采煤机作为一种现代化的采煤机械,因其具有生产效率高和生产成本低的特点在我国得到了快速发展和普及。滑靴是采煤机底座上一个重要承载部件,随着采煤机质量的不断增加,对滑靴各项性能的要求也越来越高,其铸件质量的好坏,直接影响采煤机的工作效率。因此,利用铸造工艺仿真软件,在实际生产之前,通过对铸件充型、凝固过程的分析,来预测铸件可能产生的缺陷以及缺陷产生的位置,并在浇注前就采取有效措施,合理设计浇注系统,减少或避免缺陷的产生,就显得尤为重要。本文以采煤机导向滑靴为研究对象,利用铸造工艺仿真软件Pro CAST对其充型凝固过程进行数值模拟分析。首先,通过对导向滑靴进行结构及应力分析,结合实际的生产经验,对浇注系统进行了设计,并对冒口的位置、形状、尺寸的选择进行了确定,制定出了原始铸造工艺方案。利用Pro/E软件对滑靴的铸造工艺建立了实体模型。其次,利用铸造工艺仿真软件Pro CAST对铸造工艺方案进行了模型导入、网格划分、工艺参数设定及数值模拟运算。通过对工艺充型过程和凝固过程详细分析,预测出了可能存在的缩松、缩孔等内部缺陷存在的位置及大小。再次,通过设置冷铁的方法消除铸件中的缩孔缩松缺陷,并对冷铁模型进行了计算。模拟发现,改进后的工艺中,在耳板端部及冒口间区域等易出现缩孔缩松缺陷的部位放置了冷铁,提高了该处的凝固速度,避免凝固时出现孤立液相区,进而消除该部位的缩孔缺陷。最后,按设计好的导向滑靴的两种铸造工艺进行了实际浇注,并对样品进行了超声波探伤检测、解剖检测,发现实际生产状况与模拟结果基本相符。另外,对铸件试样进行显微组织分析及力学性能测试,结果表明力学性能基本达到要求。通过对导向滑靴铸造工艺过程的数值模拟,实现了数值模拟技术在生产中的实际应用,避免了工艺设计的盲目性,缩短了新工艺的设计周期和设计成本,对提高企业的经济效益、增强企业的竞争力,具有重要的现实意义。