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船用桨毂体是调距螺旋桨装置的核心部件之一,它既是推进功率的承载部件,又是调距的最终执行机构。船用桨毂体具有外形尺寸大、壁薄、结构复杂等特点,仅依靠实验手段研究其铸造工艺较为困难,利用数值模拟手段可以对桨毂体的铸造过程进行有效研究。本课题运用有限元方法对重力铸造、离心铸造和低压铸造三种工艺方案的铸造过程进行数值模拟,并结合铸造实验,得到船用桨毂体的最佳铸造方案。基于对铸件充型和凝固过程的数学描述,应用ProCAST有限元软件完成对三种铸造工艺方案的充型和凝固过程数值模拟研究。三种铸造方案的浇注温度都为1110℃。重力铸造、离心铸造和低压铸造的铸型预热温度分别为100℃,30℃和600℃。低压铸造的压力曲线根据帕斯卡原理制定。离心铸造的离心转速为150r/min。与数值模拟的相关参数相一致,进行了相关的铸造实验。利用测温装置测得实验中铸件的凝固曲线,应用反算法求解三种铸造方案的铸件/铸型界面换热系数。通过不断将实测凝固曲线和模拟凝固曲线进行比对,调整界面换热系数值使得模拟凝固曲线与实测凝固曲线趋于一致,得到重力铸造、离心铸造和低压铸造的界面换热系数分别为：800,1000,3500W·m-2K-1。流场计算结果表明,重力铸造、离心铸造和低压铸造三种铸造方案的充型过程都非常平稳,均适合生产高质量的船用桨毂体铸件。温度场计算结果表明,重力铸造下的铸件没有实现顺序凝固,冒口对铸件的补缩通道被阻碍；低压铸造下的浇注系统对铸件的补缩通道也被阻塞；而离心铸造下的铸件实现了自下而上的顺序凝固,冒口中的熔体可以很好的补缩铸件。因此,选择离心铸造方案制备高致密度、高质量的桨毂体。对离心铸造制备桨毂体的缺陷进行分析,确定了制备桨毂体的最佳工艺参数。研究了浇注温度、铸型预热温度和离心转速对铸件内的缩松缺陷的影响。得到制备桨毂体的最佳工艺参数为：过热度50℃,铸型预热温度300℃,离心转速150r/min。