快速模具技术是3D打印技术与模具技术的结合,是一种快速制造模具的新方法、新工艺。本文以斜齿圆柱齿轮为研究对象,开发了一种将3D打印技术、硅橡胶快速模具技术、环氧树脂快速模具技术、水玻璃砂及覆膜砂铸造技术相结合的斜齿轮的精密铸造技术,运用铸造模拟软件Any Casting对其充型模拟过程以及凝固模拟过程进行流动分析及温度场分析。本文开发的该技术可制造出带有近似齿形的齿轮毛坯,缩短齿轮精密铸造的研发周期,降低研发成本。在对铸件的结构特点进行分析的基础上开展相关工艺设计,进行浇注位置的选择,确定分型面位置,进行砂芯、芯盒的尺寸计算和模型的设计,进行浇注系统和补缩系统的设计,设计出了开放式底注式浇注系统,为后续的数值模拟过程提供了工艺基础。通过Any Casting软件进行铸造模拟并分析结果,优化补缩系统,得到铸件在浇注温度为1650°C,浇口充型速度为20cm/s时,铸件充型过程平稳,凝固顺序合适,无明显的缩孔缩松缺陷,模拟结果满足铸件生产的要求。用3D打印技术打印出原型模具之后,进行硅橡胶模具的翻制,硅橡胶表面复制率高,弹性好,可以较好地复制出原型模具的表面形状。为了保证模具厚度合适,固化时间短,粘度合适,刷制精度高,进行硅橡胶配比实验研究。得到硅橡胶与固化剂的质量比为100:2时,硅橡胶的粘度合适,模具的固化时间最短,设置每次涂刷厚度为5mm,多次涂刷得到硅橡胶模具。因为硅橡胶模具质软,选择石膏作为硅橡胶模具的背层,使模具有足够的强度。为了使石膏背层有足够高的精度并且石膏浆料粘度合适,实验研究石膏和水的最佳配比,得到石膏粉末和水的混合比为100:40时,石膏背层粘度合适,得到的石膏背层的精度最高。用制得的硅橡胶模具来进行环氧树脂模具的翻制,环氧树脂模具是为了制覆膜砂型,需要满足耐高温的要求,本实验选择用耐高温的环氧树脂,制得的模具有足够的强度、硬度,可以保证在加热过程中,模具能保持原来的强度并且不变形。在探究制备环氧树脂模具的工艺时,添加铝粉能增加模具的导热性能,添加氧化铝和碳化硅粉末,能增加模具的硬度和耐磨性能,背层材料中加入玻璃纤维丝,可提高模具的强度,得出环氧树脂基料的质量分数为40%,固化剂为10%,铝粉为20%,碳化硅为14%,氧化铝为7%,短玻璃纤维为9%,环氧树脂的刷制粘度合适,制得的环氧树脂模具有较高的硬度。采用复合铸型,因为覆膜砂型成型速度快,精度较高,适于用来成型复杂曲面的齿轮齿廓。用水玻璃砂组成上、下型腔,覆膜砂型用来成型齿轮齿廓,该工艺方法既可以保证得到近似齿形的铸件,又可以有效降低生产成本,得到精度较高的产品。