2025年擠壓模具工綜合考核試卷及答案一、理論知識考核（共60分）（一）單項選擇題（每題2分，共20分）1.擠壓模具工作帶設(shè)計時，對于鋁合金6063材料，工作帶長度一般控制在（）A.1-3mmB.3-6mmC.6-8mmD.8-12mm2.H13模具鋼淬火后需進(jìn)行多次回火，其主要目的是（）A.提高硬度B.消除內(nèi)應(yīng)力C.增加韌性D.細(xì)化晶粒3.擠壓過程中模具承受的主要載荷類型是（）A.沖擊載荷B.循環(huán)載荷C.靜載荷D.脈動載荷4.模具氮化處理時，表面硬度應(yīng)控制在（）A.400-500HVB.600-800HVC.900-1100HVD.1200-1400HV5.平面分流模設(shè)計中，分流孔數(shù)量選擇的主要依據(jù)是（）A.擠壓機(jī)噸位B.型材截面復(fù)雜度C.鑄棒直徑D.擠壓速度6.模具預(yù)熱溫度不足時，最可能出現(xiàn)的缺陷是（）A.型材波浪B.模具開裂C.表面氣泡D.尺寸超差7.測量模具工作帶表面粗糙度時，優(yōu)先選用的檢測工具是（）A.塞尺B.輪廓儀C.游標(biāo)卡尺D.千分表8.擠壓比（λ）的計算公式為（）A.λ=擠壓筒截面積/型材截面積B.λ=型材截面積/擠壓筒截面積C.λ=模具出口截面積/入口截面積D.λ=鑄棒長度/型材長度9.對于空心型材模具，焊合室深度設(shè)計過淺會導(dǎo)致（）A.焊合不良B.模具強度不足C.出料速度過快D.表面劃傷10.模具修模時，若發(fā)現(xiàn)型材左側(cè)壁厚超差，應(yīng)采取的修模措施是（）A.打磨左側(cè)工作帶B.打磨右側(cè)工作帶C.增加左側(cè)工作帶長度D.降低右側(cè)模芯高度（二）判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯誤打×）1.模具工作帶表面粗糙度Ra值越小越好，應(yīng)控制在0.2μm以下。（）2.擠壓溫度升高會導(dǎo)致模具熱疲勞壽命降低。（）3.模具裝配時，上模與下模的定位銷可采用過盈配合。（）4.平面模比分流模的模具強度更高。（）5.模具氮化層厚度越厚越好，建議控制在0.3mm以上。（）6.擠壓速度過快會增加模具的摩擦磨損。（）7.模具存放時，工作帶表面可涂防銹油保護(hù)。（）8.測量模具?？壮叽鐣r，只需檢測室溫下的尺寸即可。（）9.分流模的分流橋厚度設(shè)計主要考慮模具強度和金屬流動平衡。（）10.模具首次試模時，應(yīng)采用比正常生產(chǎn)稍低的擠壓速度。（）（三）簡答題（每題6分，共30分）1.簡述擠壓模具常見的失效形式及預(yù)防措施。2.說明模具預(yù)熱的工藝要求及未充分預(yù)熱的危害。3.分析擠壓過程中模具工作帶磨損的主要影響因素。4.列舉平面分流模設(shè)計時需要重點考慮的5個參數(shù)。5.簡述模具修模時“補焊”操作的注意事項。二、實操技能考核（共30分）（一）模具裝配與調(diào)試（15分）給定一套平面分流模（包含上模、下模、模墊、壓環(huán)），要求完成以下操作：1.寫出完整的裝配步驟（8分）；2.調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)型材出料口偏斜，列舉可能的3個原因及對應(yīng)的排查方法（7分）。