【《电梯八槽导向绳轮的铸造工艺设计》10000字】

电梯八槽导向绳轮的铸造工艺设计目录TOC\o"1-3"\h\u19635第一章零件分析 4225161.1零件结构特点分析 495271.2零件用途 5261821.2.1零件工作环境分析 5139921.2.3零件的重要加工面硬化处理 610901.3铸件材质特点 6130261.4QT600-3的各种性能分析 696451.4.1流动性 6170191.4.2收缩性 6309601.4.3体收缩 6106601.4.4共晶膨胀 7274541.4.5内应力 8316131.4.6断面敏感性 869231.4.7可加工性 874791.4.8金相组织对性能的影响 816160第二章造型材料选择 9162022.1造型材料的选择要求 9121702.2造型材料的选择 9262852.3涂料的选择 1163702.3.1树脂砂涂料的选择 1117477第三章铸造工艺的选择 1230193.1分型面的选择 12269073.2砂箱内铸件的数目与排列 14170763.3铸造工艺参数的确定 14311603.3.1铸件尺寸公差 14327563.4.2起模斜度 16182683.5砂芯设计 1638363.6吃砂量的确定 16248063.7铸造方法的确定 1727458第四章浇注系统设计 17108314.1浇注位置的确定 1785024.2浇注时间的确定 17299624.3浇注系统的阻流截面积计算 184583第五章铸造工艺的模拟与分析 19277645.2方案对比 216860第六章冒口与冷铁设计 248568第七章熔炼工艺参数的确定 25136447.1成分 25111267.2配料 25308377.3熔炼过程 25301307.3.1熔炼操作及孕育处理 25146567.3.2球化处理 2617655第八章铸造工艺装备 26179458.1模样 2680818.2砂箱设计 27244528.3芯盒设计 2720935第九章铸件模拟分析 2924345第十章铸件质量检测及处理 322342310.1铸件清理 321822010.2X射线探伤检测 321426210.3荧光探伤 33226410.4铸件热处理 331354310.5抛丸处理 3331560第十一章工艺卡 333494总结 345754参考文献 35摘要本次铸造工艺设计为电梯八槽导向绳轮的铸造工艺设计，其材质为QT600-3。导向轮的主要作用是增大轿厢与对重之间的距离，并对轿箱与对重的活动自由度有较好的限制作用。并通过改变钢丝绳的运动方向来控制电梯轿箱和对重沿着导轨固有方向做升降运动。电梯导向轮还具有着滑轮结构，它还起到了滑轮组省力的作用，是电梯的核心部件之一，其工作性能好坏直接影响到电梯运行的可靠性和安全性。因此，对铸件工作面耐磨性以及拉伸强度有着较高要求。为保证铸件质量对其精度也有较高要求：铸件不允许有气孔、疏松、缩孔、裂纹等缺陷的产生。为了得到良好的铸件,首先根据现有的零件图，了解到此铸件为球墨铸铁铸件，在工艺上有很多需要注意的地方，通过翻阅书籍资料、网上搜索论文、老师的指导以及实地去工厂参观实习与现场生产工人交谈，初步确定了铸造方案后，便开始运用计算机辅助设计软件Procast，进行多次模拟、缺陷分析，最终确定了适合实际生产需求的铸造方案，本文列举了两次具有代表性的Procast模拟过程来阐述我们铸造方案是如何确定的，利用该种铸造方案，既保证了铸件内部重要部位的完整，又确保了铸件的成品率，具有很高的技术先进性。