铝合金作为一种优良的铸造材料被广泛应用于航空航天、铁路机车等领域。相比于传统的钢铁铸造材料,其具有比强度高、耐腐蚀等优点。不仅在节省能源、保护环境等方面有着重要的应用,而且使用铝合金加工的铸件表面质量、尺寸精度比传统材料铸件要有着明显的优势。但是在实际生产中,待成型的铸件如果是形状复杂的铸件,往往需要多番试生产来改进铸造工艺,导致铸件生产周期延长,而且成品率不高。因此将计算机数值模拟技术应用到铸件浇注工艺设计中是一种行之有效的科学办法。本文应用计算机模拟软件对A356铝合金薄壁复杂铸件的铸造工艺进行模拟,通过对模拟结果进行分析,改进优化铸造方案,减少了铸件缺陷,提高了铸件质量。通过实际浇注对模拟结果进行了验证,结合模拟结果,分析了凝固条件对铸件组织的影响。本文首先对铸造过程数值模拟技术的理论基础进行了介绍,论述了铸造充型过程与凝固过程的数学模型,并介绍目前应用技术成熟的仿真模拟软件,对本课题所采用的Pro CAST软件的主要功能进行说明。为接下来的仿真模拟及工艺优化提供理论基础。通过三维造型软件将铸件三维建模后,对初始方案进行数值模拟,根据模拟结果分析可知,初始方案的充型过程整体上平稳有序,仅在底部内浇口位置有小部分金属液回流。在凝固过程中,由于铸件薄厚不均,铸件壁上较薄的位置散热较快,凝固顺序优先,导致薄壁上的凸起位置和底部较厚的位置在凝固时得不到周围金属液的补缩,形成缩松缩孔缺陷。随后,为提高铸件质量,对浇注系统进行重新设计和优化,通过对新工艺方案的模拟可以发现,铸件的缺陷主要集中在浇道及冒口的位置,铸件中基本无明显缺陷。以浇注温度、模具温度、浇注速度为变量进行正交试验,实验结果表明,新工艺的最佳参数组合为浇注温度为740℃,浇注速度为100mm/s,模具温度为200℃。在该浇注参数下,铝合金铸件充型速度平稳,凝固过程有序,整体无任何缺陷。在改进工厂现有条件下的铸造工艺后,为提高生产效率,又为工厂设计了一种更为先进的低压铸造工艺方案。通过ProCAST软件对铝合金薄壁复杂铸件的低压铸造工艺进行了模拟,通过对充型过程及凝固过程的模拟结果进行分析,改进低压铸造工艺,提高产品的成品率。最后,通过实验对ProCAST软件的重力砂型铸造模拟结果进行了实验验证,验证了设计的浇注方案的可行性。通过对模拟结果与试验结果分析,总结了铸件的凝固条件对铸件组织的影响。通过上述试验可以表明,对于结构复杂、壁厚不均匀的铝合金铸件,在铸造过程中通过数值模拟软件优化工艺方案和工艺参数,可以有效地提高铸造产品质量。