Файл: Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник.pdf

и нанесенная па сетку ткала наблюдаются через окуляр 10. Последний может поворачиваться на оси 9, обеспечивая возмож­ ность наблюдения необходимого участка шкалы через середину окуляра при минимальных оптических искажениях.

Интерференционные полосы равной толщины образуются в ре­ зультате поворота зеркала 5 на небольшой угол относительно

трубки интерферометра позволяет регулировать измерительное усилие в пределах: в вертикальном положении — от 75 до 275 сН, в горизонтальном — от 10 до 210 сН.

Вертикальный контактный интерферометр (рис. 37) имеет жесткие литые основания 1 и стойку 10. По направляющей стойки может перемещаться при помощи кремальеры 9 кронштейн 8, несущий трубку 7 интерферометра. Винт 6 позволяет сдвигать шкалу трубки в пределах ± 1 0 делений. На трубке закреплен теплозащитный экран 5.Измерительный стол 4 может перемещаться

ввертикальном направлении винтом микроподачи 3 и стопориться

вустановленном положении винтом 2. Диапазон измерения вер­ тикального интерферометра — от 0 до, 150 мм.

Основное назначение контактных интерферометров — поверка концевых мер длины разрядов 2; 3 и 4 классов 0; 1 и 2. На них контролируют также размеры и форму особо точных изделий, например, шариков степеней точности 01 и 02 по ГОСТ 3722—60.

116

В настоящее время осваивается производство контактных интерферометров с экраном, значительно .облегчающим отсчет по шкале прибора. Экранные интерферометры (вертикальный — мо­ дели 250 и горизонтальный — модели 251) будут выпускаться

сценой деления от 0,02 до 0,2 мкм.

Впоследнее время в Англии, Швеции и других странах применяют бесконтактные интерферометры, в которых в ка­ честве источника света используется лазер, п связи с тем, что

лазер является когерентным ис­ точником света, появилась воз­ можность измерять абсолютным методом детали очень большого размера (до (10 м и более) с высо­ кой производительностью и точ­ ностью (цепа деления таких прибо­ ров составляет от 1,0 до 0,01 мкм; погрешность измерения составляет 0,5 мкм на 1 м). Схема бесконтакт­ ного лазерного интерферометра

полупрозрачной пластиной 3 делится на два потока. Один на­ правляется на неподвижное зеркало 2 и, отразившись от него, возвращается к пластине 3. Второй, проходящий сквозь пла­ стину 3, попадает на подвижный V-образный рефлектор 4, а от него — на неподвижное зеркало 8. Отразившись от зеркала 8 и рефлектора 4, пучок возвращается к пластине 3, где интерфе­ рирует с первым пучком.

Корпус 12 лазерного интерферометра смонтирован на крон­ штейне 10, связанном со станиной 7 станка или измерительного прибора. Рефлектор 4 закреплен на стойке 5, устанавливаемой на подвижном столе 6 станка или прибора, перемещение которого

117

I

нужно измерить. Величину перемещения стола 6 можно измерять в процессе его движения но количеству полос, сосчитанных ревер­ сивным счетчиком 11, с которым связан фотоэлектрический де­ тектор 9. Наибольшая скорость движения стола равна 9 м/мин. При помощи лазерных интерферометров проверяют двух- и трех­ координатные измерительные машины, микроскопы, прецизион­ ные станки и другие точные механизмы.

Инструментальные и универсальные микроскопы предназна­ чены для измерения $-глов и линейных размеров в прямоугольных и полярных координатах, основных параметров наружной резьбы

Рис. 39. Инструментальный микроскоп типа БМИ:

а— принципиальная схема; б — общий вид

урезьбовых калибров, метчиков, резьбовых фрез и других изде­ лий с резьбой. На микроскопах проверяют также изделия и ка­ либры сложных форм: шаблоны, фасонные резцы, вырубные штампы и т. п.

Измерения на микроскопах, как правило, производят бескон­ тактным методом в прямоугольных или полярных координатах.

