2025年玻璃制品模具工理念考核試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.玻璃模具常用的熱作模具鋼中，以下哪種材料因含鉻量較高（12%-14%），在高溫下能形成致密氧化膜，更適用于高速吹制模具？A.H13（4Cr5MoSiV1）B.4Cr3Mo3SiV（HM3）C.1Cr13D.3Cr2W8V2.玻璃模具預(yù)熱溫度需根據(jù)玻璃成分調(diào)整，鈉鈣玻璃模具初始預(yù)熱溫度通?？刂圃冢篈.100-150℃B.200-250℃C.300-350℃D.400-450℃3.模具型腔表面粗糙度Ra值對玻璃制品成型質(zhì)量影響顯著，壓制模具型腔Ra一般應(yīng)控制在：A.0.8-1.6μmB.1.6-3.2μmC.3.2-6.3μmD.6.3-12.5μm4.玻璃模具冷卻水通道設(shè)計中，為避免局部過冷導(dǎo)致模具開裂，相鄰水孔間距與孔徑的合理比值應(yīng)為：A.1:1B.2:1C.3:1D.4:15.以下哪種脫模劑因高溫下分解產(chǎn)生氣體，易在玻璃表面形成“霧斑”缺陷，已逐漸被水性石墨乳替代？A.干性石墨粉B.機油混合石墨C.二硫化鉬噴劑D.硅油乳液6.玻璃模具熱疲勞裂紋的擴展方向主要與哪種因素相關(guān)？A.模具壁厚B.材料晶粒度C.溫度梯度分布D.型腔表面硬度7.采用計算機輔助設(shè)計（CAD）優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)時，需重點模擬的參數(shù)是：A.模具重量B.玻璃液粘度-溫度曲線C.車間濕度D.模具開合速度8.玻璃模具氮化處理后，表面形成的主要強化相是：A.Fe3CB.CrNC.Fe4ND.Mo2N9.壓制模具頂出機構(gòu)的復(fù)位精度要求為：頂出桿端面與型腔表面的差值不超過：A.±0.05mmB.±0.1mmC.±0.2mmD.±0.3mm10.玻璃模具壽命評估中，“有效生產(chǎn)周期”的定義是：A.模具從投產(chǎn)到首次修磨的時間B.模具可生產(chǎn)合格制品的總數(shù)量C.模具在高溫環(huán)境下的連續(xù)工作時長D.模具經(jīng)歷完整熱循環(huán)（加熱-冷卻）的次數(shù)11.以下哪種缺陷是由于模具分型面貼合不緊密導(dǎo)致的？A.玻璃制品口部翻邊B.表面冷紋C.底部氣泡D.壁厚不均12.玻璃模具材料的線膨脹系數(shù)與玻璃的線膨脹系數(shù)需滿足：A.模具＞玻璃B.模具＜玻璃C.兩者相等D.無直接關(guān)聯(lián)13.吹制模具的“初型?！迸c“成型?！睖囟炔钔ǔ？刂圃冢篈.20-50℃B.50-80℃C.80-120℃D.120-150℃14.模具表面激光熔覆修復(fù)時，熔覆層與基體的結(jié)合方式應(yīng)為：A.機械嵌合B.冶金結(jié)合C.物理吸附D.化學(xué)粘結(jié)15.智能模具監(jiān)測系統(tǒng)中，用于實時反饋型腔壓力的傳感器類型是：A.熱電偶B.應(yīng)變片C.紅外測溫儀D.超聲波探頭二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.玻璃模具的預(yù)熱可減少初始成型時的熱應(yīng)力，但預(yù)熱溫度過高會導(dǎo)致模具表面氧化加劇。（）2.模具冷卻水流量越大，玻璃冷卻速度越快，因此應(yīng)盡可能提高冷卻水壓力。（）3.模具型腔表面拋光時，應(yīng)沿玻璃流動方向進行，避免逆向劃痕導(dǎo)致制品表面拉毛。（）4.玻璃模具的“時效軟化”是指材料在高溫下長期使用后，因析出相粗化導(dǎo)致硬度下降的現(xiàn)象。（）5.吹制模具的“撲氣”操作目的是使玻璃液均勻貼模，與模具溫度無關(guān)。（）6.模具材料的導(dǎo)熱系數(shù)越高，越有利于玻璃快速冷卻，因此應(yīng)優(yōu)先選擇導(dǎo)熱性好的材料。（）7.模具分型面的表面粗糙度應(yīng)低于型腔表面，以保證貼合緊密。（）8.玻璃模具的“縮頸”缺陷主要由模具排氣不良引起。（）9.模具修復(fù)時，補焊區(qū)域的硬度應(yīng)略高于基體，以延長局部壽命。（）10.新型陶瓷基模具因耐高溫性強，可完全替代傳統(tǒng)鋼質(zhì)模具用于所有玻璃成型工藝。（）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述玻璃模具設(shè)計中需重點考慮的熱應(yīng)力控制措施。2.分析模具表面殘留脫模劑對玻璃制品質(zhì)量的影響及解決方法。3.說明模具冷卻水通道堵塞的常見原因及預(yù)防措施。4.對比吹制模具與壓制模具在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的主要差異。5.列舉3種玻璃模具常見失效形式，并分析其根本原因。四、案例分析題（30分）某玻璃制品廠采用行列式制瓶機生產(chǎn)500ml鈉鈣玻璃水杯，近期連續(xù)出現(xiàn)以下問題：①水杯底部厚度不均（偏差＞0.5mm）；②制品外表面出現(xiàn)多條縱向冷紋（長度5-10mm）。