塑料弯管是热水器的重要组成部件,用于上下水及过滤杂质,生产塑料弯管模具的型芯失效,导致企业生产成本增大。为提高模具寿命、保证塑料产品的成型质量,本文以塑料弯管模具为研究对象,进行塑料弯管模具型芯服役分析,并选用几种常用塑料模具钢进行使用性能的相关试验,开展塑料模具选材及塑料模具钢性能研究。本文的主要研究内容和结论如下:根据塑料弯管图纸其三维模型,在Moldflow软件中建立注塑成型仿真模型并进行模流分析,在分析结果中得到注塑成型过程中型芯表面的温度、压力变化曲线。结合注塑成型分析结果,利用ANSYS软件对模具进行有限元分析,得到型芯表面的温度场及变形结果,分析结果表明型芯在其服役条件下可能出现的变形会对塑件成型质量造成一定影响。通过调研弯管模具工作条件、生产信息等,进行型芯的失效分析,探讨其失效的原因并提出改进措施。失效分析结果表明:型芯失效的原因是型芯表面加工不良,加工刀痕处在注塑成型工作环境下受到机械应力、压力、摩擦、冷热循环等出现应力集中,型芯工作过程中存在润滑不良、塑料硬质颗粒刮擦及升温软化等的共同作用下,导致开裂、变形及表面磨损失效。选用塑料模具钢设计并进行试验,对塑料模具钢的抗变形能力、耐磨性及冷热疲劳性能进行分析,综合各方面因素进行塑料模具钢的选材及性能研究。可得到结论:对塑料模具钢使用性能影响较大的性能参数是弹性模量、屈服强度及硬度,即塑料模具选材时可选用具有较高的强度和刚度、较高的耐磨性的塑料模具钢,研究结果可对塑料模具钢选材提供依据。本文采用计算机仿真模拟与试验方法相结合的方式对塑料模具钢选材及性能进行研究,所取得的结果具有工程应用价值。