机床横梁作为机床的基础部件,其质量控制直接关系整机的精度。重力砂型铸造作为机床横梁成型的重要工艺,涉及到传热、流动、冶金以及力学的多学科交叉问题,直接影响到机床横梁的质量。由于横梁采用的龙门横梁的形式且存在大量的筋板,在成型过程中需要一次浇注成型,因此在冷却过程的温度场分布是不均匀的,这就会使得横梁中存在残余应力。由于时效消除的应力有限,当横梁的重要基准导轨面进行机械加工的时候会打破横梁内部的残余应力平衡,残余应力失衡后会严重的影响到导轨面的精度。因此对横梁的残余应力的计算和分析具有重要的意义。本文基于这一出发点,在总结了前人的经验的基础上,利用有限元分析软件ProCAST对横梁铸造过程的流场,温度场和应力场进行了动态模拟的研究。建立了现有工艺条件下的数值模型,并对其进行了分析表明横梁的导轨面绝大部分是处于拉伸的状态。本文对横梁铸造过程中的温度场,应力场的基本理论以及有限元分析方法进行了阐述。在建立数值模型的过程中,运用了ProCAST的三场耦合模块,该过程采用有限元直接耦合,在温度场的分析上考虑了流场对温度场的作用,并在对热一力耦合过程采用了双向耦合的方法。根据工厂实际工艺及现有设备条件提出假设并简化模型,基于假设和简化设置相应的参数,初始条件和边界条件。本文在基于建立的模型上对其温度场和应力场进行了分析,根据残余应力的分析得出了定性的结论。最后采用与同样的方法做了一个小型的实物铸件工作台来验证计算机仿真的合理性。