Оптическая схема микроскопа показана на рис. 39, а. Измеряемая деталь А Б рассматривается через объектив ОБ микроскопа.

обратное и еще раз увеличенное окуляром изображение де­ тали А 2Б%.

Инструментальные микроскопы выпускаются по ГОСТ 8074—71 двух типов: ММИ — малый микроскоп инструментальный и БМИ —•большой микроскоп инструментальный (рис. 39, б).

118

Микроскоп имеет литое чугунное основание 13, на котором на шариковых направляющих установлен стол 2, перемещающийся в двух взаимно перпендикулярных направлениях при помощи микрометрических винтов 1 с ценой делений 0,005 мм и пределами измерения 0—25 мм. Установив между концом микровинта и из­ мерительным упором на столе микроскопа концевую меру соответ­ ствующего размера, кратного 25 мм, пределы измерения увели­ чивают в продольном направлении до 75 мм у микроскопов ММИ

пдо 150 мм у микроскопов БМИ.

Сцелью точного совмещения линии измерения с направлением продольного или поперечного перемещения стола его верхнюю часть с предметным стеклом можно поворачивать (у БМИ на 360°)

истопорить в нужном положении. Угол поворота стола опреде­ ляют по нониусу с величиной отсчета 3'. Предметное стекло, вста­ вленное в центральную часть верхнего стола, дает возможность при освещении снизу наблюдать в микроскоп контур изделия (при измерениях теневым методом).'

Тубус 5 микроскопа с объективом 3 установлен в кронштейне 9, перемещающемся по вертикальным направляющим стойки 11. Последняя при помощи маховичка 14 может наклоняться вокруг оси 13 на 12,5° в обе стороны для установки микроскопа под уг­ лом подъема измеряемой резьбы. Угол наклона определяют по шкале маховичка 14. Ось 13 наклона стойки 11 совпадает с осью центров, устанавливаемых на столе микроскопа при измерении тел вращения (бабка с центрами является обязательной принадлеж­ ностью микроскопа). Для фокусирования микроскопа служит маховичок 10, перемещающий кронштейн 9. Установленное поло­ жение фиксируется винтом 12. Микроскопы типа БМИ имеют ме­ ханизм точного фокусирования: вращая рифленое кольцо 4, тубус микроскопа смещают по цилиндрическим направляющим кронштейна. Сверху на тубусе микроскопа крепится сменная угломерная окулярная головка ОГУ-21 с визирным 7 и отсчетным 6 микроскопами или револьверная (профильная) окулярная го­ ловка ОГР-23, либо головка двойного изображения ОГУ-22. Каж­ дая из этих головок имеет десятикратное увеличение. Прилив 8 предназначен для крепления проекционной насадки тина HII-7, на экране которой получается изображение, обычно наблюдаемое

вокуляр микроскопа 7. Поскольку микроскопы ММИ и БМИ яв­ ляются монокулярными (с одним окуляром), то наблюдение воз­ можно только одним глазом.

Вновых разработках инструментальных микроскопов много

внимания уделяется сокращению времени переналадки прибора, повышению производительности контроля и созданию больших удобств для контролера. На рис. 40, а показан бинокулярный инструментальный микроскоп, в котором имеются стеклянные продольная (150 мм) и поперечная (75 мм) шкалы, светлые изобра­ жения штрихов которых вместе с нониусом наблюдаются на тем­ ном фоне экранов 10 и 14. Стол 2 может свободно перемещаться

119

в продольном и поперечном направлениях, что используется для грубой установки. Точно его устанавливают при помощи механиз­ мов микропередачи 1 и 9. Такая система перемещения стола, став­ шая возможной благодаря применению стеклянных шкал, значи­ тельно сокращает затраты времени на измерения. Маховички 7 гру­ бой и точной установки тубуса микроскопа по высоте выполнены соосными, что облегчает настройку. Величину перемещения ту­ буса по вертикали можно отсчитывать но шкале 5 с величиной от­ счета ио нониусу 0,1 мм. Стопку микроскопа можно наклонять при помощи маховичка 11 на ±15°, причем угол наклона отсчитывается

Рис. 40. Инструментальные микроскопы:

а — бинокулярный с экранными шкалами; б — с цифровым отсчетом

в окне 12, а вертикальное положение стойки фиксируется при за­ горании цветной лампочки 13.

