Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Линейная цена Ф интервала полос на экране обусловлена малым углом разворота 0 пластин относительно друг друга и равна Ф = *0 [3.26].
При пользовании методом муара следует иметь в виду существование зон пропадания изображения (зон Тальбота); расстояние между зонами I = t2fk, где к — длина волны монохроматического излучения. Максимальная контрастность полос муара на экране будет наблюдаться прис? = nl, где п = 0, 1, 2, ... Нулевой контраст (исчезновение изображения) будет возникать при d = п + 0,5 [3.26].
203
В чертежах требования на асферические поверхности обычно указывают в виде допустимого рассеяния лучей в фокальной плоскости детали или поверхности.
Максимально допустимое рассеяние называют наименьшим кружком рассеяния и в чертежах обозначают «НКР». Указывают также допустимое отклонение углов нормалей а к асферической поверхности от их расчетного положения. Эти величины связаны формулой
DKp = 2po.k(ft,
где fecp = 4tg ф/sin 4ф.
Измерение углов отклонения нормалей удобно выполнять на асферометре [3.26]. Принцип действия основан на использовании свойства поверхностей вращения 2-го порядка, заключающегося в том, что луч света, направленный на поверхность из одного ее фокуса, после отражения от поверхности проходит через второй фокус. В ближайший к вершине фокус измеряемой поверхности при помощи оптической системы проецируется щелевой источник света. Его изображение, полученное во втором фокусе, рассматривается с помощью зрительной трубы или микроскопа.
На рис. 3.68 приведена принципиальная схема контроля выпуклого гиперболоида вращения. При повороте оптической проекционной системы 1 вокруг оси, проходящей через фокус контролируемой поверхности 2, пучок лучей последовательно отражается от всех участков ее профиля. Отступления профиля от идеального приводят к изменению направления отраженных лучей. С помощью шкалы 3 и окуляра 4 измеряют угловые отклонения лучей и находят отклонения нормали как половины этих углов.
На рис. 3.69 приведена оптическая схема автоколлимационно-го асферометра. Источник света (лампа СВДШ) 19 через конденсор 18 и зеркало 17 освещает щелевую диафрагму 16 (размером 0,01 х 3,00 мм), помещенную в фокусе объектива 15 оборачивающей системы. Проходя откидное светоделительное зеркало 14 и
второй объектив 13 оборачивающей системы, лучи образуют в плоскости вспомогательной шкалы 12 изображение щели 16, находящееся в фокальной плоскости объектива 11. Далее лучи в виде параллельного пучка отражаются от зеркал 9 и 10 и объективом 3 в виде сходящегося пучка направляются с помощью зеркала 2 (светоделительного) на исследуемую асферическую (параболическую) поверхность 1, образуя в ее геометрическом фокусе F изображение
Рис. 3.68. Схема автоколлимацион-ного контроля выпуклого гиперболоида
204
.is
,17
Рис. 3.69. Схема автоколлимационного асферометра
щели на оси О—О. Щель 16 и ее изображение лежат в плоскости чертежа.
От параболической поверхности отражается пучок лучей, параллельных оси параболоида. Он проходит зеркало 2 и зеркалом 4 направляется в объектив 5 отсчетной зрительной трубы, образуя в фокусе его на шкале 7 изображение щели 16, рассматриваемое в окуляр 6 (8 — плоское зеркало). Объектив 20 и окуляр 21 — детали вспомогательной зрительной трубки, используемой при настройке прибора и измерении фокусного расстояния. Детали 2, 3, 9— 13,15,16 составляют поворотную проекционную часть прибора, вращение которой вокруг оси О—О позволяет осуществлять последовательную засветку диаметрального сечения измеряемых поверх-
205
ностей — вогнутых и выпуклых. По окончании контроля профиля измеряют фокусное расстояние асферической поверхности. Для этого ее перемещают вдоль оптической оси до совмещения вершины поверхности с изображением щели на оси О—О. Перемещение равно фокусному расстоянию. Отсчет производится по шкале с помощью микроскопа-микрометра (на схеме не показан).
Асферометр ЮС-51 предназначен для работы в комплексе со станками типа «Парабола», имеющими съемные шпиндели и обеспечивающими самоустановку измеряемых поверхностей. Точность измерения углов отклонения нормалей 10", максимальный диаметр детали 120 мм, фокусное расстояние от 10 до 110 мм, относительное отверстие до 1 : 0,25. Габаритные размеры прибора 900 х 900 х 1600 мм, масса 200 кг.
Для контроля асферической поверхности (см. рис. 3.69) поворачивают проекционную систему так, чтобы луч последовательно «пробежал» по всему диаметральному сечению поверхности, и при этом наблюдают отклонения изображения щели на сетке окуляра зрительной трубы. Оценка качества производится по максимальным смещениям изображения щели в плоскости шкалы отсчет-ной системы.
Для определения линейного размера дефектов поверхности производят математическую обработку измеренных углов отклонений нормали, зарегистрированных через равные интервалы полярной системы координат.
В табл. 3.23 приведены следующие данные: координатные углы измеряемых участков; измеренные отклонения нормалей (угла а) к поверхности, т. е. отклонения блика, измеренные в делениях шкалы прибора; здесь приводятся средние значения отсчета для каждой пары симметричных точек поверхности, при этом для диапазона измерений от 0 влево знаки отсчета надо изменить на обратные для выпуклых поверхностей; в следующем столбце содержится рассчитанное значение коэффициента к, учитывающего вид измеряемой асферической поверхности (для параболоида этот коэффициент равен l/cos3(cp/2)); далее — вычисленное значение масштабного коэффициента у, необходимого для перехода от измеренных угловых значений отклонений нормали к линейным значениям отклонения профиля от дуги параболы
