本文对无模化铸型数控切削快速制造技术进行了研究(以机械科学研究总院先进制造技术研究中心开发的铸型数控机床及其配套软件为研究平台),它是将数控加工技术和传统铸造技术的有机结合在一起的一种全新的铸型快速制造技术。该技术采用CAD模型直接驱动数控机床加工砂型获得浇注铸型,不需要传统的铸造木模;缩短了传统的铸型制造工艺流程,降低了铸型制造成本;满足了单件、小批量、大型、复杂结构金属件的高精度、高质量、短周期的试制需要。针对大型复杂铸型在铸型数控切削加工过程中遇到的问题,本文从以下几个方面对其进行了研究:采用了分块坎合组装加工方法加工大型复杂铸型,突破了设备尺寸的局限性;采用UG分模技术对铸型进行合理分块,分块时既研究了是否便于加工问题,又研究了加工精度和砂型的充分利用问题,实现了大型复杂铸型的加工,提高了铸型的加工效率和精度。利用优化软件在对铸型加工精度没有影响的条件下,合并掉大量微米级短线和改变毫米级短线或圆弧的运动方式对数控代码进行了优化。代码中的毫米或微米级圆弧及短线的存在,使得伺服系统不停地处在加速和减速过程中,严重影响了铸型的加工效率;通过对这些圆弧或短线的优化,减少了代码数量,从而缩短了大型复杂铸型的加工时间。进行了铸型加工过程中气动辅助排砂实验,通过斯托克斯方程,计算出吹动废砂的临界气流速度。采用负压吸砂和高压吹砂两种方式进行了废砂清理的实验对比,并采用了流体力学有限元法进行了气动排砂过程气流流场速度的分析。搭建了气动辅助吹沙实验装置,并以气嘴距离砂型平面的高度,喷嘴轴线与砂平面的夹角以及气流量为影响因素,进行了不同条件下的吹砂实验,通过对实验结果的分析,得到了影响排砂效果的主要因素,为铸型加工的废砂清理提供了优化方案。以汽车门检测模具铸型的加工为例,进行了大型复杂铸型数控切削实验,对铸型分块坎合组装方法,代码优化方式,气动辅助排砂方法进行实验验证;实验证明了铸型分块坎合组装加工方法的可行性;加工代码优化,气动辅助排砂方法的合理性。通过对汽车门检测模具铸型的加工实验,研究了铸型分块坎合组装方法,加工代码优化方式,气动辅助排砂方法,使得大型复杂零件铸型的快速制造工艺得到了进一步的优化,提高了设备的利用率,铸型的加工精度和加工效率;实现了大型复杂铸型的快速制造。