牵引车鞍座是主车与挂车之间一个重要的连接部件,由于半挂车前进时鞍座会受到各个方向的冲击力,且冲击力度大,因此对于鞍座的质量要求极高。传统的鞍座由锻钢件制成,耐撞击性好,但成本比铁更高,因此,在确保鞍座质量要求的情况下,通过铸造鞍座来达到以铁代钢的目的。据统计,在牵引车鞍座以铁代钢的过程中极易发生呛火、冷口、缩松、夹砂、夹渣等问题,产生的废件造成大量经济损失。本文针对以上问题,通过分析调整铸造的工艺,对鞍座浇注系统、排气系统和过滤系统进行设计;采用Any Casting模拟仿真系统,对金属液在充型和凝固过程中的时间、顺序、温度场及速度场的变化进行模拟仿真分析和优化设计,制定了一套优化方案,并通过正交试验进行二次优化和验证,为牵引车鞍座以铁代钢铸造中出现的问题提供了理论和技术的支撑,主要研究内容如下:（1）对牵引车鞍座的结构工艺性进行分析,主要包括鞍座的结构设计,材质的分析,原材料的组成和控制,造型方式、分型方式的确定,工艺参数的确定和砂芯的设计等;对鞍座的浇注系统、过滤系统和排气系统进行设计,采用封闭式浇注系统,浇注系统的类型选取底注式为主,兼有分层注入式,最终设计三种不同内浇道数量的浇注系统。（2）对不同内浇道数量下鞍座的充型过程、凝固过程和缺陷分布进行数值模拟分析,研究不同速度场、温度场和概率缺陷参数的变化规律,据此判断6条内浇道的浇注系统产生缩松和缩孔的缺陷概率最小,作为最优方案。确定了6条内浇道浇注系统优化参数,该方案浇注系统浇注温度为1385℃,浇注时间为14 s,为无冒口无冷铁铸造工艺,该浇注系统共有1个直浇道,1个横浇道,6个内浇道,此鞍座封闭式浇注系统比例为∑A内:∑A横:∑A直为1:1.65:1.9,单个内浇道截面积为2.6 cm~2,横浇道截面积∑A横为25.74 cm~2,直浇道截面积∑A直为29.64 cm~2。（3）对6条内浇道浇注系统采用正交试验二次优化,将浇注温度、金属液的质量、充型压力和浇注速度作为研究变量,进行三水平四因素两指标的正交试验研究,综合分析鞍座模拟仿真过程中速度场、温度场和概率缺陷情况,选取最优参数组合,进一步降低缩松和缩孔等缺陷产生概率。（4）铸造的牵引车鞍座为试验样品,进行超声波探伤试验。试验结果表明,优化方案生产的牵引车鞍座性能试验和金相组织满足技术要求,缩孔、缩松、夹砂等缺陷有效减少,合格率由原工艺的60%上升到95%。