涡轮增压器压壳形状复杂,曲面多,在铸造过程中工艺控制困难,容易产生各种铸造缺陷。本文主要针对其铸造缺陷中的飞边和缩孔缩松问题,结合数值仿真模拟和实验验证的方法进行了涡轮增压器压壳铸造过程研究、缺陷预测、缺陷补偿和工艺参数优化。首先对铸造过程热变形理论进行了探究,建立了求解热变形问题的方程组,结合初始条件和边界条件,从理论上解决热变形问题;在热变形理论的支持下,通过Abaqus软件对模具的热变形过程进行了数值模拟,排除了设备等的影响,确定了压壳铸件产生飞边缺陷的原因是由于模具在铸造成型过程中受热变形不协调,引起分型面上产生附加间隙,熔融金属液进入模具间隙,冷却后成为飞边。然后在模拟的基础上,测算了飞边产生的位置及大小,在模具结构上进行补偿,使得模具热变形后分型面成为一个平面,不再有间隙的存在,消除了铸造飞边。随后进行预热合模实验,验证了模具修正方法对消除铸造飞边的可行性,通过实际制造模具并进行压壳件试生产,得到了符合要求没有飞边的压壳铸件,证明了模具热变形补偿方法的有效性。其次先运用控制变量法从理论上探究了预热温度和平衡温度对金属液和铸型两者接触界面平衡温度的影响,得出结论:当浇注温度和金属液/模具型腔质量比bM一定时,平衡温度与预热温度呈正相关关系,最终将趋于某一值;当预热温度和bM一定时,平衡温度与浇注温度呈正相关;在预热温度和浇注温度都一定的情况下,当0bM?时,平衡温度近似于预热温度,且随着bM增大,平衡温度也增大,当bM增大到一定范围后,平衡温度趋向于浇注温度。再对模具温度场进行分析,探究模具预热温度和金属液浇注温度对模具热变形的影响,得出结论:一定情况下,预热温度越高,飞边越大;浇注温度越高,飞边越小,因此,在合适的范围内,预热温度尽量取小,浇注温度尽量取大,才可以减小飞边量。随后对铸件充型及凝固理论进行了研究,建立了压壳充型及凝固的数学模型,采用有限差分法,从理论上实现了对充型凝固过程的求解。在理论的支持下,基于参数化建模,建立压壳的三维模型,对涡轮增压器压壳进行铸造过程模拟,得到了金属液充型凝固过程的温度场和流场分布规律,基于Porosity判据和Niyama判据预测了铸造过程中的缩孔缩松缺陷。依据浇冒口设计原理和铸件补缩原理,根据缩孔缩松缺陷的分布规律,提出了对应的浇冒口设计方案及工艺改进方案,并进行铸件试制,通过孔隙率金相检测验证了方案的有效性。最后基于控制变量法,探究了预热温度和浇注温度对铸件质量的影响规律,得出结论:在合适的浇注温度范围内,浇注温度的增加有利于铸件充型,有利于冒口对铸件的补缩;在合适的预热温度范围内,预热温度越高,铸件温度分布越合理,越有利于浇冒口对铸件的补缩。随后进行铸造实验,通过孔隙率金相检测,验证了规律的正确性。