某機(jī)高速齒輪箱殼體型砂多余物檢查與控制

宋靜 劉瑜 暢小戶

摘 要：本文通過對(duì)某機(jī)高速齒輪箱前、后殼體在生產(chǎn)裝配現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)盲腔部位存在的型砂、多余物、顏色異常問題，通過原因分析，采取生產(chǎn)過程控制措施、檢驗(yàn)控制措施，統(tǒng)一供需雙方檢驗(yàn)方法、缺陷判定方法，有效發(fā)現(xiàn)多余物型砂問題，采取有效的清理方法，避免不合格品流入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

關(guān)鍵詞：齒箱殼體;內(nèi)部盲腔;型砂多余物

某發(fā)動(dòng)機(jī)在試車時(shí)，滑油系統(tǒng)發(fā)生反復(fù)報(bào)警，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分解后對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)所有鑄件類數(shù)十種零件進(jìn)行了檢查，檢查發(fā)現(xiàn)報(bào)警原因?yàn)椋和赓忚T件高速齒輪箱前、后殼體盲腔部位存在殘余型砂多余物問題，造成齒輪和軸承的異常磨損，堵塞滑油系統(tǒng)。

高速齒輪箱前、后殼體零件復(fù)雜，內(nèi)部盲腔部位較多，部分盲腔部位較深，存有殘余型砂多余物，會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)零組件的正常工作產(chǎn)生極大的影響，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)有關(guān)零組件的潔凈程度產(chǎn)生影響，從而決定著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)滑油的清潔度，進(jìn)而影響滑油系統(tǒng)和其他需潤(rùn)滑構(gòu)件的安全可靠性。

一、高速齒箱殼體內(nèi)部盲腔局部型砂多余物原因分析

高速齒輪箱前、后殼體采用砂型鑄造工藝，由于鑄件內(nèi)腔復(fù)雜、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，技術(shù)難度高，生產(chǎn)工藝采用多個(gè)型芯構(gòu)成鑄件內(nèi)腔，手工操作時(shí)部分位置型砂存在填不實(shí)，緊實(shí)度不夠，局部傷損的現(xiàn)象，致使鑄件澆注后局部產(chǎn)生型砂多余物問題。

二、采取的改進(jìn)控制措施

1.生產(chǎn)過程中采取的措施

通過與供應(yīng)商進(jìn)行問題反饋，質(zhì)量技術(shù)交流，供應(yīng)商制定了《鎂合金鑄件盲腔型砂清理檢查典型工藝規(guī)程》，工藝規(guī)程詳細(xì)規(guī)定了鑄件生產(chǎn)和交付中盲腔型砂清理的流程采用五道工序：第一，將鑄件進(jìn)行機(jī)械震動(dòng)除砂;第二，將鑄件進(jìn)行壓力吹砂;第三，將鑄件進(jìn)行酸洗清理;第四，將鑄件經(jīng)過熱處理高溫去除殘余的型砂;第五，采用工具和高壓水疏通去除型。經(jīng)過上述五道工序的清理去除，盲腔部位型砂多數(shù)基本已祛除。

經(jīng)對(duì)實(shí)物進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)仍存在內(nèi)部盲腔局部分散狀態(tài)型砂未脫落，經(jīng)過對(duì)該類情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)金屬液已牢固包裹住型砂，對(duì)后期使用中脫落的可能性較小，見型砂的檢查驗(yàn)證結(jié)果分析。

2.型砂的檢查驗(yàn)證結(jié)果分析

型砂為多邊形結(jié)構(gòu)，由于緊實(shí)度不夠，金屬液滲入砂粒之間形成機(jī)械粘砂，當(dāng)砂粒被金屬液包裹后，粘附的大塊團(tuán)狀和片狀態(tài)的型砂可通過機(jī)械和手工等方法清除，分散狀態(tài)的型砂會(huì)因砂粒多邊形形狀結(jié)構(gòu)而鑲嵌在鑄件表面難以清除，見圖1，未牢固鑲嵌的型砂經(jīng)過多次清理是不存在的。

3.對(duì)無法去除的殘余型砂的穩(wěn)定性驗(yàn)證

為驗(yàn)證鑄件使用狀態(tài)中鑲嵌砂粒是否存在脫落的可能性，將檢查符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鑄件進(jìn)行解剖，在鑄件局部存在分散狀態(tài)夾砂的位置，使用硝酸液體進(jìn)行浸泡試驗(yàn)后進(jìn)行檢查，分散狀態(tài)夾砂仍未脫落，從而驗(yàn)證分散狀態(tài)的砂粒對(duì)后期使用不會(huì)脫落造成影響。

4.制定檢驗(yàn)控制措施

從現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)方法下手，通過對(duì)檢驗(yàn)方法的改進(jìn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)殘余多余物的問題。編制高速齒輪箱前、后殼體鑄件專用檢驗(yàn)指導(dǎo)書，以圖片形式標(biāo)明內(nèi)部盲腔檢查部位，采用目視和內(nèi)窺鏡儀器、鋼棒尺套白紗手套轉(zhuǎn)動(dòng)檢查等檢查方式相結(jié)合對(duì)鑄件內(nèi)部盲腔多余物進(jìn)行檢查和判定。

