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由于球墨铸铁型材凝固过程中产生的石墨化膨胀，对铸铁型材有压力作用，冒口的大小需要综合考虑多种因素而计算复杂；并且球墨铸铁型材结构越来越复杂，冒口定位效率低，因此复杂球墨铸铁型材的冒口设计比较困难，从而导致目前的球墨铸铁型材铸造工艺CAD系统比较少且功能不够完善，其中的冒口设计模块定位慢，不能针对不同铸型强度进行相应冒口设计。为此，本文进行了复杂球墨铸铁型材冒口设计方法及铸造工艺CAD系统的研究，主要研究工作如下。 首先，建立复杂球墨铸铁型材冒口设计方法。该冒口设计方法包含冒口定位和冒口计算，在应用距离场计算几何热节技术的基础上建立基于几何热节的复杂球墨铸铁型材冒口定位方法；同时以收缩模数法为基础，引入铸型强度因素，设计数值模拟方案，借助华铸CAE平台进行模拟，分析归纳数据建立考虑铸型强度的球墨铸铁型材冒口计算方法。基于复杂球墨铸铁型材冒口设计方法开发复杂球墨铸铁型材铸造工艺CAD系统。根据水平连铸工艺流程设计球墨铸铁型材铸造工艺CAD系统的总体方案，包括系统结构设计、数据库设计和功能设计，详细介绍各功能模块（系统初始化模块、工艺参数模块、冒口系统模块、冷铁系统模块及浇注系统模块）的设计理论和开发流程。

采用该铸造工艺CAD系统设计的铸造工艺进行数值模拟并开展实验，结果表明铸出现的缩孔缩松缺陷较少，铸造工艺设计包括冒口设计合理。该铸造工艺设计系统可以给复杂球墨铸铁型材提供冒口定位功能，并且可以根据铸铁型材强度的变化设计对应的合适冒口。 水平连铸具有高精度尺寸、洁净表面，环保的特点。对出现在铸铁型材内部的夹杂缺陷，进行了地研究分析，明确了夹杂物的分布规律、元素组成、来源及形成原因，并就如何控制该缺陷的产生给出了相关的建议。对大断面型材表面出现的疤皮缺陷，分析了形成原因，讨论了影响其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。优化设计后得到的铸铁型材新生产线，能够满足大尺寸为400mm的铸铁型材的生产，且生产铸铁型材的工序简化，各设备的结构组成更为简单合理.铸铁型材中的夹杂物主要聚集分布在其中心线上方约3/4半径处，其中大尺寸的夹杂物主要来源于球化和孕育处理，因此解决铸铁型材内部夹杂问题的关键是控制球化和孕育处理的相关参数.对于铸铁型材表面存在的疤皮缺陷，生产实践证明，采取提高铁水温度、保证铁水纯净度、适当提高拉拔速度、改进炉膛底部结构及阻断结晶器两段石墨套间横向传热的举措能够有效地。 汽车发动机铸铁型材的生产工艺质量状况，系统阐述了常见的缺陷问题，然后对断轴缺陷的研究现状进行了深入调研，并结合企业实际生产分析了砂芯制作与应用的全流程工序，确定了造成断轴缺陷的主要因子。同时结合企业ERP系统，对断轴缺陷的主要影响因子数据进行挖掘，并以典型铸铁型材为例详细阐述了数据挖掘过程。