球墨铸铁因其良好的力学性能、铸造性能及较低的生产成本,得到越来越广泛的应用,球墨铸铁件占铸件总产量比例逐年升高。但由于球墨铸铁件凝固过程中产生的石墨化膨胀,对铸型有压力作用,冒口的大小需要综合考虑多种因素而计算复杂;并且球墨铸铁件结构越来越复杂,冒口定位效率低,因此复杂球墨铸铁件的冒口设计比较困难,从而导致目前的球墨铸铁件铸造工艺CAD系统比较少且功能不够完善,其中的冒口设计模块定位慢,不能针对不同铸型强度进行相应冒口设计。为此,本文进行了复杂球墨铸铁件冒口设计方法及铸造工艺CAD系统的研究,主要研究工作如下。首先,建立复杂球墨铸铁件冒口设计方法。该冒口设计方法包含冒口定位和冒口计算,在应用距离场计算几何热节技术的基础上建立基于几何热节的复杂球墨铸铁件冒口定位方法;同时以收缩模数法为基础,引入铸型强度因素,设计数值模拟方案,借助华铸CAE平台进行模拟,分析归纳数据建立考虑铸型强度的球墨铸铁件冒口计算方法。其次,基于复杂球墨铸铁件冒口设计方法开发复杂球墨铸铁件铸造工艺CAD系统。根据铸造工艺流程设计球墨铸铁件铸造工艺CAD系统的总体方案,包括系统结构设计、数据库设计和功能设计,详细介绍各功能模块(系统初始化模块、工艺参数模块、冒口系统模块、冷铁系统模块及浇注系统模块)的设计理论和开发流程。最后,将该系统应用于某企业的两个典型复杂球墨铸铁件。采用该铸造工艺CAD系统设计的铸造工艺进行数值模拟并开展实验,结果表明铸件出现的缩孔缩松缺陷较少,铸造工艺设计包括冒口设计合理。该铸造工艺设计系统可以给复杂球墨铸铁件提供冒口定位功能,并且可以根据铸型强度的变化设计对应的合适冒口。