43. Контроль параметров шероховатости поверхностей. Инструментальный метод контроля с использованием интерференционных приборов.

Б есконтактные оптические приборы одновременного преобразования профиля позволяют измерять параметры шероховатости Rz, Rmax, Sm, измерение параметров Ra, t_p связано с большой трудоемкостью.

Принцип действия интерференционных приборов для измерения параметров шероховатости поверхности основан на использовании явления интерференции света отражённого от исследуемой поверхности, и зависимости формы образующихся интерференционных полос от параметров неровности исследуемой поверхности.

Действие таких интерферометров основано на следующей принципиальной схеме:

Свет от источника L через конденсор К и диафрагму D делится на полупрозрачной пластине М на два когерентных пучка. Один из пучков падает через микрообъектив О₁ на исследуемую поверхность S₁, отразившись от которой снова попадает в объектив О₁, фиксируется в плоскости В, являющейся фокальной плоскостью окуляра О_к. Второй пучок проходит разделительную пластину М и микрообъектив О₂, попадает на зеркало сравнения S₂, наклоненное относительно оптической оси на небольшой угол (для объективов увеличения 40^х он составляет не более 3°). Объектив О₂ проектирует изображение зеркала сравнения S₂ и отражается от полупрозрачной пластины М также в плоскости В. В результате сложения этих когерентных пучков света в плоскости В возникают интерференционные полосы, искривленные соответственно профилю исследуемой поверхности. Фрагмент изображения поверхности вместе с интерференционными полосами (участок интерферограммы) можно представить следующим образом:

Изображение поверхности вместе с интерференционными полосами называемые интерферограммы поверхности, рассматриваются в окуляр и графически можно представить:

С помощью аккумуляторного микрометра прибора находят отношение величины а, характеризующей искривление интерференционной полосы, к величине b - ширина интервала полос. На основании чего определяют высоту неровности поверхности:

– длина световой волны источника света используемого прибора (интерферометра)

Измерив ординаты 5 высших и 5 низших точек от средней линии профиля, определяют параметр шероховатости Rz, в тех случаях, когда одновременно необходимо определить шаг неровности, его измеряют с помощью винтового аккумуляторного микрометра прибора.

Интерференционные приборы позволяют измерять параметры неровностей поверхностей высота которых не превышает 1 мкм.

Верхний предел измерения определяется в основном глубиной изображения интерферометра, которая зависит от апертуры и увеличения объектива прибора.

44. Контроль параметров шероховатости поверхностей. Инструментальный метод контроля с использованием оптических приборов одновременного преобразования профиля (приборов светового и теневого сечений).

Принцип действия приборов светового сечения основан на получении изображения профиля исследуемой поверхности с помощью наклонно направленного к этой поверхности светового пучка.

Принципиальная оптическая схема двойного микроскопа, который работает по методу светового сечения выглядит:

1-диафрагма

2-обьектив

3-контролир. поверхность

4-обьектив

5-окуляр

6-осветитель

а) оптическая схема микроскопа

б) поле зрения окулярного микрометра

Прибор представляет собой систему из двух микроскопов осветительного (проектирующего) и наблюдения, оси которых составляют между собой угол

Принцип работы. Световой пучок от источника света 6 проходит через диафрагму с узкой щелью 1, объектив 2 и в виде узкого светового пучка попадает на поверхность 3. Под действием неровностей контролируемой поверхности, определяющих её микрорельеф, такая узкая световая полоска соответствующим образом искривляется и изображение искривленной полоски объективом 4 микроскопа наблюдения проектируется в фокальную плоскость окуляра 5. Величину шероховатости поверхности оценивают с помощью оптического окулярного микроскопа.

Приборы такого типа имеют небольшое поле зрения и не в состоянии охватить требуемую базовую длину, определяемую по стандарту, поэтому с их помощью шероховатость оценивают на участках меньших, чем базовая длина, что является основным недостатком приборов такого типа. Этот недостаток частично устраняется за счёт использования сменных объективов с различным увеличением.

Принцип действия теневого сечения аналогичен принципу действия приборов светового сечения, но в приборах теневого сечения рассматривается тень, искривленная неровностями поверхности. Тень создаётся измерительным ножом, прикладываемым к измеряемой поверхности.