（二）模具故障分析（15分）某鋁合金型材擠壓線連續(xù)生產(chǎn)500根后，模具工作帶出現(xiàn)局部溝槽狀磨損，型材表面出現(xiàn)周期性劃痕。要求：1.分析產(chǎn)生該故障的可能原因（8分）；2.提出針對性的解決措施（7分）。三、綜合分析題（共10分）某企業(yè)采用6000T擠壓機(jī)生產(chǎn)大截面工業(yè)鋁型材，近期頻繁出現(xiàn)模具早期開裂問題（平均壽命不足800根，正常應(yīng)達(dá)1500根以上）。已知生產(chǎn)參數(shù)：擠壓溫度480-500℃，擠壓速度1.2-1.5m/min，模具材料為國產(chǎn)H13鋼（硬度48-50HRC），表面處理為氣體氮化（層深0.12mm）。請從材料、工藝、模具設(shè)計、維護(hù)四個方面分析開裂原因，并提出改進(jìn)方案。答案一、理論知識考核（一）單項選擇題1.B2.B3.B4.C5.B6.B7.B8.A9.A10.A（二）判斷題1.×（表面粗糙度需根據(jù)材料流動需求控制，并非越小越好）2.√3.√4.×（分流模因存在分流孔，強度通常低于平面模）5.×（氮化層過厚易剝落，一般控制在0.08-0.15mm）6.√7.√8.×（需考慮熱膨脹，應(yīng)檢測熱態(tài)尺寸或進(jìn)行溫度補償）9.√10.√（三）簡答題1.失效形式：①磨損（粘著磨損、磨粒磨損）；②熱疲勞開裂；③塑性變形；④斷裂。預(yù)防措施：合理選擇模具材料（如H13、4Cr5MoSiV1）；優(yōu)化熱處理工藝（控制硬度48-52HRC）；表面強化處理（氮化、PVD涂層）；合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)（避免應(yīng)力集中）；規(guī)范擠壓工藝（控制溫度、速度）；加強模具維護(hù)（定期修模、清洗）。2.預(yù)熱要求：采用階梯式加熱，先在200-300℃預(yù)熱2-3小時，再升溫至450-500℃保溫3-4小時，確保模具整體溫度均勻（溫差≤20℃）。未充分預(yù)熱的危害：模具內(nèi)外溫差大產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致開裂；金屬流動不均，型材易出現(xiàn)波浪、尺寸超差；模具表面與高溫金屬接觸時局部急熱，加速熱疲勞。3.主要影響因素：①模具材料硬度（硬度低易磨損）；②工作帶表面粗糙度（Ra值高增加摩擦）；③擠壓溫度（溫度過高加劇粘著磨損）；④擠壓速度（速度快摩擦熱增加）；⑤鋁合金純度（含F(xiàn)e、Si等雜質(zhì)增加磨粒磨損）；⑥潤滑效果（無潤滑或潤滑劑失效加劇磨損）。4.重點參數(shù)：①分流孔數(shù)量與形狀（影響金屬分配）；②分流橋?qū)挾扰c厚度（影響強度和焊合）；③焊合室深度（影響焊合質(zhì)量）；④工作帶長度（控制流速）；⑤模芯支撐結(jié)構(gòu)（防止模芯偏移）；⑥過渡圓角半徑（減少應(yīng)力集中）（任意5個即可）。5.注意事項：①選擇與模具材料匹配的焊材（如H13專用焊絲）；②補焊前徹底清除缺陷（打磨至無裂紋）；③預(yù)熱模具至300-350℃（防止冷裂）；④采用小電流、多層焊（減少熱輸入）；⑤焊后及時回火（消除焊接應(yīng)力）；⑥補焊區(qū)域需精加工至設(shè)計尺寸（保證表面質(zhì)量）。二、實操技能考核（一）模具裝配與調(diào)試1.