盾构式隧道掘进机是目前世界上most为先进的、挖掘效率most高的隧道挖掘设备。而“中心铸件”是盾构式隧道挖掘机上的关键部件，内在质量要求高，产品结构复杂，操作难度大，我们通过合理的工艺设计生产出合格的产品。

　　1结构简介及铸造工艺分析1.1中心铸件简介中心铸件结构如所示，四个支脚与上部法兰仅靠四个斜的椭圆形支腿连接，其余地方为空位；四个支脚为双层板状结构，其中三个支脚两板之间靠“H”形连接，另一个靠“U”形连接。H、U形内外为空档位。铸件材质为GS-52，轮廓尺寸为1.2中心铸件技术要求中心铸件外表面要求100%MT检验，符合GB9444-88丨丨级要求；产品联接法兰、四条支腿、四条支腿与上法兰过渡联接部位要求UT检验，按GB7233-87标准中不低于丨丨级要求。

　　1.3铸造工艺难度分析中心铸件结构图低，但仍然太高，说明系统中仍然存在影响气孔缺陷的重要因素。

　　（2在对4.3完成改进后进行工艺验证，气孔缺陷率从40%降低到4%以下，解决气孔缺陷取得明显效果。

　　5结束语气缸盖的绝大多数气孔类缺陷都与浇注系统及砂芯和型腔的排气密切相关，良好的砂芯排气对降低气孔缺陷起着决定性作用。

　　从中心铸件结构和技术要求来分析，铸造生产的主要难度是内在质量的保证和爪位变形的预防。

　　结构方面。这类产品结构不归比较复杂，空间空位多，立体感强。由于产品尺寸大，给底箱造型翻箱增加了很大的难度，如果不翻箱则很难保证砂模的紧实度（因为铸件底面构成是一个大平面，不翻箱不利于舂砂）；四个支脚与上部法兰仅靠四个斜的椭圆形支腿连接，其余地方为空位，这种结构很容易使铸件发生变形，给铸造工艺和热处理增加了不少困难。如果铸件一变形，后工序则要化大量的人力物力来校正处理，情况严重的就可能使铸件产生报废；四个支脚为双层板状结构，其中三个支脚两板之间靠“H”形连接，另一个靠“U”形连接。“H”、“U”形内外为空档位，给工艺设计和造芯增加了难度，同样也易使铸件产生变形。铸件热节在四个支腿处，热节圆直径达到300mm，从铸件模数和补缩量考虑，铸件需设计的冒口较大，同时由于产品材质为GS-52，冒口切割需铸态带温热割，给切割增加了一定的困难。

　　2工艺方案和主要工艺参数的确定2.1铸造工艺方案经过分析，制定了中心铸件的工艺方案。四个支脚以下出实样，支脚以上采用内外组芯的方法来生产。为保证四个支脚在同水平面，避免高低有误差，支脚之间的空位用实样连成整体；为防止四个支脚变形，支脚间设有拉筋，同时支脚的分散小热节设有外冷铁。铸造工艺如。

　　根据铸造生产经验，铸造收缩率取2%，按GB/T6414-1999铸件尺寸公差与机械加工余量的规定，加工余量按CT14/级，但考虑到此类产品是组芯且不易抽砂的原因，加工余量放宽了一级，顶面为20mm，底面为16mm，法兰内侧25mm.同时考虑到变形原因，支脚和上部法兰内侧不加工的平面工艺给了5mm补正量。

　　3冒口设计3.1冒口位置的确定中心铸件由于有四个支脚与上部法兰连接，且热节在支脚上，所以冒口位置设在支脚对应部位的法兰上，冒口数量初步也定为四个。

　　3.2冒口参数的计算采用模数法计算冒口尺寸。上部法兰截面尺寸为：厚210mm，宽525mm；支脚截面尺寸为：厚300mm，宽700mm.按公式样（1计算铸件的几何模数：M=ab/（1）以支脚的模数M2为铸件的模数，考虑安全系数1.1~1.2，所以冒口的模数M.为115.5~126.因此初步选定冒口的尺寸为0750x800 3.3冒口补缩效率按初选的冒口尺寸和考虑浇注系统的重量，可算出冒口的总重为10300kg，铸件的浇注重量为29800kg.冒口的补缩效率按14%，铸件的体收缩按5%.由此可计算出冒口可提供的有效补缩量G1和铸件凝固收缩所需的钢液量G2如下：G1=10304xl4%=1443（kg）G2=29800x5%=1490（kg）由于GkG，即冒口所提供的钢液量不能满足铸件凝固收缩所需的钢液量，所以要调整冒口的尺寸，将冒口调整为0750x900（mm）。这时冒口的总重由于G0G2，即冒口所提供的钢液量能满足铸件凝固收缩所需的钢液量，所以调整后的冒口是安全的。

　　3.4冒口间的补缩距离由于冒口设有四个，冒口的中心距为1760mm，支脚高度约为900mm，经计算冒口间的横向距离为632mm，约等于三倍法兰厚度，所以横向距离是安全的；冒口的纵向距离（即支脚高度）为900mm，也是等于三倍支脚厚度，所以纵向距离也是安全的。

　　4浇注系统按我公司的生产条件和结合铸件的浇注重量，我们采用两煲三眼（一个双眼煲和一个单眼煲）浇注，为确保钢液能快速、平稳地充型，浇注系统采用中国铸造装备与技术3/2013CFMT开放式的浇注系统。

　　4.1钢液在型腔中上升速度的确定钢液在型腔中上升速度是否合适是获得优质铸件的重要因素之在浇注过程中应使钢液快速、平稳地充满型腔，但是浇注速度过快，会产生涡流，卷入气体，使铸件产生气孔，而且型芯会受到较大冲刷而破坏；如果上升速度过慢，型腔上部会因长时间受热辐射而产生应力至脱落，造成铸件夹砂或结疤，同时也可能使铸件产生粘砂。此外，还会使铸件表面氧化使铸件产生皱纹、隔层等缺陷。根据铸件的主要壁厚大于40mm（上升速度应在8mm/s~20mm/S，所以暂取中心铸件的钢液在型腔中的most小上升速4.2浇注时间的确定按公式（2计算浇注时间：N―同时浇注的浇煲数量（个；v包浇注速度，尴60包眼流速取90kg/s；n包孔数量，取3. =115（S所以经计算浇注时间为115s. 4.3钢液上升速度的验算按公式（3）计算浇注速度：略大于所确定的钢液上升速度，说明我们确定的浇包眼是合理的。

　　4.4浇注系统各组元截面积的确定根据我们多年的铸造经验，为确保中心铸件浇注过程达到快速、平稳地充型，采用开放式浇注系统。直浇道选用080mm的耐火砖，横浇道讷浇道采用060mm的耐火砖，并且一个直浇道管、两道横浇道讷浇道以达到开放的目的。

　　5CAE模拟我们对中心铸件的铸造工艺进行了CAE模拟，从模拟结果可知，铸件的most后凝固在冒口里，且冒口里的缩孔、缩松距离铸件有一定的安全高度。

　　6结论按上述设定的工艺和工艺参数，我们生产了多件盾构式隧道掘进机的中心铸件，产品交付给客户后，经过客户的检查和验收，都能满足客户的技术要求。并且经过客户的使用俄们公司从2006年就开始生产中心铸件），至今也未收到有关产品的质量投诉。