消失模铸造是21世纪绿色铸造技术,近年来在复杂高质量铸件中得到广泛应用,而国内消失模铸造市场在单件小批柔性化的需求越来越强烈。国内外泡沫塑料模样成形的主要工艺技术有发泡成形、电热丝切割成形等技术,发泡成形技术适合大批量制造,电热丝切割成形工艺汽化温控较复杂,导致成形率低等问题,国外有干式铣削类成形工艺,但国内鲜见这种工艺的深入研究和探讨,故尽快解决数控加工成形工艺成为当前最迫切的问题。所以开展了消失模铸造泡沫塑料的数字化绿色化制造加工工艺研究。首先,根据泡沫塑料的正十二面体五边形结构模型和加工实验,发现珠粒剥离是其主要加工缺陷,加工刀具和加工参数是其加工的主要影响因素。根据刀具的运动和切削力分析,得到结论:刀具造成珠粒剥离缺陷的部位是刀具前刀面、容屑槽等区域;刀具径向前角是导致前刀面影响泡沫塑料珠粒剥离现象的主要因素,径向前角越大切削力越小,珠粒剥离现象发生越少;刀刃齿数在6刃以上切削力趋于一常数稳定下来;螺旋角在35°左右有最佳切削力值,排屑也较顺畅,切削力取得极小值。其次,为减小刀具结构参数引起的加工误差,研究了刀具参数(螺旋角、径向前角和刀刃齿数)对模型成形质量的影响,并分析了切削过程中刀具的变形问题,最后得到了刀具选择依据:径向前角应尽可能大,径向前角对改善切削状态的影响到关重要;螺旋角在粗加工时最好选用35°左右,成形质量高;刀刃齿数在6刃以上成形质量较好。切屑在容屑槽中的堆积,导致了珠粒剥离现象产生,而切屑产生率和排屑率是影响切屑堆积的因素。故研究各刀具结构参数的真正目的是如何提高排屑率。再次,在泡沫塑料模样成形刀具优选的基础上,研究了消失模成形机加工参数(主轴转速、进给速度、进给量等)对泡沫塑料模样成形质量的影响及不同种类泡沫塑料的加工规律。进行了共聚物和聚苯乙烯两种材料加工实验研究,分别分析主轴转速、进给量、切削深度和进给速度对尺寸精度、表面粗糙度和表面凹坑占比的影响。研究表明,在相同刀具相同加工参数下,共聚物的加工性能要优于聚苯乙烯的加工性能,各因素对两种材料加工成形影响规律基本相同;为提高加工效率,在保证加工质量的基础上,主轴转速应设定在7800r/min左右,侧铣成形可采用变进给量或端铣变切削深度的粗加工一次成形。由容屑槽中积屑导致珠粒剥离的原理可知,加工参数是主要目的是减小单位长度上刀刃切屑产生率。最后,为了减小现有消失模铸造中的铸件变形,充分利用消失模铸造和无模砂型铸造两种工艺的优势,在消失模优质高效加工工艺研究的基础上,提出了一种砂型消失模复合成形工艺,并采用该工艺进行了汽车轮毂生产验证。通过研究,得到了制做过程中从CAD到泡沫模样再到铸件的成形质量变化规律:泡沫模型加工可将模型整体尺寸变形控制在0.2mm/100mm以内,最终的铸件的变形量为1.295mm/100mm,是泡沫切削模型的6.5倍;泡沫模型的表面粗糙度为所以为17.36um,铸件表面粗糙度为28.41um,铸件表面粗糙度是泡沫模型表面粗糙度的3倍;泡沫模型的表面凹坑占比为7.03%,铸件表面凹坑占比为31.3%,是泡沫的4倍左右。使用该方法能够得到较好质量的铸件,为消失模铸造提供了一种新的参考工艺。