裝配步驟：①清潔所有部件（用丙酮清洗上/下模、模墊、壓環(huán)表面，去除油污、氧化皮）；②檢查配合面（確認(rèn)上模分流孔與下模焊合室對齊，模芯與?？组g隙均勻）；③安裝定位銷（將上模與下模通過定位銷初步固定，確保分型面貼合）；④放置模墊（將模墊置于下模底部，中心對準(zhǔn)擠壓筒軸線）；⑤安裝壓環(huán)（用螺栓對稱預(yù)緊壓環(huán)，確保模具與擠壓筒同軸）；⑥最終緊固（按對角順序分2-3次擰緊螺栓，扭矩達(dá)到設(shè)計值的80%-90%）；⑦檢查開合模（手動測試模具開合順暢，無卡滯）。2.出料口偏斜可能原因及排查：①模具裝配偏移（測量模具中心與擠壓筒中心同軸度，調(diào)整壓環(huán)螺栓）；②模芯定位不牢（檢查模芯與上模的固定螺栓是否松動，重新緊固）；③工作帶長度不均（用深度尺測量工作帶各點長度，對過長部位進(jìn)行打磨）；④擠壓筒內(nèi)襯磨損（測量擠壓筒內(nèi)徑圓度，更換磨損內(nèi)襯）（任意3個即可）。（二）模具故障分析1.可能原因：①模具材料問題（國產(chǎn)H13鋼成分偏析，碳化物分布不均）；②熱處理不當(dāng)（回火不充分，殘余奧氏體過多，導(dǎo)致硬度不穩(wěn)定）；③表面處理失效（氮化層過薄或存在孔隙，無法有效保護(hù)基體）；④擠壓工藝問題（擠壓速度過快，工作帶溫度超過550℃，加劇熱磨損）；⑤鑄棒質(zhì)量差（含F(xiàn)e雜質(zhì)過高，形成硬質(zhì)點劃傷工作帶）；⑥潤滑不足（石墨潤滑劑噴涂不均，局部無潤滑）。2.解決措施：①更換優(yōu)質(zhì)H13鋼（要求成分均勻，碳化物評級≤2級）；②優(yōu)化熱處理（淬火后進(jìn)行3次回火，每次保溫2小時，確保硬度50-52HRC）；③采用復(fù)合表面處理（先氮化后鍍Cr或TiN涂層，總厚度0.15-0.2mm）；④調(diào)整擠壓工藝（降低速度至1.0-1.2m/min，控制工作帶溫度≤500℃）；⑤加強鑄棒檢驗（Fe含量控制在0.25%以下）；⑥改進(jìn)潤滑系統(tǒng)（采用自動噴涂裝置，確保潤滑劑均勻覆蓋）。三、綜合分析題原因分析：1.材料方面：國產(chǎn)H13鋼可能存在成分波動（如V含量不足）、碳化物偏析，導(dǎo)致基體強度不足；硬度偏低（48-50HRC），抗塑性變形能力弱。2.工藝方面：擠壓溫度接近500℃（H13鋼回火溫度通常560℃），長時間高溫導(dǎo)致模具軟化；擠壓速度1.2-1.5m/min偏快，增加熱應(yīng)力循環(huán)頻率。3.模具設(shè)計方面：可能存在結(jié)構(gòu)缺陷（如過渡圓角過小、分流橋厚度不足），導(dǎo)致應(yīng)力集中；模芯支撐結(jié)構(gòu)不合理，受金屬壓力易變形。4.維護(hù)方面：未定期進(jìn)行去應(yīng)力回火（正常應(yīng)每生產(chǎn)300根回火一次）；修模時過度打磨工作帶，導(dǎo)致模具整體厚度減薄，強度下降。改進(jìn)方案：1.材料優(yōu)化：選用進(jìn)口H13鋼（如德國1.2344），要求碳化物評級≤1.5級；調(diào)整熱處理工藝（淬火1030℃×1h，回火580℃×2h×3次），硬度提升至50-52HRC。2.工藝調(diào)整：降低擠壓溫度至460-480℃（減少熱軟化）；控制擠壓速度≤1.2m/min（降低熱循環(huán)