本文以ZL205A应力框为研究对象,利用Pro CAST软件研究了应力框不加控制条件下的应力分布及变形规律,并根据应力框的变形特点及机理,设计、研究了通过在铸型中加入加热冷却装置,控制应力框的粗细杆冷却条件及温度差异,减小铸造应力,控制铸件变形的可行性。在此基础上,利用Pro CAST模拟研究了筒形壳体铸件的变形规律,并将这种温度控制方法运用到筒形壳体铸件的变形控制当中,以实现对筒形壳体铸件变形的控制。通过Gleeble热压缩实验,测定了ZL205A合金在常温和高温条件下的应力应变曲线,获得了Pro CAST应力场模拟所需的高温力学性能参数,并根据相关文献所提供的ZL205A热物性参数,树脂砂的热物性参数和力学性能参数建立了铸造应力场模拟所需的材料数据库。对应力框不加控制条件下的变形规律进行了研究分析,根据应力框的变形原因及规律,设计了在应力框粗细杆上下部位的铸型内部预埋温度控制管道,对细杆进行电热丝加热或对粗杆进行空气冷却的温度控制方案。研究了细杆加热温度和细杆局部预热时间和粗杆的冷却气体流速等单一因素对应力框铸造应力及变形的影响规律,结果表明只要能够减小铸件各部位的温度差异,就能减小由于铸造热应力导致的铸件变形。在模拟研究的基础上,进行了实际的应力框浇注实验,热电偶测得的温度曲线与模拟结果一致,采用超声波法对应力框的细杆端部沿杆方向的应力进行了测量,发现进行温度控制后的应力框的残余应力有明显减小,验证了温度控制方法控制铸件变形的可行性。对不均匀壁厚的薄壁筒形件的应力分布及变形规律进行了研究,发现由于薄厚壁冷却速度不一致,在筒形件凝固冷却过程中,沿筒形件的圆周方向、半径方向以及高度方向均会产生不同程度的不均匀的收缩变形和翘曲变形。根据筒形件的变形特点,参照应力框模拟实验,设计筒形件温度控制方案,采用正交试验的方法,模拟研究加热温度、局部预热时间、冷却空气流速、落砂温度对筒形铸件变形的影响,并获得最佳的变形控制方案。