Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
ром:
а — настройка по эталону, 6 — схема измерения
кольце 7 на равных расстояниях под углом 120°. По оси кольца под действием груза перемещается щуп, связанный со шкалой 4. Отсчет по шкале снимают с помощью микроскопа 5, снабженного спиральным окуляр-микрометром. Перед измерениями радиусов кривизны сферической поверхности на шарики измерительного кольца устанавливают пластинку 9 с плоской поверхностью и снимают нулевой отсчет. Затем устанавливают контролируемую деталь 8. Разность полученных отсчетов по шкале дает условную стрелку перегиба h, характеризующую кривизну поверхности. Радиус кривизны R вычисляют по формуле R = r2l2h+h/2±Q, где г — радиус измерительного кольца; g — радиус шариков, который берут со знаком плюс для вогнутых и со знаком минус для выпуклых поверхностей. В комплект сферометра входит набор измерительных колец с номинальными диаметрами 120, 85, 60, 42, 30, 21. 15 мм.
Для' контроля кривизны поверхностей крупногабаритных деталей применяют накладной сферометр ИЗС-8, позволяющий проводить измерения радиусов кривизны от 80 до 40 000 мм при относительной погрешности ±0,04—0,5%. В комплект сферометра ИЗС-8 входят измерительные кольца с номинальными диаметрами 100, 150, 220 и 300 мм. Цена деления отсчетных устройств сферометров ИЗС-7 и ИЗС-8 равна 0,001 мм.
Контроль полированных поверхностей сферической и плоской формы выполняют на рабочем месте с помощью пробных стекол — стеклянных эталонов, имеющих заранее измеренную кривизну. Контроль производят сравнением радиуса кривизны контролируе-
89
мой поверхности детали /?д с радиусом кривизны рабочей поверхности пробного стекла Rn (рис. 7.14, а, б). Если эти радиусы незначительно отличаются друг от друга, то при наложении пробного стекла на контролируемую поверхность детали между пробным стеклом и деталью образуется тонкий воздушный промежуток переменной толщины, в котором происходит интерференция
света. Возникающая при этом интерференционная картина (рис. 7.14, в), наблюдаемая сверху невооруженным глазом через пробное стекло при освещении белым светом, имеет вид радужных колец. В монохроматическом свете иитер-ферейционная картина состоит из чередующихся темных и светлых колец. На заводах рабочие интерференционную картину обычно называют «цветом».
Характер отклонения радиусов Rn и оценивают положением максимального зазора АН на поверхности детали. Если максимальный зазор АН расположен в центре (рис. 7.14, а), то такое отклонение называют ямой. В этом случае при легком нажатии на пробное стекло интерференционные кольца сходятся к центру. Оптики такую картину называют узким (или мелким) «цветом».
Когда максимальный зазор АН расположен на краю (рис. 7.14, б), при легком нажатии на пробное стекло интерференционные кольца расходятся к краю. Такое отклонение поверхности называют бугром. Интерференционную картину, соответствующую бугру, называют широким (или крупным) «цветом».
Количественно отклонения радиусов Яд и Rn оценивают визуально по числу видимых интерференционных колец. Отступление в едно кольцо соответствует воздушному зазору Ah, примерно равному 0,25 мкм при освещении зеленым светом (Х=540 нм). Рабочие-оптики отклонения радиусов оценивают по числу красных колец, что не вносит существенной погрешности. На рис. 7.14, в отклонение кривизны детали от кривизны пробного стекла равно трем кольцам (N=3), что соответствует зазору АН, равному примерно 0,75 мкм.
Контроль высокоточных сферических поверхностей, допустимое отклонение радиусов которых задано в долях кольца АН, осуществляют с помощью пробных стекол способом, несколько отличным от рассмотренного выше. Чтобы учесть отклонение кривизны в долях кольца, необходимо, слегка прижимая один край пробного стекла, получить между поверхностями пробного стекла и детали воздушный клин. В этом случае интерференционная картина будет состоять из изогнутых интерференционных полос (рис. 7.15, а, б). Степень изогнутости полос зависит от точности обработанной поверхности, а направление изогнутости определяется характером погрешности. Если полосы расположены выпуклостью к месту при-
Рис. 7.14. Контроль сферических поверхностей пробными стеклами
90
а)
В)
Рис. 7.15. Определение погрешностей формы и размеров по полосам
жима (рис. 7.15, б), поверхность детали имеет вогнутость, или яму. В случае выпуклой поверхности (бугра) полосы расположены вогнутостью к точке прижима (рис. 7.15, а).
Для оценки отклонения поверхности достаточно величину изогнутости полос выразить в долях ширины полосы определенного (обычно красного) цвета. На рис. 7.15 искривленные линии изображают середины полос того цвета, по которому ведут измерение. Отступление обработанной поверхности от эталонной в долях полосы выражают отношением h/H, где Н—расстояние между полосами (ширина), h — величина изогнутости, измеренная от начала полосы до вершины ее изгиба. Для определения величины h рабочие проводят мысленно линию АБ и на рлаз оценивают «отношение h/H. На рис. 7.15 приведены интерференционные картины поверхностей с ошибками в одну (а) и 0,5 (б) полосы.
