(2025年)機(jī)械模具考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列熱作模具鋼中，最適合用于鋁合金壓鑄模的材料是（）A.Cr12MoVB.H13（4Cr5MoSiV1）C.T10AD.W18Cr4V2.冷沖模設(shè)計(jì)中，凸模與凹模的間隙選擇主要依據(jù)（）A.沖裁件材料厚度與力學(xué)性能B.模具制造精度C.壓力機(jī)公稱壓力D.操作工人技術(shù)水平3.塑料注射模具中，為避免熔體充填時(shí)產(chǎn)生噴射紋，主流道末端與分流道的過渡形式應(yīng)采用（）A.直角過渡B.圓弧過渡C.階梯過渡D.斜面過渡4.模具電火花加工中，為提高加工效率同時(shí)保證表面質(zhì)量，粗加工階段應(yīng)選擇（）A.高電壓、大電流、長(zhǎng)脈沖寬度B.低電壓、小電流、短脈沖寬度C.高電壓、小電流、長(zhǎng)脈沖寬度D.低電壓、大電流、短脈沖寬度5.精密沖壓模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)通常采用（）A.滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套B.滾動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套C.球鎖式導(dǎo)柱導(dǎo)套D.無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)6.汽車覆蓋件拉深模設(shè)計(jì)中，壓邊圈的主要作用是（）A.控制材料流動(dòng)，防止起皺B.提高模具剛性C.便于取件D.減少摩擦力7.模具壽命評(píng)估時(shí)，“刃磨壽命”指的是（）A.模具從制造完成到首次失效的總沖次B.兩次刃磨之間的可加工工件數(shù)量C.模具材料的疲勞極限對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)D.模具表面涂層的磨損周期8.塑料模具中，為改善厚壁制件的收縮凹陷，最有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是（）A.增加澆口數(shù)量B.設(shè)置加強(qiáng)筋C.采用順序閥澆口D.增設(shè)冷料穴9.數(shù)控銑削加工模具型腔時(shí)，為減少接刀痕，應(yīng)優(yōu)先采用（）A.順銑B.逆銑C.分層銑削D.螺旋插補(bǔ)銑削10.模具熱處理工藝中，“真空淬火”的主要優(yōu)勢(shì)是（）A.提高硬度B.減少氧化脫碳C.縮短加熱時(shí)間D.降低成本二、填空題（每空1分，共20分）1.冷沖模中，沖裁間隙過大時(shí)，制件斷面會(huì)出現(xiàn)（）和（）缺陷。2.塑料模具分型面選擇的基本原則包括：便于（）、保證（）、有利于（）、簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。3.壓鑄模具的工作溫度范圍通常為（）℃，其材料需具備良好的（）性和（）性。4.模具數(shù)控加工中，球頭銑刀的有效切削直徑隨（）變化，加工曲面時(shí)應(yīng)控制（）以保證表面質(zhì)量。5.注射機(jī)的鎖模力計(jì)算公式為（），其中P為（），A為（）。6.模具失效的主要形式包括（）、（）、（）和塑性變形。7.精密級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中，常用（）和（）實(shí)現(xiàn)條料的精確定位。8.模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)中，TD處理（熱擴(kuò)散法碳化物覆層處理）可在模具表面形成（）硬質(zhì)層，顯著提高（）性能。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述冷沖壓模具刃口磨損的主要原因及改進(jìn)措施。2.塑料注射模具中，為什么需要設(shè)置排氣系統(tǒng)？常用的排氣方式有哪些？3.分析模具電火花線切割加工（WEDM）與電火花成型加工（EDM）的主要區(qū)別及適用場(chǎng)景。4.汽車覆蓋件拉深模設(shè)計(jì)中，如何通過工藝補(bǔ)充面設(shè)計(jì)控制材料流動(dòng)？5.模具熱處理后為什么需要進(jìn)行回火？不同回火溫度對(duì)模具性能有何影響？四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某沖裁件材料為Q235鋼，厚度t=3mm，沖裁輪廓周長(zhǎng)L=150mm，材料抗剪強(qiáng)度τ=300MPa，安全系數(shù)K=1.3。計(jì)算沖裁力及所需壓力機(jī)的公稱壓力（保留兩位小數(shù)）。2.某ABS塑料制件（收縮率S=0.5%）的外形尺寸為長(zhǎng)120mm、寬80mm、高50mm（均為名義尺寸），采用平均收縮率法計(jì)算模具型腔的成型尺寸（結(jié)果保留三位小數(shù)）。五、綜合分析題（20分）某企業(yè)生產(chǎn)的手機(jī)外殼（PC+ABS材料，厚度1.5mm）在注射成型后出現(xiàn)表面縮痕缺陷，位置位于電池倉加強(qiáng)筋根部。