Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Осуществляя нажим на край пробного стекла, кольца можно преобразовать в дугообразные полосы. По ним легче определить зональные отклонения, а также дефекты в виде местных ям, бугров, завалов на краях. По оценке глубины (высоты) дефекта исходят из следующего. При переходе от одной полосы к соседней зазор между пробным стеклом и проверяемой поверхностью изменяется на А./2, где А. — длина волны используемого источника света. При контроле в белом свете принимают А. = 0,55 мкм. Если по ходу полосы на поверхности имеется дефект в виде ямы или бугра, то в соответствующем месте полоса искривляется (рис. 3.14). При размере дефекта h = А./2 искривление равно расстоянию между соседними полосами, т. е. ширине полосы. Визуально (без применения измерительных устройств) искривление полосы можно оценить с точностью до 0,1 ширины полосы. Отсюда следует, что визуально можно заметить и оценить дефекты глубиной 0,1 Л./2 = = 0,0275 мкм.
Рис. 3.14. Искривление полосы ин- Рис. 3.15. Пример астигматичес-
терференционной картины кой интерференционной картины
147
Таким образом, если между пробным стеклом и проверяемой поверхностью наблюдается N колец, то зазор h между ними равен NX/2. Отсюда, имея в виду, что R = a/2h + Л/2, можно получить
Рис. 3.16. Интерференционная
где а — диаметр наибольшего учтенного на проверяемой поверхности кольца. Картина в виде колец эллиптичес-
картина в виде прямых полос кой формы свидетельствует о наличии
зываемого астигматизма (рис. 3.15). Знак зональных и других дефектов определяют легким нажимом на край пробного стекла. Благодаря этому вблизи точки нажима образуется минимальный зазор между контактирующими поверхностями, на противоположной стороне — максимальный. Если в месте дефекта полоса искривляется в направлении вершины (ребра) клина, это означает, что дефект имеет вид ямы. При наличии дефекта в виде бугра полоса искривляется в сторону, противоположную ребру клина.
Наличие между пробным стеклом и проверяемой деталью совершенно прямых полос свидетельствует об отсутствии заметных дефектов на плоской поверхности (рис. 3.16).
Наряду с пробными стеклами на предприятиях оптико-механической промышленности широко используют интерферометры типа Физо, обеспечивающие возможность бесконтактной проверки плоских полированных поверхностей и зеркал [3.1]. Принципиальная оптическая схема одного из наиболее распространенных интерферометров показана на рис. 3.17.
Монохроматический источник света 5 (обычно спектральная ртутная лампа или лазер) с помощью зеркала 6 и конденсора 7 освещает отверстие диафрагмы 8, расположенной в фокальной плоскости объектива 3. Лучи, прошедшие диафрагму и полупрозрачную пластину 4, направляются к объективу 3, из которого выходят параллельными пучками. За объективом по ходу лучей расположены клин 2 и проверяемая деталь 1. Плоскость а клина является образцовой. Отраженные от нее и проверяемой поверхности б пучки возвращаются в обратном направлении, накладываются друг на друга и интерферируют. Результат интерференции наблюдают невооруженным глазом 9, помещенным вблизи фокуса F' объектива 3, или с помощью телескопической лупы 10, сфокусированной на проверяемую поверхность.
В отличие от пробного стекла в интерферометрах типа Физо используют точечный монохроматический источник света и параллельный пучок, направленный вдоль нормалей к образцовой и про-
на проверяемой поверхности так на-
148
веряемой поверхностям. Благодаря этому обеспечивается контроль при значительных промежутках t между образцовой и проверяемой поверхностью, причем цена полосы, равная Х/2, практически не зависит от размера воздушного промежутка и координат точек поверхности. На приборах такого типа можно проверять детали с выступающими оправами, ступенчатые поверхности и т. п. Величина и характер дефектов оцениваются с помощью интерферометров типа Физо так же, как и при контроле пробным стеклом.
Некоторые приборы типа Физо снабжаются двумя поочередно включаемыми клиньями. Образцовая поверхность одного из них имеет светоделительное покрытие с коэффициентом отражения, близким к 0,8. С помощью такого клина проверяют зеркала или полированные поверхности с высоким (более 0,2) коэффициентом отражения. Если обе поверхности (а и б) или хотя бы одна из них не имеют отражающих покрытий, то в образовании интерференционной картины принимают участие пучки, претерпевшие от указанных поверхностей только по одному отражению. Такая картина называется двухлучевой и характеризуется синусоидальным распределением интенсивности в полосах. Синусоидальное распределение имеют картины, изображенные на рис. 3.12-3.16. Визуальная оценка качества поверхностей по такой картине может производиться с точностью не выше 0,1 полосы, т. е. 0,05А..
Более высокая точность достигается при контроле методом многолучевой интерферометрии [3.30] или при использовании точных методов наведения на середину двухлучевых полос, например фотоэлектрических или нониальных [3.2].
Для получения многолучевой картины используют клин 2, у которого поверхность а покрыта светоделительным слоем, а проверяемая поверхность б — зеркальным. Вид полос многолучевой картины показан на рис. 3.18. Если сравниваемые поверхности покрыты слоями с большим коэффициентом отражения, то полосы многолучевой
