为了适应当今工业朝着高、精、尖方向发展的需要,机床作为工业之母在这一进程中扮演着举足轻重的角色。立柱作为大型高档数控机床的主要部件之一,立柱铸件生产质量的优良与否与数控机床的工作寿命及其加工对象的精度高低是息息相关的。随着工业产品对零件加工精度的要求日趋严苛,大型高档数控机床对于立柱部件的刚度、抗偏载能力以及定位精度等各方面性能也提出了更高的要求。因此,要保证立柱具有足够的强度和加工精度,就要求在立柱的铸造过程中防止铸造缺陷的产生。传统的铸造方法一般都是依靠经验积累来进行工艺设计,这样不仅容易造成材料的极大浪费而且很难保证产品的质量。本文以27系列龙门镗铣床立柱为研究对象,采用PROCAST数值模拟仿真软件对立柱的铸造过程进行数值模拟研究,并且根据企业的生产条件设计、改进了生产工艺,减少了铸造缺陷的产生。本文首先根据“卧浇底注”浇注理论对立柱的浇注系统进行了设计,并通过Proe5.0建立了初始方案的三维模型,然后在有限元铸造工艺数值模拟系统PROCAST中对立柱的铸造过程进行数值模拟。通过分析立柱充型过程的温度场与速度场变化以及凝固传热过程的温度场变化,最终对铸件可能会产生的各种铸造缺陷进行了可靠的模拟预测。本文通过对模拟结果进行分析,讨论了浇道对铁水充型流速的影响以及铸件凝固速度对铸件缺陷的影响;通过多次试验后对初始方案进行了改进,确定了比较合理的进水方式以及冷铁、通气冒口的分布方式;通过有限差分模拟软件Anycasting对改进方案进行了验证,两种软件对铸件缺陷的预测具有较好的一致性。最后采用与仿真实验完全相同的铸造工艺制作了实验件对改进工艺进行了验证,实验结果有力验证了模拟仿真分析结果的可靠性。通过数值模拟仿真软件对铸件的铸造工艺进行设计可以快捷直观地观察到该工艺生产质量的好坏,以便工程师随时对工艺进行调整。这样不仅可以缩短设计时间周期,还可以帮助企业在降低物料成本的前提下提高铸件的良品率,对于企业生产复杂大型铸件具有很好的指导意义。