关键词：八槽导向绳轮；电梯；实际生产需求的铸造方案1.1零件结构特点分析1）零件名称：八槽绳轮图1-1零件二维、三维图2）材质：QT600-33）零件尺寸：550mm×550mm×200mm，铸件约276.5Kg4）八槽绳轮技术要求：铸件不允许有气孔、疏松、缩孔、裂纹等缺陷;5）铸件去毛刺处理，未注明圆角R5，未注明倒角R1；6）轮槽硬化处理，硬度为HB180-220；7）未注明公差按GB/T1840-m处理（中等级）。8）单件小批量手工造型9）化学成分如下表：1-1铸件化学成分表CSiMnSPMg注（RxOy）3.6～3.82.4～2.80..3～0.50.03～0.035＜0.10.045～0.050.033～0.049机械性能：1-2铸件机械性能表（附铸试样4块，2块用于自检，2块交付客户）σb（MPa）σs（MPa）δ5（%）HBS主要金相组织≥600≥370≥3170～270珠光体+铁素体1.2零件用途本次铸件为八槽绳轮，实际应用于电梯导向系统中。图1-2为电梯中导向轮安装位置示意图： 图1-2绳轮安装位置示意1.2.2零件结构分析零件的最大尺寸为550mm×550mm×200mm，最小壁厚为30mm,最大壁厚为82.5mm。铸件空腔比较大，而且孔洞也较多，因此要求铸件需要具有足够的强度和硬度，提高球墨铸铁工件的使用寿命，对球墨铸铁进行表面强化处理十分重要REF_Ref12505\w\h[1]。本零件为八槽绳轮，实际应用于电梯中的导向轮，它的重要加工面即为其主要工作面，也就是其八个轮槽以及绳轮安装轴的部位，这几个部位是零件的磨损面，故需要进行硬化处理，以增强其力学性能REF_Ref15163\w\h[2]。1.3铸件材质特点八槽绳轮的材质为QT600-3，其基体组织为铁素体和珠光体。零件质量为276Kg，QT600-3综合性能较高，具有中等韧性和塑性，中等强度，铸造工艺性能良好以及耐磨性和减震性良好等特点，并且还能通过多种热处理方法改变它的性能REF_Ref15441\w\h[3]。1.4QT600-3的各种性能分析与高牌号（亚共晶）灰铸铁相比，球墨铸铁的流动性较好，且当球墨铸铁碳当量在4.6%左右时，流动性最好。表1-3铸铁的线收缩合金种类自由收缩率（%）受阻收缩率（%）灰铸铁收缩前膨胀珠光体前收缩共析膨胀珠光体后收缩总收缩球墨铸铁0.4～0.940.3～0.60～0.030.14～1.000.5～1.20.7～1.0对于本次球墨铸铁所用材料球墨铸铁而言，其自由线收缩前膨胀较大。实际线收缩率为0.4%～1.0%，本次的砂型铸造中，缩尺寸应尽量取小值。球墨铸铁收缩前的膨胀较大，常伴有缩孔发生。球墨铸铁收缩倾向大小还与所选用的铸型刚度有极大的关系，进而会对铸件的质量产生一定的影响REF_Ref16313\w\h[4]。铸型若用了非刚性的材料，则会由于球墨铸铁具有的共晶膨胀特性，而使得铸型内壁在一定程度上的位移，球墨铸铁也会因此而变得容易涨大。对于后收缩，其体收缩率大概是3%～9%。干型砂型的冒口补缩为4.6%；水玻璃砂型的冒口补缩为5.5%；湿型的冒口补缩为8.5%。球墨铸铁具有着糊状凝固的特性，而且它共晶凝固耗时较长，这段时间内会析出石墨，体积也会变得膨胀。且其共晶膨胀量较大，大概为0.6%～1.0%；碳当量CE4.65%时膨胀最大。球墨铸铁的共晶膨胀力也是比较大的；湿砂型时，为0.29～0.98MPa；干砂型时，为0.98～1.96MPa；金属型时，＞2.96～4.93MPa。球墨铸铁的弹性模量大大高于灰铸铁，已经十分接近于钢。所以，在八槽绳轮的工艺设计中应该对其结构进行合理的设计，以防止因应力而对铸件的品质产生一定的影响REF_Ref16865\w\h[5]。球墨铸铁的断面敏感性较其他铸铁小，对于较厚的断面会伴随石墨漂浮、较多的铁素体、粗大的石墨、粗大共晶团的出现，而对于相对较薄的断面会出现白口。