經(jīng)初步檢查，模具為H13鋼材質(zhì)，使用6個月未修磨，冷卻水壓力0.3MPa（標(biāo)準(zhǔn)0.2-0.25MPa），脫模劑為傳統(tǒng)油性石墨乳，噴涂頻率每20模次1次。請結(jié)合模具工專業(yè)知識，分析上述問題的可能原因，并提出針對性解決措施。答案一、單項選擇題1-5：CBACB6-10：CBBAD11-15：ABABB二、判斷題1.√2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.×9.×10.×三、簡答題1.熱應(yīng)力控制措施：①優(yōu)化模具壁厚均勻性，避免局部過厚或過薄導(dǎo)致溫度梯度；②設(shè)計合理的冷卻水通道布局（如螺旋式或環(huán)形分布），減少溫差；③選擇熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱性好的材料（如改良H13鋼）；④制定階梯式預(yù)熱制度（室溫→150℃→300℃分段保溫），降低初始熱沖擊；⑤在型腔與模體間設(shè)置過渡層（如銅合金導(dǎo)熱片），改善熱量傳遞均勻性。2.殘留脫模劑影響：①高溫下分解產(chǎn)生氣體，在玻璃表面形成“霧斑”或“氣泡”；②堆積在分型面導(dǎo)致合模不緊，產(chǎn)生飛邊；③覆蓋型腔局部區(qū)域，阻礙玻璃液貼模，造成壁厚不均。解決方法：①改用水性石墨乳（分解產(chǎn)物為CO?，無殘留）；②調(diào)整噴涂參數(shù)（壓力0.2-0.3MPa，距離15-20cm）；③增加模具清潔頻率（每8小時用壓縮空氣吹掃型腔）；④控制脫模劑濃度（固含量5%-8%），避免過厚涂層。3.堵塞原因：①冷卻水含雜質(zhì)（如鐵銹、泥沙）沉積在通道內(nèi)；②模具長期使用后，通道內(nèi)壁氧化皮脫落；③水溫過低導(dǎo)致碳酸鈣結(jié)晶析出（硬水地區(qū)）。預(yù)防措施：①采用軟化水或去離子水作為冷卻介質(zhì)；②增設(shè)水過濾裝置（精度≤50μm）；③定期酸洗通道（10%檸檬酸溶液循環(huán)30分鐘）；④停機時排空冷卻水，避免殘留結(jié)垢；⑤設(shè)計冷卻水通道時避免直角彎（改用R≥2倍管徑的圓弧過渡），減少流速突變導(dǎo)致的雜質(zhì)沉積。4.結(jié)構(gòu)差異：①吹制模具（初型模、成型模）需設(shè)計排氣孔（直徑0.5-1.0mm，間距10-15mm），而壓制模具依靠頂出機構(gòu)排氣；②吹制模具型腔深度較大（與玻璃制品高度比＞1:2），壓制模具型腔較淺（高度比≤1:1.5）；③吹制模具需配置吹氣管接口（內(nèi)徑8-12mm），壓制模具需設(shè)計壓頭導(dǎo)向槽（配合精度H7/g6）；④吹制模具分型面多為垂直分型，壓制模具常采用水平分型（便于頂出）；⑤吹制模具冷卻水通道更密集（水孔間距15-20mm），壓制模具因壓力成型，冷卻需求較低（間距25-30mm）。5.常見失效形式及原因：①熱疲勞開裂：模具反復(fù)加熱（300-400℃）-冷卻（100-150℃），表面拉壓應(yīng)力循環(huán)導(dǎo)致微裂紋擴展（材料韌性不足或熱處理不當(dāng)）；②磨損（型腔/分型面）：玻璃液摩擦（硬度HV500-600）與脫模劑顆粒（石墨粒度＞10μm）沖刷，導(dǎo)致表面粗糙度上升（材料硬度不足或表面處理層脫落）；③塑性變形（模唇/頂出桿）：高溫下模具材料屈服強度下降（如H13鋼在400℃時屈服強度＜600MPa），受玻璃成型壓力（2-5MPa）長期作用發(fā)生局部凹陷（材料高溫強度不足或模具設(shè)計承載能力偏低）。四、案例分析題問題①底部厚度不均原因：模具使用6個月未修磨，型腔底部因磨損導(dǎo)致局部凹陷（H13鋼長期使用后硬度從HRC48-52降至HRC40以下），玻璃液填充時局部堆積；冷卻水壓力過高（0.3MPa＞標(biāo)準(zhǔn)0.25MPa），底部冷卻速度過快，玻璃液在未完全均勻分布時已硬化，導(dǎo)致厚度偏差；脫模劑為油性石墨乳，易在底部堆積，阻礙玻璃液流動，造成填充不均。問題②表面冷紋原因：模具未修磨導(dǎo)致表面粗糙度上升（Ra從0.8μm增至3.2μm以上），玻璃液貼模時摩擦阻力增大，冷卻過程中產(chǎn)生拉應(yīng)力裂紋；脫模劑噴涂頻率過低（每20模次1次），模具表面潤滑不足，玻璃與模具粘附力增加，脫模時拉扯玻璃表面形成冷紋；鈉鈣玻璃成型溫度（1050-1100℃）與模具溫度（200-250℃）溫差大，若模具局部溫度波動（如冷卻水通道局部堵塞），會加劇冷紋產(chǎn)生。解決措施：1.模具維護：對型腔底部進行修磨（去除0.1-0.2mm磨損層），重新拋光至Ra≤1.6μm；對整體模具進行表面氮化處理（滲層深度0.1-0.15mm，硬度HV900-1000），提高耐磨性。2.冷卻調(diào)整：將冷卻水壓力降至0.22MPa，檢查水通道是否堵塞（用0.5MPa壓縮空氣吹掃），確保冷卻均勻；在底部增加輔助加熱塊（功率