汽轮发电机是我国目前甚至今后几十年内的主要产电设备。汽发机的产电能力、产品质量直接影响着我国电力事业的发展。半线圈作为汽发机发电的核心组件,许多学者对它的结构设计、加工方法进行了研究,使得半线圈的结构越来越优化,产品质量得到不断提升。鉴于以上背景,本文对汽发机半线圈及其模具的三维设计和数控加工方法进行研究,主要工作如下：综述国内外汽发机发展概况,介绍汽发机半线圈结构设计、半线圈模具设计、半线圈模具加工,快速设计技术及其应用的发展现状。在分析半线圈结构的基础上,对半线圈中目前设计表达存在困难的锥面上空间渐开线缠绕结构,通过分析空间渐开线的几种生成方法,找到最适合用于汽发机半线圈建模的空间渐开线生成方法。利用CATIA知识工程模块,研究汽发机半线圈的快速精确建模方法,实现半线圈的参数化设计。通过检查半线圈中心线与平面设计要求的一致性和其在锥体上的位置,检查建模结果,三维表达与设计要求完全一致,设计方法满足设计要求。利用参数化设计和骨架设计思想,对汽发机半线圈模具的快速设计方法进行研究。对半线圈模具分类整理,通过建立零件模板和装配体模板并发布参数的方式实现模具的快速设计,大大减少设计工作量。同时将模具工程图添加到装配体模板,在调用模板实例化时自动生成对应工程图。针对半线圈加工过程繁琐,工人劳动强度大,加工质量得不到保障的问题,在半线圈模具的加工中引入数控加工法。实现了基于3-轴机床的划线样板加工法、锥体划线法,以及基于5-轴机床的空间曲面零件的数控加工,并以侧压铁为例进行仿真研究。仿真结果表明,在得到半线圈产品及其模具的精确三维设计模型后,采用数控加工方法,在CAITA中进行加工仿真再导出自动生成的加工代码,可快速、精确的得到半线圈模具,从而保证用模具加工出满足设计要求的半线圈产品,保障半线圈产品的质量。