所以，对于球墨铸铁，应该进行热处理工艺，减少断面敏感性。添加Ni、Cu、Mo、Sn等合金元素，以降低含碳量。球墨铸铁的可加工性高于钢，低于灰铸铁。表1-4球墨铸铁的铸造尺寸金相组织退火铁素体铸态铁素体铸态珠光体含有较多自由渗碳体模样缩尺4/10005/1000（12～13）/1000（15～18）/1000球墨铸铁具有的球状石墨，它的基体组织决定了它的性能。在铸铁的共析转变是有着较宽的温度范围的，在这个温度范围内会存在很多的基体，而且在这个温度内的不同温度都会有不同数量的铁素体和奥氏体平衡数与之对应。铁素体的塑性以及韧性好、耐热性好、耐蚀性良好、不耐磨、强度和硬度低，易切削；珠光体的强度和硬度高，而塑性和韧性低;耐热性，耐蚀性较差。珠光体对球墨铸铁性能会有很大影响，珠光体越弥散，即片层越薄越细，其强度、硬度越高，越抗疲劳，越耐磨。表1-5球墨铸铁金相组织的控制牌号基体组织石墨珠光体+铁素体珠光体60%～80%，铁素体余量；重要铸件应少甚至尽量无游离渗碳体、磷共晶球化率＞80%，宜＞90%；石墨呈球状；石墨数量多，球径≥5～6级图1-3铁碳合金相图第二章造型材料选择造型材料的选择也是铸件生产的重要步骤，选择不同的造型材料，铸件的质量也会有所差异，生产所需的经济成本以及砂子的循环利用、对环境的影响程度都会有所不同。所以应该根据八槽绳轮的实际生产定位来选择适合它的造型材料。本次设计八槽绳轮铸件所用材料QT600-3，其所用球墨铸铁的特点为：它的流动性性能较为优异，同时具有较小的热膨胀系数，并且本次设计所用球墨铸铁的收缩率较其他材料而言也较小，但是该铸铁浇注时会使铸件产生许多缺陷，例如夹渣气孔等，从而大大降低了该铸件的质量，不满足设计要求，因此，本次设计必须要采用发气量很少的材料去作为芯砂和型砂。2.2造型材料的选择此次零件造型材料的选用，在经过一系列对比后选择了树脂砂造型。树脂砂造型的优点如下所述：透气性较强、溃散性也好、强度也比较高、还能对铸件的尺寸精度以及表面的光洁度有一定的保证；旧砂还可以循环利用；对操作员的技术含量没有较高的要求，产品的铸成率也较高；而且生产周期短，效率高，所以本次设计才选用树脂砂造型。本次设计采用的树脂砂有以下三种类型，下表对三种树脂砂的优缺点进行了一番对比REF_Ref17338\w\h[6]。表2-1三种树脂砂性能优缺对比树脂砂种类呋喃树脂砂碱性酚醛树脂自硬砂PEPEST自硬砂优点1、有着很好的混容性能；型砂的流动性很好；2、型砂还有着较好的溃散性；3、且铸件表面清理打磨容易。1、树脂砂中不含有氮、硫、磷等元素，而且在高温下会出现二次硬化的现象，硬化后其强度可以达到很大。2、该树脂砂不会产生刺激气体，污染环境或者对员工造成伤害。它的裂纹倾向比表中所示的第一种树脂砂要小，同时它的落砂清理较为容易。3、该树脂砂具有优异的溃散性。4、硬化性能好，可在较低的温度下固化。该树脂砂其使用寿命较长，可长时间使用，节省成本，符合经济效益，同时它的流动性也很好，并且该树脂砂硬化所需要的时间很短，同时旧砂再生也很方便，提高了整体的效率及资源的利用。缺点该树脂砂在使用时会产生很多有毒气体，对员工身体造成伤害，导致实际生产工作环境十分恶劣，同时它的发气量很大，在高温环境下退让性能不是很好。1.该树脂砂它的树脂加入量相比于表中所示第一种树脂砂要多，造成该成本过多2.该树脂砂的旧砂再生相比较于表中所示第一种树脂砂要更加困难。3该树脂砂不易长时间存放，稳定性较差。该树脂砂含氮量很高，在使用时会产生刺激性有害气体，实际生产时工作环境很差，并且其树脂加入量也很多，成本很大，并且该树脂砂有很大的发气量，容易使铸件产生气孔类的缺陷。