根据以上分析结果，在图4所示的凸台上方，即图1中C部位放置随形冷铁，进行凝固模拟计算，分析其热节变化和缩松预测，铸件的热节进一步分散，如图6所 示，只有铸件顶面有缩松缺陷，图7所示，因此，在铸件的顶部即图1中D部位采用冷铁和压边冒口，模拟显示无缩松。此外，改变冷铁的厚度，反复进行凝固计算 和分析，优化冷铁和冒口设计。

3 充型分析

3.1 浇注系统的设计计算

根据铸件的重量，确定浇注时间，根据经验公式，确定浇注时间为60s，内浇道总面积为104cm2，采用12道内浇道，由耐火砖管排出。为了挡 渣，浇注系统设计成半开放半封闭的系统，直浇道、横浇道和内浇道的比例为1.1：1.5：1，由内浇道面积分别计算出横浇道和直浇道的面积。采用底注的方 式。

3.2 流动模拟

根据设计好的浇注系统，进行铸件浇注过程的流动分析。图8a，b分别为浇注时间为2s，15s的速度场。

根据图8a，在铸件充型开始，金属液在浇注系统和铸件内最大的流动速度在内浇道，进入铸件的金属液流动速度为57cm/s左右，内浇道与铸件接触 处金属液流动速度波动很小，横浇道远端的金属液流动速度为28cm/s以下，可充分挡渣，而内浇道的材料为陶瓷管，无外来渣。从图8b可见，当浇注时间为 15s时，铸件的充型更平稳，金属液的流动速度为30cm/s左右。根据以上模拟结果，更改了浇注系统设计，在保证金属液收得率的条件下，把浇注时间减少 到50s，进行快速浇注。

4 结果分析

根据凝固和流动模拟分析，设计了1.5MW风电轮载铸造工艺，如图9所示。

按图9工艺进行了工艺和工装设计，由于大量使用冷铁，使得铸件各部位基本同时凝固，只有上端面采用三个压边冒口兼排气口，金属液的理论收得率为 95%。经清理抛丸后，目测表面无缺陷，受载区域UT检测未发现超过客户规定的夹杂和缩松缺陷，在此基础上，按上述工艺生产了3件，无损检测合格，尺寸准 确，轮廓清晰、完全满足客户的要求。

5 结束语

采用铸造模拟软件Magmasoft成功设计了1.5MW风电轮毂铸件的铸造工艺，一次浇注成功。不仅减轻了工艺人员的设计工作量，提高了工作效率，而且降低了产品的研发成本，缩短了研发周期。