模压成型(Compression Molding)作为聚合物高压成型技术,有其无可替代的优越性。模压成型制品质量轻、内应力小、收缩率低、翘曲变形小、机械性能稳定,尤其是力学性能好,特别适于成型高聚物机械制品,很多模压制品是为了替代金属制品而制备的,也正是因为这样,模压成型有着广阔的应用前景。但传统模压成型存在制品精度低的缺点,甚至其模具型腔设计仍然沿用传统的高成本、低效率的试模法,虽然计算机辅助技术已经在注射、挤出等模具设计中得到广泛的应用,但是专注于压塑模具的计算机辅助技术却十分匮乏,这在一定程度上限制了模压成型的发展。本课题旨在改变这一现状,研究一种新的压塑模具设计方法,降低模具设计成本,提高制品精度。论文研究了模压成型中物料在型腔内的受力状态,发现物料接近固态时轴向压力与型腔深度呈幂指数函数递减变化规律,此规律可以用于指导成型压力的选择。论文以有限元数值模拟技术作为辅助手段,采用单独变量实验法,对制品收缩率的影响因素、结构组成、权重规律和变化规律进行研究。研究发现对收缩率影响较大的因素是模压成型过程中的成型压力、成型温度、保压时间工艺条件；制品的收缩率是由模具弹性变形、模具热变形、制品弹性恢复、制品冷却收缩和“残余收缩”共同构成；其中,权重最大的是“残余收缩”；模具弹性变形、制品弹性恢复和模具热变形、制品冷却收缩分别与成型压力和成型温度呈线性相关关系,成型压力、成型温度、保压时间在一范围内,“残余收缩”呈现出一定的稳定性。论文以收缩率的研究结果为基础,提出了基于Ansys Workbench有限元数值模拟技术的“型腔逆向尺寸设计方法”。该方法认为传统的收缩率波动范围大,以平均收缩率计算模具型腔尺寸的方法不能够满足不同工艺条件、不同型腔结构的需要。该方法利用有限元数值模拟技术计算收缩率中会随工艺条件和型腔结构变化的部分,然后与收缩率中不变的部分相结合,得出制品对应工艺条件、对应型腔结构时的收缩率,以此修正型腔尺寸。用“型腔逆向尺寸设计方法”设计出的模具进行试验研究,发现用该方法设计的模具相对于传统的模具设计方法,提高了制品精度。由此得出基于收缩率组成规律和变化规律的“型腔逆向尺寸设计方法”在模具设计方面具有可行性,在提高制品精度方面具有有效性。