通过上表对三种树脂砂的优缺点对比，同时考虑到本次设计八槽绳轮铸件要求，所用型砂、芯砂发气量必须要小，且考虑到经济成本及绿色环保等方面，在保证本次铸件质量的前提下，最终选用了酯固化碱性酚醛树脂砂REF_Ref17404\w\h[7]。2.3涂料的选择涂料的选择对铸件表面质量的好坏起到了非常重要的作用。八槽绳轮的表面是铸件的工作面也是本次铸件重要加工面，要求不允许有缩孔等缺陷的发生。故而对本铸件铸造涂料的选用极其重视REF_Ref18037\w\h[8]。选取涂料配方与性能分别如表2-2和表2-3所示：3.1分型面的选择根据该铸件结构对称等特点，制定出了以下4种分型方法，并对4种分型进行优缺对比，进而选定出较为合适的分型面。3-1分型面位置的选择方案编号位置选择优劣一优点：充型较快，保证金属液在规定时间内充满型腔。缺点：砂箱高，造型困难，填砂，紧实，起模都不方便。且于该分型面下浇注金属液时，由于砂箱较高，造成金属液高低存在较大落差，会对砂型有较大的冲击，并且于浇注过程中容易卷入气体造成许多铸件缺陷的发生，这样也将无法满足铸件的铸造要求。二优点：保证大平面在下；砂芯的数量少，且砂芯易放置。于该分型面下的浇注位置，避免了夹砂结疤类缺陷的产生，较方案一更容易保证铸件的品质，满足本铸件的铸造要求，并且较表中方案一下芯更方便且更易造型，也方便起模。缺点：于奔分型面下生产，在合箱时应该高度重视此过程，不然会有错箱发生的可能。三优点：砂箱较方案一不是很高，下芯也更加方便。缺点：三箱造型，操作较为麻烦；铸件过程中，可能会使铸件产生错边（箱）；分型面多，从而对铸件的尺寸精度造成影响。四优点：保证大平面在下；方便起模；砂芯所需数量少缺点：砂芯放置较为困难；容易错边综上所述，方案二既避免了方案一充型时的一系列问题的产生，也避免了方案三中操作不易，所以最终我们预选定了更为适合技术要求和生产条件的方案二、方案四。3.2砂箱内铸件的数目与排列在造型时，由于要保证八槽绳轮铸件的工作面质量及其硬度要求，故而选取一箱一件造型。由铸件质量确定铸件的吃砂量REF_Ref19141\w\h[9]，铸件在砂箱中的排列如下图3-1，3-2所示：图3-1上砂箱三维图图3-2下砂箱三维图3.3铸造工艺参数的确定选用铸件公差等级为DCTG11（GB/T6414-2017-DCTG11-RMAG（F））REF_Ref19533\w\h[10]。表3-2铸件的机械加工余量等级（摘自GB/T6414-2017）机械加工余量（摘自GB/T6414-2017）单位为mm八槽绳轮上部侧面加工部分尺寸为：Φ550，基本尺寸550，查表3-5铸件尺寸公差数值（摘自GB/T6414-2017）DCTG11公差值为7，位于浇注位置的侧面，双侧加工，查表3-6机械加工余量（摘自GB/T6414-2017）RMAG(F)（摘自GB/T6414-2017）对应数值为3，加工量为：7/4+3=4.75mm，圆整取加工量为5.0mm。八槽绳轮上端面加工部分尺寸为：Φ550，基本尺寸550，位于浇注位置的顶面，双侧加工，对应的DCTG11公差数值为7，由加工余量等级RMAG(F)降一级即RMAG(G)对应的数值为4，加工量为：7/4+4=5.75mm，圆整取加工量为6.0mm。八槽绳轮下端面加工部分尺寸为：Φ550，基本尺寸550，位于浇注位置的底面，双侧加工，加工量为：7/4+3=4.75mm，圆整取加工量为5.0mm。中轴孔加工部分尺寸为Φ186、Φ200，侧面及下端面，基本尺寸为200，加工量为：5.6/4+2=3.4，圆整取加工量为3.5mm。Φ186位于浇注位置上端面的加工量为：5.6/4+2.8=4.2，圆整取加工量为4.5mm。