Микроскоп снабжен бинокулярным тубусом 3 для наблюдения обоими глазами. Его можно наклонять, выбирая удобное поло­ жение при работе сидя. Над тубусом смонтирован постоянный эк­ ран 4. Переход от визуального наблюдения к проекционному про­ изводят поворотом рукоятки 6. Окулярные сотки 8 с изображением профилей резьбы, дуг окружностей и т. п. выполнены в виде плоских рамок, вставляемых в микроскоп за несколько секунд.

Еще более совершенным является микроскоп с цифровым от­ счетом, показанный на рис. 40, б. К пульту 1 этого микроскопа можно подключать цифропечатающую машинку или перфорацион­ ное устройство

Универсальные микроскопы по принципиальному устройству и назначению аналогичны инструментальным. Они отличаются

120

лишь большими пределами и повышенной точностью линейных измерений.

На машиностроительных заводах наиболее распространен универсальный микроскоп УИ.М-21 (рис. 41, а). Он имеет жесткую литую станину 13 с каретками 2 и 11, которые могут перемещаться соответственно в продольном и поперечном направлениях. В про­ дольной каретке 2 выполнен цилиндрический направляющий же­ лоб, в который устанавливают центровые бабки 3. Опорные по­ верхности отой каретки-служат для установки предметного стола и различных приспособлений. Па поперечной каретке 11 снизу смонтирована осветительная система, а сверху стойка 7 с визир­ ным микроскопом 8. Как и в инструментальном микроскопе, стойку 7 с микроскопом можно наклонять вокруг горизонтальной оси при помощи маховичка 9. Ось вращения стойки пересекается с линией центров бабок продольной каретки. 11а обеих каретках установлены стеклянные шкалы с ценой деления 1 мм, освещаемые проходящим светом. Над шкалами смонтированы отсчетные мик­ роскопы 4 и 5 со спиральными нониусами, имеющими величину отсчета 0,001 мм (их конструкция приведена на рис. 32).

Быстрое перемещение кареток 2 и 11 в нужное положение осу­ ществляют при отпущенных винтах 14 и 15, точно их устанавли­ вают при помощи микрометрических винтов 1 и 12 после закре­ пления винтов 14 и 15. Направляющие обеих кареток выполнены на шарикоподшипниках, обеспечивающих малое трение и высокую

устанавливают в требуемое положение вращением накатанного кольца 10. Микроскоп имеет сменные объективы и окулярные головки: угломерную, профильные и двойного изображения, ана­ логичные головкам инструментального микроскопа.

Пределы измерения микроскопа УИМ-21: линейные — в про­ дольном направлении — 0—200 мм, в поперечном — 0—100 мм; угловые — 0—360" при цене деления угловой головки 1'. Увели­ чение главного микроскопа равно 10 15х, 30х или 50х в зависи­ мости от примененного объектива. Погрешность измерения диа­ метров гладких цилиндров, установленных в центрах на микро­

скопе, равна мкм, где D — диаметр детали в мм.

Аналогичную характеристику имеет проекционный микроскоп УИМ-23 с пределами измерения 200/Х 100 мм, па котором глав­ ный и отсчетные микроскопы заменены проекционными устрой­ ствами 1, 2 и 3, облегчающими работу (рис. 41, б). На микроскопе УИМ-23 в отличие от УИМ-21 можно работать сидя, что значи­ тельно облегчает труд контролера и обеспечивает более высокую производительность.

В нашей стране разрабатываются универсальные измеритель­ ные микроскопы с автоматическим цифровым отсчетом с точностью

12!