断开式桥壳主要应用于拖拉机承重桥,据统计,桥壳在铸造过程中铸造缩松、缩孔缺陷发生率高达70%,造成使用过程中桥壳壳体渗油、漏油等现象时有发生,每年带来的经济损失高达100余万元。本文针对断开式桥壳铸件易产生缩孔缩松问题,在浇注系统方案设计的基础上,采用Procast有限元分析软件对金属液充型和凝固过程进行模拟仿真分析,提出铸造工艺优化方案,对从根本上解决桥壳的铸造缩孔缩松难题、提高桥壳产品质量具有重要的生产现实意义和推广价值。具体研究内容与结论如下:(1)在对断开式桥壳结构工艺性分析的基础上,设计了三种浇注系统方案。包括桥壳结构设计工艺合理性,主要原材料及辅料的质量控制,工艺参数、浇注位置、分型面、浇注温度等;结合浇注系统理论确定合理的内浇口为中注式,平均静压头设计最小值为246 mm,运用浇注比速法设计了封闭式、半封闭式、开放式三种不同截面积比例的浇注系统。(2)对桥壳充型凝固过程进行了数值模拟分析,得到了半封闭式为最佳浇注系统。运用Procast模拟软件分别对开放式、半封闭式和封闭式三种浇注系统进行桥壳充型凝固过程的数值模拟分析,得到了各浇注系统中流场、温度场变化规律,并据此判断开放式浇注系统最易产生缩孔和缩松,予以排除;在桥壳上表面容易形成热节的部分、缩孔位置附近增设冒口,在桥壳内部热节,在孤立液相区设置激冷冷铁,进一步运用Procast模拟软件对封闭式浇注系统和半封闭式浇注系统进行二次模拟,模拟结果表明半封闭式浇注系统能够更好的实现顺序凝固消除缩孔缩松铸造缺陷。(3)确定了半封闭式浇注工艺系统优化参数。浇注系统共有1个直浇道,1个横浇道,1个内浇道,内浇道截面积为22.5 cm~2,横浇道截面积为18 cm~2,直浇道截面积为27 cm~2。暗冒口设置于内浇道处,明冒口设置于桥壳上表面,冷铁设置于桥壳内腔处;浇注温度1580℃,浇注时间10 s。(4)用优化后的半封闭式浇注系统工艺铸造的断开式桥壳为试验样品,进行了气密性试验。试验结果表明,优化后的半封闭式浇注系统能够有效减少桥壳内半轴油封座位置的缩孔、缩松缺陷,故障率由原工艺的70%降低至3%左右。