八槽绳轮分型面在其高度方向上中间位置，则计算加工量后，上下铸型高度为105.5mm，采用金属模样造型，依据表3-7起模斜度（JB/T5105-1991），测量面的高度大于100小于160mm的，按照金属模样起模斜度为0.5°。八槽绳轮铸件质量为276.5Kg。3.5砂芯设计八槽绳轮的中间砂芯尺寸为Φ190，其高度为211mm，设计1#砂芯，因此该砂芯的上芯头高度为40mm，下芯头高度为25mm。六个减重腰形孔，砂芯太小，为了便于造型，将减重空的砂芯与凹槽设计为一个整体砂芯，平均直径尺寸为Φ380，高度为157mm，该砂芯不设计上芯头，下芯头高度为30mm。以上两种垂直砂芯的上、下芯头设计斜度，便于下芯，依据表3-9垂直芯头的斜度a，设计所有砂芯的上芯头的斜度为10˚，下芯头斜度5˚。设计砂芯芯头与芯头座间隙S，设计1#垂直砂芯与芯头座间隙为S=1.0mm，2#垂直砂芯与芯头座间隙为S=1.5mm。设计芯头座集砂槽，设计砂芯#1的落砂槽尺寸为e=3mm，f=4mm，砂芯2#、#3#的落砂槽尺寸为e=4mm，f=5mm。3.6吃砂量的确定经过软件分析八槽绳轮单件质量为276Kg，查表按重量确定吃砂量，吃砂量最小尺寸为：a=120mm，b=120mm，c=70mm，d=80mm，f=70mm。3.7铸造方法的确定八槽绳轮为单件中的小批量生产，手工造型，一箱一件生产。浇注系统设计的合理与否对铸件的质量有着偌大的关系，铸件所产生的铸件废品中大概有30%是因为浇注系统设计不合理而产生的。4.1浇注位置的确定根据八槽绳轮本身对称、孔洞较多、所用材料为QT600-3、且要求铸件不允许有缩松缩孔等缺陷的发生，以及综合考虑到铸造工艺实施过程中的许多实际生产问题，对本铸件设计合理的浇注系统也显的尤为重要REF_Ref20630\w\h[11]。本铸件所用材质为球墨铸铁，故而还需考虑液态铁水的孕育及其热处理等问题。铸件下部厚大部位要保证使用性能，减少缩孔，夹砂缺陷的产生，最终采用封闭稳流式中间注入的浇注系统，这样保证了铁液充型时可平稳进行，横浇道采用搭边式，具有良好的挡渣能力。4.2浇注时间的确定八槽绳轮铸件其单件的质量为276Kg，八槽绳轮在生产时为一箱一件生产，根据表4-1铸铁件工艺出品率，预估八槽绳轮工艺出品率为75%。表4-1铸铁件工艺出品率（%）由工艺出品率公式：工艺出品率=铸件重量铸件重量+浇冒口重量确定八槽绳轮浇注所需金属液总质量：GLt=SGL浇注时间：t=SGL=2.23684.3浇注系统的阻流截面积计算因为八槽绳轮的铸件材质为球铁，而且它的壁厚较厚，所以浇注系统设计要采用开放浇注系统，其中选择浇注系统的断面比关系为：A内：A横：八槽绳轮铸型中金属液总重量为276kg，铸铁件一般采用漏斗形浇口杯,为了减少上砂箱高度，设计为外置浇口杯，外置漏斗形浇口杯上不直径为180下部直径为100，高度为150mm。上、下砂箱高度为250mm八槽绳轮为铸件在上、下箱之间分型的中间浇注形式。HpH0等于上砂箱高度+外置浇口杯高度，H0=20+15=35cm，则平均计算压力头

断面比例法设计浇注系统：A内=A阻—表示浇注系统中的最小截面面积（cmGL—经流A阻端面的金属液总重量（ρL—金属液密度（kg/μ—包括所有阻力损失的流量损耗系数；t—浇注时间（S）；g—重力加速度（cm/sHphp—内浇道单元处的压力高度值（cm对于4单元系统：h浇道计算公式为：A内21S时A内=A内=计算出最小的内浇道断面总面积为22.77cm2，八槽绳轮为一箱一件生产，在其圆周外侧设计四内浇道，每个内浇道断面面积为6.0cm2，内浇道总断面的面积为24cm2，依据浇注系统的各个单元比例关系，可计算出横浇道断面的面积为18浇注的时候应控制一定的浇注温度和速度以及冲击力；控制内浇道大小；打卡箱、压铁，防止金属液静压力而引起膨胀抬型。