铸件凝固过程的数值模拟是当前铸造工艺研究的重要方法.本文根据华北石油二机厂的生产要求,在建立铸件凝固过程数值模拟分析系统的基础上,以三种防喷器铸件为研究对象,对其凝固过程的缩孔、缩松形成与铸造工艺改进开展了系统的研究.根据铸件凝固理论,建立了基于傅立叶非稳定微分方程的铸件凝固数值模拟的数学模型,以有限差分法作为数值模拟的计算方法.铸型/铸件系统的热物性是铸件凝固模拟的重要参数,本文围绕铸钢件常用材料类型,建立了凝固模拟热物性参数数据库.采用Pro/ENGINEER进行三维实体造型,然后以stl文件格式输入到温度场模拟软件Expert中进行温度场数值模拟计算,进而预测铸件在凝固过程中的缩孔缩松.对实际生产中的三种防喷器的缩孔缩松进行了模拟计算及生产验证,结果表明,Expert软件可以对现行工艺设计方案进行评价,Pro/ENGINEER可以对原工艺方案进行优化设计,综合建立的铸件凝固模拟分析系统已在实际生产应用中取得了显著的经济效益.