近十年来,V法铸造工艺在国内被广泛应用。与日本、美国等国家一样,我国V法主要用于生产铸钢件,其铸件尺寸精度高,表面粗糙度低。但由于铸钢件合金成分不佳,冷却速度慢,结构不合理,从而阻碍了性能与生产效率的提升。国内大型工程机械,如:挖掘机挖斗和松土器支架,大多数采用钢板焊接而成,本课题基于华中科技大学与宜昌万鑫铸锻有限公司的合作项目,首次采用V法铸造工艺对松土器支架进行整体铸造并批量生产,期间深入现场实践,跟踪产品生产,开展对V法铸造工艺效率提升与铸件结构优化的研究。铸钢件的生产要点之一,要保证铸钢合金成分的配比协调;为此笔者前往武汉钢铁(集团)研究总院对合金钢的成分及熔炼进行深入学习,针对挖斗和松土器支架特定的工况制定合理的成分配比。接着对松土器支架的V法铸造工艺进行设计与分析,并采用华铸CAE进行凝固模拟,结合模拟结果与实际生产要求对产生的缩孔、缩松及粘砂等缺陷提出应对措施;确定模具制作及铸件的工艺生产方案,最终生产出尺寸精度高,表面粗糙度低的铸件。本文最后对松土器支架的结构作了进一步优化,并利用ANSYS有限元进行静态结构力学仿真模拟与分析,结合实际使用对产品结构提出了更优的设计方案,为后期生产出性能更好铸件奠定基础。