图4-1铸件图ProCAST铸件成型过程数值仿真模拟软件。通过该软件对本次八槽绳轮的砂型铸造充型时的充型过程、以及充型速度场、凝固过程中的温度场以及凝固场进行模拟，5.2方案对比由如上模拟截图，可见该方案于浇注时金属液落差比方案二更大，容易冲坏砂型，且金属液飞溅明显，容易卷入空气，进而产生气孔，夹渣，夹砂等缺陷。故而选用方案二较为适合本次生产。本次设计铸件八槽绳轮材质为QT600-3，该球墨铸铁其特点为有较大的共晶膨胀，同时由于球墨铸铁糊状凝固的特性使得凝固所需时间较长，所以该铸铁在充型凝固时可以进行自补缩，但由之前的模拟结果分析，可知该结构下的球墨铸铁件，厚度较大，需要与铸件的上表面增置冒口，以达到尽可能大的补缩能力REF_Ref22315\w\h[13]。安放冒口完成后，对该浇注系统进行了模拟，发现铸件的厚大部位最后凝固，仍然会伴随着缩孔的发生，因而考虑到需要加快八槽绳轮厚大部位的冷却速度，故而经计算在铸件的厚大部位增放了下图形状的冷铁。冷铁与浇注系统搭配下，以达到较好的补缩效果，减少了缩松等缺陷发生的可能。7.1成分本次设计铸件所用材质为QT600-3，为珠光体型球墨铸铁，其性能特点较好，有着较大的强度，一定的硬度，同时还有着较好的韧性，耐磨性等特点。由于珠光体型球墨铸铁有着以上列出的许多优异性能，特别适合于制造承受重载荷以及摩擦磨损零件REF_Ref13700\n\h[14]。7.2配料本铸件所用材料为QT600-3，而球墨铸铁的生产过程需要很多环节，第一步便是需要配料，为保证球墨铸铁的有效球化及得到良好的组织和高性能等各项性能的保证，需要选择恰当的化学成分，进而使铸件获得所需要的各种力学性能。八槽绳轮化学成分的选用如下表：CSiMnSPMg稀土含量RE3.6～3.82.4～2.80..3～0.50.03～0.035＜0.10.045～0.050.033～0.0497.3熔炼过程采用1.0t中的频感应电炉熔炼，其配料比例为Q12生铁30%，低碳废钢35%，其余为球铁回炉料。包内充入法球化处理，球化剂为QRMg8RES,加入量为1.65%，孕育剂为FY1-5长效复合孕育剂，包括依次加入量为0.7%,把球化剂和孕育剂挤压入浇包的球化坑之中，捣实之后加上覆盖剂，最后用球铁浇注的成形盖板压实。倒包浇注时，二次孕育剂加入量为0.2%，粒度为2～4mm，出铁温度为1480℃。用三角试片和HF-2002T炉前铁液质量管理仪在炉前进行控制。浇注时的温度要控制在1380℃～1420℃之间。浇注过程中要一直保持浇口杯处于充满的状态，当冒口之内见到铁液的时候，应该要放慢浇注的速度，直到冒口完全充盈，随即补、点注浇冒口两、三次。以防止缩孔处出现缩松和夹渣的情况，以及皮下气孔和石墨漂浮，球化衰退等缺陷的出现REF_Ref23262\n\h[15]。表7-2球化所需的残留镁量和稀土量铸件壁厚/mm＜3030～7070～130130～250Mg残（质量分数，%）0.03～0.00.03～0.0450.035～0.050.06～0.08（RExOy）残（质量分数，%）＜0.020.02～0.030.03～0.040.01～0.03铸件的最小壁厚为30mm,最大壁厚为82.5mm，故而选用Mg残0.035%～0.05%；（RExOy）残0.03%～0.04%。除此之外，球化剂中的Mg必须是活性的，如果Mg被氧化为MgO，则会失去球化能力。如球化剂中MgO/Mg＞0.12，则球化不稳定；MgO/Mg≤0.12，不影响球化；MgO/Mg≤0.1，可保证球化。