1.某壓鑄企業(yè)生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，近期出現(xiàn)批量鑄件縮孔缺陷（占比15%）?，F(xiàn)有數(shù)字化工具包括：CAE模擬軟件、MES系統(tǒng)（存儲(chǔ)工藝參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)）、三坐標(biāo)測量儀（記錄鑄件尺寸）、模具數(shù)字孿生體（實(shí)時(shí)采集模具溫度、應(yīng)力數(shù)據(jù)）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套基于數(shù)字化手段的缺陷排查與優(yōu)化方案。答案：（1）數(shù)據(jù)采集與關(guān)聯(lián)：①從MES提取缺陷批次的工藝參數(shù)（壓射速度=4.2m/s、比壓=80MPa、模具預(yù)熱溫度=280℃）、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)（壓射缸壓力波動(dòng)±5MPa）；②通過三坐標(biāo)測量儀獲取縮孔位置（集中在缸體厚壁處），關(guān)聯(lián)模具對(duì)應(yīng)型腔的歷史溫度數(shù)據(jù)（孿生體顯示該區(qū)域冷卻水道流量=12L/min，低于工藝要求的15L/min）；③調(diào)取CAE模擬報(bào)告，對(duì)比實(shí)際工藝參數(shù)與模擬參數(shù)（原模擬壓射速度=3.8m/s、冷卻流量=15L/min），發(fā)現(xiàn)實(shí)際冷卻流量不足。（2）原因分析：①冷卻流量不足導(dǎo)致厚壁處金屬液凝固緩慢，補(bǔ)縮不充分，形成縮孔；②壓射速度偏高（超過模擬優(yōu)化值），加劇金屬液湍流，卷入氣體，與縮孔缺陷疊加。（3）優(yōu)化措施：①調(diào)整冷卻系統(tǒng)：清理該區(qū)域冷卻水道堵塞物（MES顯示近期未執(zhí)行冷卻系統(tǒng)維護(hù)），將流量提升至15L/min；②降低壓射速度至3.8m/s（與CAE優(yōu)化值一致），并通過設(shè)備PLC程序鎖定該參數(shù)防止誤改；③在模具孿生體中增加冷卻流量閾值報(bào)警（低于14L/min時(shí)觸發(fā)），聯(lián)動(dòng)MES推送維護(hù)任務(wù)至設(shè)備組；④重新運(yùn)行CAE模擬，輸入新參數(shù)驗(yàn)證縮孔風(fēng)險(xiǎn)（模擬結(jié)果顯示縮孔率降至2%以下）；⑤小批量試生產(chǎn)，通過三坐標(biāo)測量驗(yàn)證缺陷改善情況（試產(chǎn)50件，縮孔缺陷率0%），確認(rèn)方案有效后推廣至全產(chǎn)線。2.某壓鑄模具需加工一副鋁合金壓鑄件的型腔，要求表面粗糙度Ra≤0.8μm，尺寸精度IT7級(jí)?，F(xiàn)有設(shè)備：五軸CNC銑床（精度±0.005mm）、電火花成型機(jī)（精度±0.01mm）、慢走絲切割機(jī)（精度±0.002mm）、三坐標(biāo)測量機(jī)（精度±0.003mm）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)字化加工工藝方案，包括設(shè)備選擇、工藝步驟及質(zhì)量控制方法。答案：（1）設(shè)備選擇：①粗加工：五軸CNC銑床（效率高，去除大余量）；②半精加工：電火花成型機(jī)（加工復(fù)雜型腔，避免刀具干涉）；③精加工：慢走絲切割機(jī)（保證高尺寸精度與表面質(zhì)量）；④檢測：三坐標(biāo)測量機(jī)（全尺寸檢測）。（2）工藝步驟：①數(shù)字化建模：使用SolidWorks建立型腔3D模型，標(biāo)注尺寸公差（如φ100H7）、表面粗糙度要求；②CAM編程：粗加工：CNC使用硬質(zhì)合金立銑刀（φ20mm），設(shè)置切削參數(shù)（轉(zhuǎn)速8000rpm、進(jìn)給2000mm/min、切深2mm），提供刀具路徑并通過仿真驗(yàn)證無碰撞；半精加工：EDM使用石墨電極（按型腔反向設(shè)計(jì)），設(shè)置放電參數(shù)（電流8A、脈沖寬度50μs），加工至尺寸留0.05mm余量；精加工：慢走絲使用φ0.2mm黃銅絲，設(shè)置切割參數(shù)（走絲速度3m/min、脈沖能量12J），加工至最終尺寸；③加工執(zhí)行：通過DNC系統(tǒng)將G代碼/EDM程序/線切割程序傳輸至設(shè)備，設(shè)備通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)反饋加工狀態(tài)（如主軸負(fù)載、放電間隙）；④在線檢測：加工后使用三坐標(biāo)測量機(jī)自動(dòng)掃描型腔，提供檢測報(bào)告（對(duì)比CAD模型，輸出尺寸偏差、表面粗糙度值）。（3）質(zhì)量控制方法：①過程控制：CNC加工中通過主軸振動(dòng)傳感器（精度±0.001mm