整铸转轮尺寸外观检测方法

赵树文

（共享铸钢有限公司，宁夏银川 750021）

整铸转轮是采用3D 打印砂芯的方式[1]整铸出的混流式整铸转轮发电机组，铸造工艺和后期尺寸控制与检测难度较大。整铸转轮整体高度低、直径小且由多片叶片组成，叶片之间间隙小，这就导致尺寸返修空间狭小，叶片型线尺寸难于控制且无法通过机加工保证尺寸，只能通过后序尺寸打磨的方式保证水利型线面的尺寸精度、粗糙度和波浪度要求。相比于常规方式铸造的机组，叶片间隙小、壁厚薄，叶片型线尺寸精度、转轮表面质量及铸件内部的致密度等都难以使用常规方法进行控制。本文通过对整铸转轮尺寸划线、型线面、开口尺寸、叶片面壁厚、粗糙度波浪度等的检测方法进行阐述。

1 尺寸检验

1.1 尺寸检测方案设计

尺寸检测方案的设计是对铸件的起线基准、检测区域、检测（打点）要求、加工基准标定等规范化标准化，能指导检测人员一目了然的获悉检测要求和产品信息，如图1 所示。

1.2 铸件尺寸评审标准设计

将铸件根据不同要求进行着色区分，将不同着色部位依据顾客标准制定相应的尺寸公差要求，根据尺寸公差要求制定不同的返修工艺（如图2 所示）。

1.3 铸件叶片检测方法

1.3.1 铸件叶片型线面的检测

根据顾客标准要求，在铸件不同高度[2]处设计检验卡板（如图3），采用不同刻度（正面Pi 背面Si，i=1，2，3，4，5）的塞尺检验卡板与铸件的间隙是否满足顾客设计要求（如图4、5），从而根据卡板检测叶片表面水力型线面是否满足顾客要求。

1.3.2 铸件叶片角度的检测

采用磁吸支撑的方式将卡板水平固定至叶片面，根据卡板理论设计点引出两条线锥子（注意线锥子的引线变形与卡板刻度重合），测量线锥子与铸件的间隙，根据公式计算叶片型线的角度偏差。

（1）进水边叶片角度检测（如图6）

（2）出水边叶片角度检测（如图7）

注意项：在检验卡板制作前，先模拟出卡板与上冠/下环在满足叶片角度公差的要求下的理论弦长D，再在卡板上标记出理论刻线。

1.3.3 铸件叶片开口尺寸检测

在叶片进/出水边靠近上冠和下环侧的某一高度部位进行定位，测量两两叶片之间的间隙，如图8 所示。

1.3.4 铸件叶片壁厚尺寸检测

将叶片按照100×100 方格进行分区，测量每一方格的壁厚值，根据理论值进行对比，如图9 所示。

1.4 铸件圆角尺寸测量

根据标准尺规对铸件所有R 角进行检测（图10），并且记录。所有圆角尺寸必须严格按照上公差控制不能小于理论值。

图1 检测方案示例

2 外观检验

2.1 粗糙度检验

用手将仪器固定指针与工件表面良好接触，指针行程走完后读数（图11）。加工面粗糙度应优于Ra2.3，非加工面粗糙度应优于Ra3.2。

图2 评审标准示例

图3 卡板检验理论部位

图4 卡板检验实物图

图5 检测工具塞尺

图6 进水边叶片角度检测实物图

图7 出水边叶片角度检测实物图

图8 叶片开口尺寸检测图

图9 叶片除加工面以外部位壁厚检测图

2.2 波浪度

图10 卡板检测实物图

铸件波浪度[4]要求为：铸件每一个固定范围（U）和该范围的高低差（X）的百分比不大于1mm或2mm，见图12。

图11 铸件不同标准的分区检测实物图

检验方法：借助于工具塞尺和柔性尺。使用固定长度（U）的柔性尺紧贴铸件表面，使用不同规格厚度的塞尺测量间隙（X），计算百分比（X/U）是否符合要求，见图13。

图12 波浪度计算

图13 柔性尺、塞尺及检测实物图

3 产品质量验证

经验证，所生产铸件质量较好，尺寸、外观能满足顾客要求，符合行业标准。现场生产已经形成流水线批量生产，截止目前已成功交付三十多件。