高压涡轮转子叶片是航空发动机的关键零件。由于叶片内部含有复杂的冷却通道,需采用熔模铸造法进行生产。在熔模铸造工艺中,蜡型的形状最终被传递到铸件上,是决定铸件精度的重要因素。蜡型需要在模具中进行压制,寻求一种成型精度高并且经济实用的叶片蜡型快速模具制作方法具有重要意义。本文针对现有涡轮叶片蜡型快速模具存在散热性差的问题,采用CAD/CAM/CAE技术,对一种金属材料随形冷却蜡型模具的设计与蜡型成型仿真进行了研究。首先,在建立涡轮叶片蜡型模具型腔体CAD模型的基础上,提出了一种基于“嵌管铸造”的叶片蜡型模具快速制作方法,其中包括陶瓷型芯的定位方法;其次,结合CAD建模与ANSYS冷却仿真,对涡轮叶片蜡型模具的随形冷却管路进行了设计,得到了温度均匀性良好的冷却结果;最后使用Moldflow软件对涡轮叶片蜡型进行了成型仿真分析,初步论证本随形冷却模具方案的可行性。对比随形冷却模具与直道冷却模具所注射蜡型的翘曲变形结果可知,随形冷却模具所成型蜡型的冷却不均变形为0.019mm,比直道冷却模具降低了2/3,且冷却时间减少了44秒,冷却效率和冷却均匀性都大大提高,仿真结果表明本文所提出的蜡型快速模具方案具有较高的实用价值。