檢查方法一：用目視和內(nèi)窺鏡儀器對(duì)殼體鑄件盲腔部位多余物進(jìn)行檢查。[1]

檢查方法二：戴白紗手套摳觸盲腔位置，對(duì)無法觸摸到底的拐角用15mm長(zhǎng)，Φ5mm鋼棒尺套白紗手套轉(zhuǎn)動(dòng)檢查，如粘有砂粒，則用檢查方式一進(jìn)行判定。

檢查方法三：當(dāng)用內(nèi)窺鏡儀器對(duì)殼體鑄件盲腔部位檢查時(shí)，若內(nèi)腔深度較淺，不存在彎曲現(xiàn)象的，因內(nèi)窺鏡有放大作用，有時(shí)對(duì)型砂判斷不夠準(zhǔn)確，可使用手電進(jìn)行打光，利用小鏡子進(jìn)行反射的原理，對(duì)是否為型砂多余物進(jìn)行判別。

在實(shí)際檢查過程中，可以根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)使用上述三種方法之一進(jìn)行檢查，也可以將三種方法相結(jié)合進(jìn)行有效快速檢查。

三、內(nèi)窺鏡的選擇與檢驗(yàn)方法

1.儀器的選擇

經(jīng)對(duì)高速齒輪箱前殼體、高速齒輪箱后殼體零件進(jìn)行分析，該零件存在較多盲腔再加上盲腔結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，為了最大程度達(dá)到驗(yàn)收目的，在儀器的選用上需最大程度選用探頭可彎曲，其彎曲角度大于90o的工業(yè)內(nèi)窺鏡并且具有截圖與存儲(chǔ)功能。[2]內(nèi)窺鏡至少應(yīng)具備以下要求：柔性探頭直徑：≤Ф8㎜、彎曲度≥90°、圖片像素≥30萬、LED照明方式。

2.內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)方法

在檢測(cè)過程中，首先將內(nèi)窺鏡探頭伸入鑄件盲腔最近的孔中，觀測(cè)孔中結(jié)構(gòu)。通過旋轉(zhuǎn)探頭與探頭連接的傳輸線找到合適的角度，然后將探頭由近及遠(yuǎn)觸及盲腔表面，待成像清楚后目視觀察顯示屏。在觀測(cè)時(shí)通過調(diào)整探頭與觀測(cè)目標(biāo)的距離來判斷型砂的大小，從而給出正確結(jié)論。如果發(fā)現(xiàn)較明顯狀型砂可通過內(nèi)窺鏡對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拍照并存儲(chǔ)作為檢驗(yàn)依據(jù)。

四、統(tǒng)一型砂多余物判定標(biāo)準(zhǔn)

在檢查過程中，通過多次技術(shù)溝通，對(duì)檢驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)和明確，收集缺陷判定圖片，對(duì)供需雙方的檢驗(yàn)方法、缺陷判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，便于及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)和判別多余物型砂問題，針對(duì)存在問題采用有效的改進(jìn)措施。

用工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢查鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)盲腔位置，圖2、圖3所示片狀、聚集片狀、塊狀殘余型砂均為不允許情況。

鑄件經(jīng)清理后，用工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢查鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)盲腔位置，允許存在如圖4所示聚集片狀態(tài)、塊狀態(tài)殘余型砂。

通過對(duì)檢驗(yàn)方法的改進(jìn)、統(tǒng)一供需雙方檢測(cè)、判定標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鑄件存在的多余物型砂問題，及時(shí)型砂多余物進(jìn)行清理或返修，該問題得到了有效控制，杜絕了不合格品流入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

五、結(jié)論

1.對(duì)高速齒箱前殼體、高速齒輪箱后殼體型砂多余物問題進(jìn)行分析，在生產(chǎn)過程中采取有效控制措施。

2.對(duì)型砂的檢查驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行分析，未牢固鑲嵌的型砂經(jīng)過多次清理可以清理干凈，不會(huì)對(duì)后期使用造成影響。

3.對(duì)無法去除的殘余型砂的穩(wěn)定性驗(yàn)證進(jìn)行驗(yàn)證，得出分散狀態(tài)的型砂會(huì)因砂粒多邊形形狀結(jié)構(gòu)而鑲嵌在鑄件表面難以清除，得出分散狀態(tài)的砂粒在后期使用不會(huì)脫落，不會(huì)對(duì)后期使用造成影響。

4.通過與對(duì)生產(chǎn)過程、檢驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)檢驗(yàn)方法進(jìn)行摸索和明確，收集缺陷判定圖片，統(tǒng)一型砂多余物檢查方法和判定標(biāo)準(zhǔn)。

5.采取多余物控制措施，及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)復(fù)雜鑄件內(nèi)部盲腔型砂多余物問題，進(jìn)行返修處理和清理，預(yù)防不合格發(fā)放到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]航天產(chǎn)品多余物預(yù)防和控制，QJ2850A-2011

[2]鎂合金鑄件盲腔殘余型砂檢驗(yàn)方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，Q/20GA-C052