因此，所使用的的球化剂不能是被氧化、潮湿，还必须保证在有效期内（有效期为6个月）REF_Ref23500\n\h[16]。8.1模样本次工艺设计采用的为小批量手工造型，考虑到经济成本及实际生产，本次模样选择使用木模样，而放弃使用成本较高、制造较为困难的金属模样，其模样形状图如下图所示：图8-1上模板三维图图8-2下模板三维图8-3上模板装配图8-4下模板装配图8.2砂箱设计砂箱是铸造工艺设计中必不可少的一重要环节，对于本次设计八槽绳轮铸件来说，砂箱的设计决定了在实际生产时该铸件的生产效率以及其质量是否合格。所以对于此砂箱的设计，必须要做到以下几点：（1）不能违背绳轮在生产时的工艺要求（2）砂箱必须要具有足够高的的刚度，并且具有一定的强度，避免出现塌箱等现象影响铸件生产及质量（3）砂箱的定位装置不能够影响本铸件的尺寸精度等质量要求（4）砂箱要符合经济效益，使用寿命要长，可以多次重复使用（5）砂箱的材料应该来源十分广泛，且价格不应过高，在保证铸件质量的前提下，最大程度的降低成本。图8-5上砂箱三维图图8-6下砂箱三维图8.3芯盒设计图8-7芯盒1#制芯示意图图8-8芯盒装配图图9-1充型过程图经过观察模拟时金属液于型腔中流动时落差不大，充型平缓，并能在一定时间内平稳充满型腔，降低了因为液流过快而冲坏砂型的顾虑；并且金属液翻腾也不明显，降低了因卷气而产生缩孔类缺陷的可能性REF_Ref23582\n\h[17]。图9-2温度场图图9-2缺陷所在位置截图经过工艺的不断优化，模拟结果如上，缺陷减少十分明显，可见该铸造工艺的可行性。图9-3工艺图二维、三维图10.1铸件清理铸件在浇注完成后的操作就是进行打箱，打箱完成后还要对铸件落砂进行清理。清理完成后探伤检测尺寸，检查合格后切除浇冒口，清理毛边，切2块进行性能组织的检测。10.2X射线探伤检测X射线探伤普遍应用于铸造行业，通过检测可检测出铸件内部的缩孔、缩松、夹渣、裂纹、气孔等缺陷。一般还可以确定缺陷的位置、种类及其缺陷大小。10.3荧光探伤荧光探伤主要针对的是铸件的表面进行有无气孔、疏松、冷隔、裂纹等表面缺陷的检测。10.4铸件热处理对于本次铸件所用材料球墨铸铁而言，热处理有着极其重要的作用。需要通过控制加热温度及其保温时长，才能得到一定比例的铁素体和珠光体的基体组织，由此可对所需铸件的性能要求进行有效的调整。球墨铸铁的热处理高温退火对于本铸件的高温石墨化退火就是将八槽绳轮铸件加热到900～950℃，并且保温2～4小时，然后采用空冷的方式将炉冷至600℃。这样的操作过程可以有效的消除自由渗碳体和磷共晶。球墨铸铁的正火处理之所以需要进行正火处理，是因为经由此处理过程可大大增加基体中珠光体含量及其珠光体的分散度。10.5抛丸处理浇注金属液完成后，在冷却时，因为八槽绳轮的各部位壁厚不一，所以其各部分冷却速度也不一样，这导致了八槽绳轮可能出现应力集中。故而需要通过抛丸处理，来消除应力集中，并且加强铸件的硬度等性能。QT600-3八槽绳轮工艺设计材质QT600-3浇注系统型砂种类收缩率（％）1%净重（kg）276形状尺寸（cm²）数量外型面砂酯固化碱性酚醛树脂砂模型种类木摸毛重（kg）519直浇口圆6.81背砂酯固化碱性酚醛树脂砂数量2浇冒口重（kg）243内浇口6.04泥芯面砂酯固化碱性酚醛树脂砂芯盒种类自硬芯盒总重（kg）560冒口圆形4背砂酯固化碱性酚醛树脂砂数量1收得率（％）75浇注时间（s）21上砂箱尺寸600×600×250造型方法手工造型浇注温度（℃）1460冷却时间（h）2.64下砂箱尺寸600×600×250排气方法排气通道上下道工序炉料炉型添加剂浇注方式落砂热处理生