在工业和市政等管道系统中,塑料弯管的需求日益增加。弯管接头作为管路的一种关键部件,管道弯曲处受力最复杂,弯管接头既承受高水平的应力,又是管道系统中最易磨损的部位,且为不均匀磨损,一旦破裂将危及生产和生活安全。大弯径比塑料弯管接头在实际应用中有可降低管道流体阻力、增加流量系数、减小压力损失、提升管道安全等优点,因而具有较广阔的应用前景。本文提出一套新型大弯径比塑料弯管接头注塑模具结构,开展了基于数值模拟仿真的模具结构设计和优化,通过正交试验研究了注塑成型工艺对弯管接头质量的影响因素及规律,并通过注塑成型实验研究获得了合格的弯径比为2.67的PVC塑料弯管接头制品,为提高塑料弯管接头的质量,尺寸精度,降低成本提供理论基础。本文以壁厚为3mm、内径为30mm、弯径为80mm的PVC塑料弯管接头产品为研究对象,开展了大弯径比塑料弯管接头注塑模具结构设计和优化。建立了基于二板式的一模四件、8个侧向抽芯机构、4个90°弯曲型芯和采用齿轮齿条实现旋转抽芯的模具结构。在此基础上,采用Moldflow数值模拟软件对四种模具结构方案的填充、冷却过程分析,获得了最优浇注系统结构参数为:主流道小端直径8mm,锥度3°,分流道直径为8mm,浇口直径3mm,在分型面开设排气槽,冷却回路直径11mm。获得模具结构参数对熔接痕缺陷的影响规律,优化后的结构方案使得熔接痕得到有效消除。开展了基于正交试验的工艺参数研究和成型工艺实验研究,以注塑温度、模具温度、成型时间、保压时间、保压压力这5个重要因素开展正交试验,获得影响熔接痕产生的最显著因素是注塑温度和保压时间,其次是模具温度、保压压力,注塑时间的影响最小。获得无熔接痕缺陷的最佳工艺参数组合为:注塑温度190℃、模具温度45℃、注塑时间0.8s、保压时间14s、保压压力90MPa。开展了成型工艺实验研究,研究了注塑温度(160℃、170、180℃、190℃)和模具温度(30℃、35℃、40℃、45℃)对制品熔接痕、收缩率的影响。随注塑温度升高,料流汇合处熔接痕逐渐减小,160℃和170℃时熔接痕较长,190℃时熔接痕消除;弯管接口处收缩率随注塑温度升高而提高,在注塑温度达到180℃后,温度对制品的尺寸收缩影响不明显;随模具温度升高熔接痕减小,接口处收缩率先增大后减小。工艺实验在注塑温度为190℃、模具温度为45℃时,获得了质量合格的弯径比为2.67的PVC塑料弯管接头制品。