F型货运车钩是我国现行的应用最广的货运车钩。但是目前由于铸件内部普遍存在的缩松缺陷，导致国产的F型货运车钩性能还不能满足国内的需要。本文首先分析了货运车钩及其数值模拟的国内外研究现状及发展方向，然后以Procast为研究媒介，设计物理实验，通过数值模拟反向求解的方法确定了在1300℃-1560℃时，E级钢与树脂砂型的界面换热系数约为813.72W/m~2·K。对工厂给出的F型货运车钩的原始铸造工艺进行数值模拟，发现其主要的缺陷分布在结构复杂的车钩头部。根据数值模拟分析结果，对F型货运车钩的浇注温度、充型时间进行优化。结果发现在一定范围内改变浇注温度、充型时间并不能对F型货运车钩的缺陷分布造成明显影响。因此维持原工艺的浇注温度、充型时间不变，在1540℃-1580℃浇注、20s-25s充型。通过34组数值模拟对F型货运车钩的浇注系统和冒口设计进行了较为全面的优化，得到了满意的结果。经多次模拟验证，优化后的铸造工艺使得F型货运车钩内部完全消除了宏观缺陷，达到了课题要求。