Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Точность количественной оценки зависит от многих факторов. Перечислим некоторые из них:
1) разность радиусов кривизны сравниваемых поверхностей (при разности, не превышающей двух колец, можно получить точность до 0,1 полосы);
2) размер относительного отверстия проверяемой поверхности — отношение светового диаметра к радиусу кривизны; при большом относительном отверстии не удается сразу по всей поверхности наблюдать интерференционную картину из-за большого различия углов падения лучей при переходе от центра к краю поверхности; вследствие этого погрешность контроля может достигать 0,5 полосы и более;
3) отношение диаметров образцовой и проверяемой поверхностей (чем меньше это отношение, тем меньше точность).
Более высокую оценку точности (0,10-0,05 полосы) обеспечивают приборы для бесконтактного контроля сферических поверхностей. Их можно разделить на две группы:
1) для проверки поверхностей деталей с малым и средним значениями диаметров;
2) для проверки поверхностей крупногабаритных деталей.
Рассмотрим принцип действия приборов первой группы (рис. 3.21).
Монохроматический источник света освещает отверстие диафрагмы 1, которое высокоапертурным объективом 3 проецируется в точку А. С точкой А совмещены центры кривизны образцовой S1 и проверяемой S2 поверхностей. Положение S1 и S2 при контроле выпуклой поверхности показано сплошной, при контроле вогнутой — штриховой линией. Отраженные otS1 и S2 пучки возвращаются в обратном направлении, интерферируют и светоделительной пластиной 2 направляются в глаз 4, наблюдающий интерференционную картину, локализованную в промежутке между поверхностями S1 и S2. Деталь с образцовой поверхностью выполняется либо в виде концентрического мениска, либо в виде апланатической линзы. Перемещением проверяемой детали вдоль и перпендикулярно к оптической оси регулируют число и форму интерференционных полос. Кольцевые картины полос образуются при сме-
153
щении центра кривизны проверяемой поверхности вдоль оптической оси, прямые полосы — при смещении перпендикулярно к оси.
Благодаря использованию монохроматического источника света и применению схемы, обеспечивающей падение лучей по направлению нормалей к поверхностям и S2, можно с помощью одной образцовой поверхности контролировать большое число поверхностей с различными радиусами кривизны. Угол охвата проверяемого за один прием участка зависит от апертуры используемого объектива 3.
В приборах для контроля вогнутых поверхностей апертурный угол достигает 180° [3.1], для контроля выпуклых — до 140°. Максимальное значение радиусов проверяемых на этих приборах вогнутых поверхностей ограничивается только конструктивными соображениями, выпуклых — размером рабочего отрезка объектива
3. Опыт показывает, что при апертурном угле около 70° нецелесообразно создавать объективы с рабочим отрезком более 70 мм, так как диаметр объектива в этом случае становится чрезвычайно большим.
По представленной на рис. 3.21 схеме разработано несколько модификаций приборов (моделей КЮ-210, КЮ-211 и др.), технические характеристики которых приведены в табл. 3.13. Основная область применения этих приборов — контроль изделий из мягких материалов, не допускающих использования контактных методов проверки, а также контроль точных поверхностей, имеющих большие относительные отверстия.
В последнее время разработаны интерферометры с расширенными возможностями. Они снабжены большим числом сменных узлов, применение которых позволяет контролировать плоские и сферические поверхности в большом диапазоне размеров, радиусов кривизны и относительных отверстий. Наибольшее распростране-
154
Таблица 3.13. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ
ДЛЯ КОНТРОЛЯ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Параметр КЮ-210 КЮ-211 ИТ-154 ИТ-148 Иммер- сионный
Предельное значе- 12-335 80-340 13-60 12-50 8-50
ние радиусов кривизны проверяемых поверхностей, мм (выпуклые) (вогнутые) (выпуклые) (вогнутые) (вогнутые)
Отступление образцовой поверхности от правильной сферы, число полос ОД ОД 0,2 0,2 0,2
Угол охвата проверяемого за один прием участка поверхности,0 54-12 80-15 140 140 180
Увеличение прибора,* 0,8 0,8 1,3-0,4 0,3 0,4
Способ наблюдения Визуаль- Визуаль- Визуаль- Визуаль- Визуаль-
ное ное ное и фото ное и фото ное
Тип устройства для Окуляр Окуляр Окуляр- Микро- Окуляр
измерения ширины полос с сеткой с сеткой ный метр с сеткой
ние получили интерферометры фирмы «Цайго». В нашей стране аналогичный прибор модели ИКД-110 выпускает JIOMO [3.33].
Прибор построен по схеме Физо, которая обеспечивает высокую точность контроля при сравнительно невысокой точности входящих в нее оптических элементов. Принципиальная схема устройства показана на рис. 3.22. Ее можно разделить на две части: базовый комплект и дополнительные (сменные) элементы. В базовый комплект входят узлы 1-15. Они выполняют следующие функции:
1) формируют коллимированный лазерный пучок диаметром 100 мм; осуществляется это с помощью узлов 1—5;
2) строят автоколлимационное изображение зрачка 2' в плоскости фотоприемника 12; изображение формируется с помощью элементов б—9,11;