經(jīng)檢測(cè)，成型工藝參數(shù)（溫度、壓力、保壓時(shí)間）均在合理范圍內(nèi)。請(qǐng)從模具設(shè)計(jì)角度分析可能的原因，并提出至少3項(xiàng)改進(jìn)措施。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.A3.B4.A5.B6.A7.B8.C9.D10.B二、填空題1.毛刺增大；斷面錐度明顯2.塑件脫模；塑件精度；排氣和進(jìn)料3.300-600；熱疲勞；導(dǎo)熱4.切削深度；進(jìn)給速度5.F=P×A；型腔內(nèi)部平均壓力；塑件及流道投影面積之和6.磨損；斷裂；疲勞7.導(dǎo)正銷；側(cè)刃8.VC（碳化釩）或Cr7C3；耐磨三、簡(jiǎn)答題1.主要原因：①刃口與材料摩擦產(chǎn)生機(jī)械磨損；②高溫下材料與模具的粘著磨損；③沖裁間隙不合理導(dǎo)致局部應(yīng)力集中加速磨損；④模具材料硬度不足或熱處理質(zhì)量差。改進(jìn)措施：①合理選擇模具材料（如Cr12MoV）并優(yōu)化熱處理工藝（如真空淬火+低溫回火）；②控制沖裁間隙（一般取材料厚度的5%-10%）；③對(duì)刃口進(jìn)行表面強(qiáng)化處理（如TD處理、PVD涂層）；④定期刃磨并保持刃口鋒利。2.原因：注射成型時(shí)，型腔中的空氣、塑料分解產(chǎn)生的氣體若無法及時(shí)排出，會(huì)導(dǎo)致塑件表面氣孔、燒焦、填充不滿等缺陷。常用方式：①分型面間隙排氣（適用于小型模具）；②排氣槽排氣（在分型面或型芯側(cè)面開設(shè)深度0.02-0.05mm的淺槽）；③鑲件間隙排氣（利用活動(dòng)型芯或鑲塊的配合間隙）；④透氣鋼排氣（在局部位置使用多孔性透氣材料）。3.主要區(qū)別：①加工原理：WEDM利用移動(dòng)的細(xì)金屬絲（電極絲）作為工具電極，EDM使用固定形狀的電極；②加工對(duì)象：WEDM適合加工復(fù)雜輪廓和細(xì)小孔，EDM適合加工型腔或三維曲面；③電極損耗：WEDM電極絲連續(xù)移動(dòng)，損耗影響??；EDM電極需考慮損耗補(bǔ)償；④加工精度：WEDM精度更高（可達(dá)±0.005mm），EDM受電極制造精度影響。適用場(chǎng)景：WEDM用于沖裁模凸凹模、級(jí)進(jìn)模多工位輪廓加工；EDM用于塑料模復(fù)雜型腔、壓鑄模深腔加工。4.工藝補(bǔ)充面設(shè)計(jì)通過以下方式控制材料流動(dòng)：①調(diào)整壓料面形狀（如平面、曲面）改變材料流動(dòng)阻力；②設(shè)置拉深筋（或拉深檻）增加進(jìn)料阻力，防止起皺；③優(yōu)化工藝補(bǔ)充部分的圓角半徑（較大圓角減少阻力，較小圓角增加阻力）；④控制工藝補(bǔ)充面的深度和傾斜角度，使材料均勻流入凹模。5.回火目的：消除淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，提高韌性，調(diào)整硬度以滿足使用要求。影響：①低溫回火（150-250℃）：保持高硬度（58-62HRC），用于冷作模具（如沖裁模）；②中溫回火（350-500℃）：獲得較高彈性和屈服強(qiáng)度（40-50HRC），用于熱作模具（如鍛模）；③高溫回火（500-650℃）：綜合力學(xué)性能好（25-45HRC），用于受沖擊的模具（如冷鐓模）。四、計(jì)算題1.沖裁力F=K×L×t×τ=1.3×150mm×3mm×300MPa=1.3×150×3×300=175500N=175.5kN壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于沖裁力，通常取1.1-1.3倍，故公稱壓力≥175.5×1.1≈193.05kN（實(shí)際選型需按標(biāo)準(zhǔn)系列，如200kN）。2.模具型腔尺寸計(jì)算公式：Lm=Lp×(1+S)長(zhǎng)度方向：Lm=120×(1+0.5%)=120.600mm寬度方向：Lm=80×(1+0.5%)=80.400mm高度方向（若為型腔深度）：Lm=50×(1+0.5%)=50.250mm（注：若為型芯高度，需考慮收縮方向，此處假設(shè)為型腔尺寸）。五、綜合分析題可能原因：①加強(qiáng)筋根部壁厚突然增加（1.5mm→加強(qiáng)筋厚度），熔體冷卻時(shí)收縮量增大，而澆口到該區(qū)域的補(bǔ)縮路徑過長(zhǎng)，保壓壓力無法有效傳遞；②模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，加強(qiáng)筋部位冷卻速度過快，導(dǎo)致表層固化后內(nèi)部收縮無料補(bǔ)充；③澆口位置遠(yuǎn)離加強(qiáng)筋區(qū)域，熔體流動(dòng)到該位置時(shí)壓力損失大，補(bǔ)縮不足；④模具排氣不良，局部氣體阻礙熔體填充，間接導(dǎo)致收縮。改進(jìn)措施：①在加強(qiáng)筋根部增設(shè)輔助澆口（如點(diǎn)澆口）或采用順序閥澆口，優(yōu)先對(duì)厚壁區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)縮；②優(yōu)化冷卻系