Поверхности на микроинтерферометре МИИ-4

 

Микроинтерферометр МИИ-4 предназначен для визуальной оценки иизмерения высоты неровностей обработанной поверхности. Принцип работы и его схемабыли разработаны В. П. Линником. Прибор широко применяется для измерения параметров шероховатости на поверхностях с высокой чистотой обработки.

Микроинтерферометры измеряют параметры шероховатости поверхности Ra, Rz и S. Оптическая схема представляет собой сочетание интерферометра и микроскопа.

Схема микроинтерферометра приведена на рис. 19.1.

 

Рис. 19.1. Оптическая схема микроинтерферометра

 

Свет из осветительного устройства 1 проходит через сменный светофильтр 13 и разделяется на полупрозрачной пластине 4. Один световой поток проходит компенсационное стекло 5 и объектив 6, отражается от зеркала 7 и возвращается к пластине 4. Другой поток света проходит сменный объектив 3 и отразившись от поверхности исследуемого изделия 15, которое лежит на столике 2, тоже возвращается к пластине 4. Образующийся интерферирующий световой поток направляется объективом 8 через поворотное зеркало 9 в фокальную плоскость окулярного микрометра 10.

Наблюдаемая интерференционная картина может быть сфотографирована с помощью зеркала 11, которое дает изображение через объектив 12 на фотоаппарат 14. Зеркало 9 при этом выводят из хода лучей. Неровность исследуемой поверхности приводит к искривлению интерференционных полос (рис. 19.2).

Значения микронеровности R измеряются по отношению высоты а искривления полос к расстоянию между полосами b: R = l a /2 b (рис. 19.3). Измерения можно производить с помощью окуляр-микрометра. По результатам измерения вычисляют параметр Rz. Если используется желтый свет с длиной волны l = 0,55 мкм, то R = 0,27 а / b мкм. Для определения параметра Ra фотографируют интерференционную картину и обрабатывают фотографию на проекторе.

Микроинтерферометр МИИ-4 позволяет измерить шероховатость поверхности по параметру Rz и R _max от 0,01 до 1 мкм, а по параметру S – от 0,02 до 0,25 мм.

Микроинтерферометр МИИ-4 (рис. 19.4) имеет цилиндрическое основание 7, на которое установлен измерительный стол 1 с микрометрическими винтами 3. При помощи двух микрометрических винтов 3 столик можно перемещать в двух взаимно перпендикулярных направлениях, пределы перемещения стола 10 мм. Измеряемое изделие 2 кладут на стол проверяемой поверхностью вниз. Винтом точной настройки 6 фокусируют объектив прибора. Поворотом корпуса зеркала 4 и винта 5 изменяют ширину и направление интерференционных полос. Ручка 10 закрывает интерференционное зеркало шторкой, что позволяет рассматривать поверхность без интерференционной картины. В корпусе под углом 70° к вертикальной оси расположен визуальный тубус с окулярным микрометром 9, которыйдает возможность 530-кратного увеличения измеряемой поверхности. Величину шероховатости измеряют с помощью окулярного микрометра. Фотокамера 8 служит для фотографирования интерференционной картины с целью ее дальнейшей обработки. При визуальном наблюдении или измерении поворотное зеркало должно быть введено в оптическую систему, а при фотографировании выведено.

 

Рис. 19.4. Микроинтерферометр МИИ-4

Порядок выполнения работы

 

1. Настроить прибор. Для этого необходимо его включить, положить на столик 1 (см. рис. 19.4) деталь исследуемой поверхностью вниз (к объективу, расположенному внутри корпуса). Произвести настройку освещения, для чего перемещением патрона установить нить лампы так, чтобы ее изображение было резко видно в зрачке объектива. Изображение нити лампы и зрачок объектива хорошо видны при вынутом окуляре 9. С помощью винтов 3 отцентрировать изображение нити лампы относительно зрачка объектива, диафрагма при этой должна быть полностью открыта, для чего 5 повернуть в крайнее положение.

С помощью микрометрического винта 6 сфокусировать прибор на исследуемую поверхность. Поворотом рукоятки 10 включить правую часть интерференционной головки – стрелка на рукоятке должна быть в горизонтальном положении; при этом в поле зрения должны быть видны интерференционные полосы. С помощью винта 6 добиться наиболее резкого изображения полос у исследуемой поверхности.

Установить необходимый интервал между полосами вращением винта 5 вокруг своей оси. Поворотом винта 5 вокруг оси интерференционной головки установить интерференционные полосы перпендикулярно к штрихам на исследуемой поверхности. При правильной настройке прибора в его поле зрения должны быть видны одновременно исследуемая поверхность и интерференционные полосы, изогнутые в местах, где проходят микронеровности, причем, интерференционные полосы должны быть ориентированы перпендикулярно к направлению микронеровности (см. рис. 19.2).

2. Определить высоту неровности. Дляэтого необходимо измерить величину интервала между полосами b ивеличину изгибаполос а в долях интервала. Величина интервала между полосами выражается числом делений шкалы барабана окулярного микрометра. Для большей точности измерения необходимо наводить нить перекрестия окулярного микрометра по середине, а не по краю полосы.

На рис. 19.3 показан вид поля зрения прибора в увеличенном масштабе и указано расположение горизонтального штриха перекрестия окулярного микрометра при измерении.

Первый отсчет производится по шкалам окулярного микрометра при совмещении одной из нитей перекрестия с серединой верхнего края полосы Х ₁; затем совмещают положение горизонтального штриха с нижнего края этой же полосы Х ₂, третий отсчет Х ₃ получают совмещением горизонтальной нити со срединой нижнего края следующей полосы.

Величина изгиба в долях интервала выражается формулой:

При работе с желтым светофильтром расстояние между двумя соседними интерференционными полосами равное половине длины волны составляет 0,27 мкм. Поэтому высота неровностей в этом случае будет:

мкм.

3. Для определения параметра Rz повторить это измерение пять раз и найти среднее между пятью значениями.

4. Дать заключение о годности сравнив измеренное значение с данными полученными у преподавателя.

5. Оформить отчет по прилагаемой форме.

 

Форма протокола измерений

Группа №	Ф. И. О.
Работа 19	Измерение параметров шероховатости поверхности с помощью микроинтерферометра
Данные об измерительном приборе
Модель микроинтерферометра
Пределы измерения высоты микронеровности, мкм
Длина волны используемого света, мкм
Схема измерения (Рис. 19.3)	Показания прибора, дел
№	Х 1	Х 2	Х 3
Значение Ri
№	деления	мкм
Среднее R СР. = мкм
Высота неровности профиля по десяти точкам: Rz = мкм
Обозначение на чертеже и заключение о годности

Р а б о т а 20