整鑄轉(zhuǎn)輪尺寸外觀檢測方法

趙樹文

（共享鑄鋼有限公司，寧夏銀川 750021）

整鑄轉(zhuǎn)輪是采用3D 打印砂芯的方式[1]整鑄出的混流式整鑄轉(zhuǎn)輪發(fā)電機(jī)組，鑄造工藝和后期尺寸控制與檢測難度較大。整鑄轉(zhuǎn)輪整體高度低、直徑小且由多片葉片組成，葉片之間間隙小，這就導(dǎo)致尺寸返修空間狹小，葉片型線尺寸難于控制且無法通過機(jī)加工保證尺寸，只能通過后序尺寸打磨的方式保證水利型線面的尺寸精度、粗糙度和波浪度要求。相比于常規(guī)方式鑄造的機(jī)組，葉片間隙小、壁厚薄，葉片型線尺寸精度、轉(zhuǎn)輪表面質(zhì)量及鑄件內(nèi)部的致密度等都難以使用常規(guī)方法進(jìn)行控制。本文通過對整鑄轉(zhuǎn)輪尺寸劃線、型線面、開口尺寸、葉片面壁厚、粗糙度波浪度等的檢測方法進(jìn)行闡述。

1 尺寸檢驗

1.1 尺寸檢測方案設(shè)計

尺寸檢測方案的設(shè)計是對鑄件的起線基準(zhǔn)、檢測區(qū)域、檢測（打點）要求、加工基準(zhǔn)標(biāo)定等規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化，能指導(dǎo)檢測人員一目了然的獲悉檢測要求和產(chǎn)品信息，如圖1 所示。

1.2 鑄件尺寸評審標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計

將鑄件根據(jù)不同要求進(jìn)行著色區(qū)分，將不同著色部位依據(jù)顧客標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的尺寸公差要求，根據(jù)尺寸公差要求制定不同的返修工藝（如圖2 所示）。

1.3 鑄件葉片檢測方法

1.3.1 鑄件葉片型線面的檢測

根據(jù)顧客標(biāo)準(zhǔn)要求，在鑄件不同高度[2]處設(shè)計檢驗卡板（如圖3），采用不同刻度（正面Pi 背面Si，i=1，2，3，4，5）的塞尺檢驗卡板與鑄件的間隙是否滿足顧客設(shè)計要求（如圖4、5），從而根據(jù)卡板檢測葉片表面水力型線面是否滿足顧客要求。

1.3.2 鑄件葉片角度的檢測

采用磁吸支撐的方式將卡板水平固定至葉片面，根據(jù)卡板理論設(shè)計點引出兩條線錐子（注意線錐子的引線變形與卡板刻度重合），測量線錐子與鑄件的間隙，根據(jù)公式計算葉片型線的角度偏差。

（1）進(jìn)水邊葉片角度檢測（如圖6）

（2）出水邊葉片角度檢測（如圖7）

注意項：在檢驗卡板制作前，先模擬出卡板與上冠/下環(huán)在滿足葉片角度公差的要求下的理論弦長D，再在卡板上標(biāo)記出理論刻線。

1.3.3 鑄件葉片開口尺寸檢測

在葉片進(jìn)/出水邊靠近上冠和下環(huán)側(cè)的某一高度部位進(jìn)行定位，測量兩兩葉片之間的間隙，如圖8 所示。

1.3.4 鑄件葉片壁厚尺寸檢測

將葉片按照100×100 方格進(jìn)行分區(qū)，測量每一方格的壁厚值，根據(jù)理論值進(jìn)行對比，如圖9 所示。

1.4 鑄件圓角尺寸測量

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺規(guī)對鑄件所有R 角進(jìn)行檢測（圖10），并且記錄。所有圓角尺寸必須嚴(yán)格按照上公差控制不能小于理論值。

圖1 檢測方案示例

2 外觀檢驗

2.1 粗糙度檢驗

用手將儀器固定指針與工件表面良好接觸，指針行程走完后讀數(shù)（圖11）。加工面粗糙度應(yīng)優(yōu)于Ra2.3，非加工面粗糙度應(yīng)優(yōu)于Ra3.2。

圖2 評審標(biāo)準(zhǔn)示例

圖3 卡板檢驗理論部位

圖4 卡板檢驗實物圖

圖5 檢測工具塞尺

圖6 進(jìn)水邊葉片角度檢測實物圖

圖7 出水邊葉片角度檢測實物圖

圖8 葉片開口尺寸檢測圖

圖9 葉片除加工面以外部位壁厚檢測圖

2.2 波浪度

圖10 卡板檢測實物圖

鑄件波浪度[4]要求為：鑄件每一個固定范圍（U）和該范圍的高低差（X）的百分比不大于1mm或2mm，見圖12。

圖11 鑄件不同標(biāo)準(zhǔn)的分區(qū)檢測實物圖

檢驗方法：借助于工具塞尺和柔性尺。使用固定長度（U）的柔性尺緊貼鑄件表面，使用不同規(guī)格厚度的塞尺測量間隙（X），計算百分比（X/U）是否符合要求，見圖13。

圖12 波浪度計算

圖13 柔性尺、塞尺及檢測實物圖

3 產(chǎn)品質(zhì)量驗證

經(jīng)驗證，所生產(chǎn)鑄件質(zhì)量較好，尺寸、外觀能滿足顧客要求，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)場生產(chǎn)已經(jīng)形成流水線批量生產(chǎn)，截止目前已成功交付三十多件。