合金的充型状态、凝固顺序的不同,都会影响铸件的宏观缺陷及微观组织,从而影响铸件的性能。因此,需要对合金的充型、凝固过程进行了解、掌握,从而能够很好的调整工艺参数,控制合金的充型及凝固状态,有效的改善合金的宏观缺陷和微观组织。然合金的铸造过程复杂且不透明,利用计算机对该过程进行模拟,能够清晰、直观的观察合金的成型情况,比较该过程下的速度场、温度场及微观组织等分布情况,并对该过程的工艺参数进行调整,确定出更合理的工艺参数,并降低了实验成本与试制周期。本文运用Procast软件对杯型件的挤压铸造过程进行模拟,分析合金充型过程中的速度分布、凝固过程中的温度分布情况,并对铸件的微观组织进行模拟,与实验得出的微观组织进行对比。在对杯型件数值模拟的基础上,通过对铝合金制动钳进行挤压铸造工艺方案的制定,以及确定了该铸件成型模具的结构尺寸,然后对铸件的成型过程进行数值模拟,并根据结果中出现的缺陷进行工艺方案优化。最后分析了不同的工艺参数对铸件微观组织的影响。研究结果表明:杯型件挤压过程中,凸模速度对坯料轴向上的充型速度影响较大,且凸模下行速度越大,轴向上的速度变化越不平稳。由于所受的挤压力大小及位置不同,杯型件侧壁不同部位的凝固时间会出现差异,该杯型件侧壁最后凝固部位为中部偏下部位。模拟得出的微观组织平均晶粒尺寸为56.3um,与验证性实验得出的平均晶粒尺寸51.5um大小相近,实验结果与模拟计算的微观组织基本一致。确定铝合金制动钳的挤压方式为间接挤压,铸件的成型方位为垂直位,并采用曲面分型的方式。选定内浇道位于油缸底部,溢流槽位置在钳体上端部,设计制动钳的成型模具包括侧面的两个凹模模块和油缸上端的型芯。对制动钳的工艺参数进行正交实验,确定出浇注温度700℃、模具预热温度300℃、挤压力90MPa。对设置的工艺方案进行数值模拟及工艺优化,确定充型速度为分阶段调速,第一、二、三阶段的冲头速度分别为100mm/s、15mm/s及45mm/s,将挤压力调高至130MPa,并添加溢流槽至钳体螺栓处。研究了工艺参数对合金凝固组织的影响,浇注温度越高,晶粒平均尺寸越大;随着挤压力的不断增大,晶粒不断细化;且合金中的Ti元素也会使得铸件的凝固组织得到细化。