铸造是液态金属先充填铸件的型腔,然后在其中受冷凝固的过程。充型过程和凝固过程对最后的铸件质量好坏起到至关重要的作用,对缩孔、缩松、气孔、夹渣等铸造缺陷的产生有直接影响。因此,利用铸造CAE软件模拟充型和凝固过程,探究液态金属充填型腔的充型顺序以及充型过程中的温度变化,探究凝固过程中的凝固次序以及温度场分布,分析缺陷的形成机理及分布规律,进而优化工艺参数、改进铸造工艺,降低铸件缺陷率,提高生产效率。本课题以金属型铸造水泵活塞为凝固模拟研究对象,通过华铸CAE软件进行数值模拟,分析缩孔、缩松的分布及参数改变对其影响,寻找最佳的浇冒口系统、浇注温度及模具温度；以压铸割草机活塞为充型模拟研究对象,通过Flow-3D软件进行数值模拟,分析气孔、夹渣的形成及分布机理,寻找最佳充型速度参数。针对水泵活塞的结构特点,设计出合适的浇注系统、顶冒口及侧冒口的尺寸,模拟试加冒口、底注式工艺,改进顶冒口及侧冒口的尺寸,将浇注方式由底注改为中注,模拟改进冒口、中注式工艺,由模拟结果分析得到最优的浇冒口系统为改进冒口、中注式工艺。在最优的浇冒口系统基础上,模具预热温度选择为200℃,浇注温度选取在700-800℃之间,模拟缩孔、缩松的分布,由模拟结果分析得到最佳的浇注温度为780℃；浇注温度选择为780℃,模具预热温度选取在160-260℃之间,模拟缩孔、缩松的分布,由模拟结果分析得到最佳的模具温度为200℃。应用改进冒口、中注式工艺,选择浇注温度780℃、模具温度200℃,以此模拟得出的最优工艺参数进行生产,最终得到的铸件表面质量好、内部无孔洞,缩孔、缩松缺陷率始终在5%以内,达到了预期目标。针对割草机活塞的结构特点,设定浇注温度为680℃,模具预热温度为200℃,充型速度选取在50-500cm/s之间,模拟得到不同充型速度下的夹渣量和卷气体积变化曲线。通过模拟结果分析,充型速度越小,充型时间越长,高温合金液与铸型反应生产的氧化物越多,更重要的是,夹渣不能及时顺着液流排到渣包,所以铸件表面的夹渣量越多；充型速度越大,合金液填充型腔时卷入的气体越多,碰撞上面型壁后回落时包裹的气体越多,并且不能从排气槽及时排出,所以铸件内部出现的气孔越多。试验选择性地做了充型速度50cm/s、200cm/s、400cm/s条件下的压铸实验,从得到的活塞可以发现,充型速度从50cm/s变化到200cm/s时,夹渣缺陷大部分被消除,充型速度从400cm/s变化到200cm/s时,气孔缺陷减少了很多,与模拟结果得到的变化趋势一致。