1、模壓成型(Compression Molding)作為聚合物高壓成型技術(shù)，有其無可替代的優(yōu)越性。模壓成型制品質(zhì)量輕、內(nèi)應(yīng)力小、收縮率低、翹曲變形小、機(jī)械性能穩(wěn)定，尤其是力學(xué)性能好，特別適于成型高聚物機(jī)械制品，很多模壓制品是為了替代金屬制品而制備的，也正是因?yàn)檫@樣，模壓成型有著廣闊的應(yīng)用前景。但傳統(tǒng)模壓成型存在制品精度低的缺點(diǎn)，甚至其模具型腔設(shè)計(jì)仍然沿用傳統(tǒng)的高成本、低效率的試模法，雖然計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)在注射、擠出等模具設(shè)計(jì)中得到廣泛的

2、應(yīng)用，但是專注于壓塑模具的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)卻十分匱乏，這在一定程度上限制了模壓成型的發(fā)展。
　　本文研究了模壓成型中物料在型腔內(nèi)的受力狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)物料接近固態(tài)時(shí)軸向壓力與型腔深度呈冪指數(shù)函數(shù)遞減變化規(guī)律，此規(guī)律可以用于指導(dǎo)成型壓力的選擇。以有限元數(shù)值模擬技術(shù)作為輔助手段，采用單獨(dú)變量實(shí)驗(yàn)法，對(duì)制品收縮率的影響因素、結(jié)構(gòu)組成、權(quán)重規(guī)律和變化規(guī)律進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)收縮率影響較大的因素是模壓成型過程中的成型壓力、成型溫度、保壓時(shí)間工藝條件

3、;制品的收縮率是由模具彈性變形、模具熱變形、制品彈性恢復(fù)、制品冷卻收縮和“殘余收縮”共同構(gòu)成;其中，權(quán)重最大的是“殘余收縮”;模具彈性變形、制品彈性恢復(fù)和模具熱變形、制品冷卻收縮分別與成型壓力和成型溫度呈線性相關(guān)關(guān)系，成型壓力、成型溫度、保壓時(shí)間在一范圍內(nèi)，“殘余收縮”呈現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性。以收縮率的研究結(jié)果為基礎(chǔ)，提出了基于Ansys Workbench有限元數(shù)值模擬技術(shù)的“型腔逆向尺寸設(shè)計(jì)方法”。該方法認(rèn)為傳統(tǒng)的收縮率波動(dòng)范圍大，以平

4、均收縮率計(jì)算模具型腔尺寸的方法不能夠滿足不同工藝條件、不同型腔結(jié)構(gòu)的需要。該方法利用有限元數(shù)值模擬技術(shù)計(jì)算收縮率中會(huì)隨工藝條件和型腔結(jié)構(gòu)變化的部分，然后與收縮率中不變的部分相結(jié)合，得出制品對(duì)應(yīng)工藝條件、對(duì)應(yīng)型腔結(jié)構(gòu)時(shí)的收縮率，以此修正型腔尺寸。用“型腔逆向尺寸設(shè)計(jì)方法”設(shè)計(jì)出的模具進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)用該方法設(shè)計(jì)的模具相對(duì)于傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法，提高了制品精度。由此得出基于收縮率組成規(guī)律和變化規(guī)律的“型腔逆向尺寸設(shè)計(jì)方法”在模具設(shè)計(jì)方面具有