Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Изображение испытуемой поверхности и интерференционных полос проецируется зрительной трубой, состоящей из телеобъектива 12, зеркала 13 и окуляра 1 в плоскость щели, ограничиваю-
Рис. 3.47. Пример картины в поле зрения прибора ПСС-2
184
щей наблюдаемый участок. За окуляром расположена спектральная призма 2 прямого зрения. Она развертывает узкую полоску, содержащую изображение испытуемой поверхности, в спектр, на котором видны чередующиеся цветные и черные интерференционные полосы. Расстояния между полосами интерференции различны. Число полос в спектре от синей до красной части зависит от разности хода лучей, которая вносится разностью толщин пластинок интерференционного объектива.
Отсчетное устройство прибора снабжено лампой 7, которая через коллектор 6 освещает прозрачный штрих, нанесенный на пластине 4, установленной в фокальной плоскости окуляра 5. Пластина 4 может перемещаться с помощью отсчетного барабана. Призма 3 отражает пучок лучей на выходную грань спектральной призмы 2, которая одновременно является зеркалом, направляющим изображение светящегося штриха отсчетного устройства к наблюдателю. Увеличение прибора 500х. Фокусное расстояние объектива 10 мм, апертура 0,5, увеличение (с дополнительной линзой) 34х. Длина рабочего участка в плоскости объекта 0,25 мм. Параметр шероховатости определяют как разность отсчетов показаний барабана при наведении светящегося штриха на середину начальной черной интерференционной полосы и на середину той же интерференционной полосы в месте ее изгиба. Отсчеты по барабану предварительно переводятся в линейные единицы с помощью градуировочных таблиц, прилагаемых к прибору.
A в
185
Рефлектометрический метод использует в своей основе закон Ламберта JА = JE cos a cos Р, где JE — интенсивность падающего излучения; JА — интенсивность отраженного излучения; а — угол падения направленного излучения; р — угол, под которым рассматривают отраженное излучение. Для шероховатой поверхности зеркальная составляющая отраженного излучения увеличивается с увеличением длины волны света и угла падения. При фиксированной длине волны и определенных углах падения и наблюдения (отражения) коэффициент отражения может служить сравнительной мерой шероховатости отражающей поверхности. Разработанный Г. М. Городинским прибор — рефлектометр — предназначен для интегральной (не профильной) сравнительной оценки поверхностей шлифованного стекла. Аттестованный образец сравнения, по которому настраивается прибор, должен быть выполнен из стекла одинаковой марки с испытуемым образцом и обработан по одинаковой технологии.
Схема прибора приведена на рис. 3.49. От источника света 4 пучок света объективом 3 направляется через диафрагму 2 и призму 1 на испытуемую шлифованную поверхность АВ под углом 84° к ее нормали. Отраженные от этой поверхности лучи направляются призмой 10, объективом 9 через диафрагму 7 дополнительной линзой 6 на фотоэлемент 5, связанный с микроамперметром 8. Погрешность оценки не превышает 20 %. На приборе модели ПКШ-1 можно измерять поверхности, радиус кривизны которых от ± 30 мм до °°.
Эти и другие методы измерения шероховатости и волнистости поверхности подробно описаны в работе [3.12].
186
3.11. КОНТРОЛЬ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Наиболее распространенными устройствами для контроля шлифованных асферических поверхностей непосредственно на рабочем месте являются накладные сферометры-индикаторы. С их помощью определяется положение отдельных точек или зон поверхности в прямоугольной системе координат, начало которой совпадает с вершиной поверхности (рис. 3.50). Проверка выпуклой поверхности 1 сводится к определению величины стрелок х для ряда сечений с заранее заданными координатами у, которые обусловлены диаметром 2у внутренней кромки накладного кольца 3. Диаметр кольца обычно измеряется с точностью 0,01-0,005 мм. Для обеспечения необходимой точности контроля стрелка х должна быть измерена с погрешностью, не превышающей 1 мкм. Так как предел измерения индикаторов такой точности не превышает 1,0 мм, контроль выполняется сравнительным способом. При проверке выпуклых и вогнутых поверхностей в качестве поверхностей сравнения используют соответствующие сферические пробные стекла 2 ближайшего радиуса кривизны, а при контроле поверхностей с небольшим: отступлением от плоскости — плоские стекла. Под сферой ближайшего радиуса кривизны понимается сфера, касающаяся асферической поверхности в ее вершине и пересекающая ее по окружности с радиусом г = у.
Таким образом, для контроля выпуклой или вогнутой асферической поверхности требуется набор калиброванных колец, пробных стекол и индикаторов. Число элементов в наборе зависит от размеров детали и требуемой точности и составляет обычно от
3 до 12.
Процесс контроля сводится к определению величины отклонения стрелки асферической поверхности на данной зоне от стрелки соответствующей ближайшей сферы. Точность контроля в лучшем случае может достигать 2-3 мкм, но обычно составляет 5-10 мкм.
Если по условиям производства проверяемую деталь можно снимать со станка, то такой контроль может быть осуществлен на сферометрах (например, модели ИЗС-7). Методика измерений аналогична методике, применяемой при измерении сферических поверхностей. При использовании сферометра с шариковыми кольцами в результат контроля требуется введение поправок [3.13]. На сферометре ИЗС-7 можно проверять детали диаметром до 230 мм. При контроле деталей большой массы рекомендуется применять специальный противовес.
