42275

КОНТРОЛЬ ФОРМЫ ПОЛИРОВАННЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕНЕВЫМ МЕТОДОМ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Форма волнового фронта падающего света должна быть известна заранее или соответствовать идеальной форме поверхности контролируемой детали. При отражении фронта световой волны от поверхности имеющей зональные и местные ошибки он деформируется в соответствии с видом и конфигурацией этих ошибок. Деформация h фронта: где  ошибка поверхности детали;  угол падения света на поверхность детали.

Русский

2013-10-30

351 KB

16 чел.

- 50 -

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

КОНТРОЛЬ ФОРМЫ ПОЛИРОВАННЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕНЕВЫМ МЕТОДОМ

Цель работы - изучение теневого метода контроля формы вогнутой сферической поверхности.

Основные положения

Одним из частных случаев применения теневого метода является контроль формы сферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей. Метод отличается простотой реализации и высокой чувствитель-ностью (0,015 - 0,005 ).

Форма волнового фронта падающего света должна быть известна заранее или соответствовать идеальной форме поверхности контролируемой детали. При отражении фронта световой волны от поверхности, имеющей зональные и местные ошибки, он деформируется в соответствии с видом и конфигурацией этих ошибок. Деформация h фронта: ,

где - ошибка поверхности детали; - угол падения света на повер-хность детали.

Рис.28. Оптическая схема теневого метода

Схема контроля вогнутых сферических поверхностей приведена на рис.28. Здесь в плоскости центра кривизны О поверхности расположен точечный источник света О. Лучи, отраженные от контролируемой повер-хности, проходят через щель, ширина которой может быть изменена пере-мещением плоского экрана (лезвия) N - ножа Фуко.

Глаз наблюдателя должен находиться на таком расстоянии от плоскости ножа, чтобы все отраженные лучи  попали на сетчатку. Воз-можны три варианта расположения ножа (рис.28):до центра кривизны (положение 1); в плоскости центра кривизны (положение ) за центром кривизны (положение ). Если нож находится в положении 1, то при его движении слева направо перпендикулярно оптической оси сначала пере-кроется луч ОА, затем ОС и последним - ОВ. Поэтому наблюдатель увидит перемещение тени по поверхности детали в направлении переме-щения ножа. Если нож находится в положении , то его движение приведет к экранированию луча ОВ, а потом ОС, затем ОА. Тень будет перемещаться навстречу ножу. В положении  можно ожидать мгновенного потемнения в момент касания кромки ножа точки О. Однако, так как О представляет собой площадку конечных размеров, то при её перекрытии наблюдатель увидит быстрое равномерное потемнение всей поверхности детали.

Для обнаружения ошибок контролируемой поверхности нож помещают в одно из трех положений. Вид ошибки определяется её положением относительно идеальной границы раздела двух сред. Если в некоторой области поверхность детали выступает над идеальной границей раздела, то такую ошибку называют «бугром», а если наоборот, то «ямой».

Пусть сферическая поверхность детали имеет ошибку в виде местного «бугра». Если нож расположен за центром кривизны (рис.30), то при его движении слева направо перпендикулярно оптической оси произой-

Рис.29. Теневые картины детали с местной ошибкой «Бугор»

Рис.30. Схема образования теневой картины

дет срезание луча ОА, т.е. тень будет перемещаться по контролируемой поверхности навстречу ножу. В зоне расположения ошибки формы поверхности луч СС перекроется ножом раньше, чем луч DD, и направле-ние движения тени в этой зоне будет противоположно её движению по всей поверхности детали. Характер изменения теневой картины для данного случая показан на рис.29. Пусть нож находится в том же положении (за центром кривизны), а поверхность сферической детали имеет ошибку в виде местной «ямы» (рис.31). Общая тень на поверхности детали, как и в предыдущем примере, будет перемещаться навстречу ножу. Тень в зоне ошибки, в отличие от рассмотренного ранее случая, будет двигаться в том же направлении, что и тень на всей поверхности, т.к. сначала перекроется луч ОD, а потом уже ОС. Характер изменения теневой картины для данного примера приведен на рис.32.

Рис.31. Схема образования теневой картины

Рис.32. Теневые картины детали с местной ошибкой «Яма»

Описание установки

Установка (рис.33) состоит из источника света 1, линз 2 и 3 и призмы 4, проецирующих изображение источника в плоскость диафрагмы 5, контролируемой детали 8 и ножа 6. Источник света , проецирующая сис-тема, нож и контролируемая деталь, установлены на оптической скамье. Световые лучи, отраженные от сферической детали, проходят через щель. Ширину её изменяют перемещением ножа 6, который приводится в движение винтом 7.

Рис.33. Оптическая схема теневой установки

Содержание работы

При выполнении работы необходимо определить вид и место распо-ложения местной ошибки на поверхности сферической детали.

Методические указания и порядок выполнения работы

  1.  Вращая винт 7, раскрыть щель и наблюдать полностью осве-щенную контролируемую поверхность детали.
  2.  Постепенно перемещая нож слева направо поворотом винта, наблюдать движение тени. По направлению её движения определить, в каком положении находится нож по отношению к центру кривизны повер-хности контролируемой детали (одно из трех).
  3.  Зарисовать теневую картину для 6-8 различных положений ножа, начиная с момента, когда деталь полностью освещена, и кончая случаем, когда отраженные от неё световые лучи почти полностью перекрываются.
  4.  По полученным эскизам определить вид ошибки (местный «бугор» или местная «яма»), её конфигурацию и место расположения.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

  1.  Схему теневого метода контроля формы поверхности с указанием положения ножа.
  2.  Схему установки.
  3.  6-8 теневых картин и выводы по определению вида, конфигурации и места расположения ошибки на поверхности оптической детали.

Контрольные вопросы

  1.  Какова чувствительность теневого метода?
  2.  Как зависит выбор формы волнового фронта от формы контро-лируемой поверхности?
  3.  Можно ли на данной теневой установке контролировать плоские поверхности?
  4.  Какой вид имеют теневые картины для одной и той же ошибки формы поверхности в случае расположения ножа до центра кривизны контролируемой детали, в центре кривизны и за ним?
  5.  Позволяет ли теневой метод количественно оценить ошибку формы поверхности оптических деталей?

Литература

  1.  Максутов Д.Д. Изготовление и исследование астрономической оптики. М.-Л.: Гостехиздат, 1948г.
  2.  Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т.,Знаменская М.А. Практика опти-ческой измерительной лаборатории. -М.: Машиностроение, 1974г..


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48610. Структуры магистральной, вертикальной и горизонтальной подсистем варианта СКС 306 KB
  Анализ технических требований выбор архитектуры локальной вычислительной сети.2 Выбор архитектуры локальной вычислительной сети8 4. Выбор и определение структуры технических средств локальной вычислительной сети альтернативные варианты построения логической структуры сети.2 Альтернативные варианты построения сети.
48611. Сокращение трудоемкости статистического моделирования 789.5 KB
  Результаты аналитического решения использовать для проверки результатов статистического моделирования и для обоснования построения рациональной схемы моделирования
48612. Расчёт структуры электромагнитных полей 279 KB
  Цель работы -– расчет структуры полей внутри и вне шара а также в волноводе для приведенных в задании геометрических и электрических параметров. Метод исследования – метод разделения переменных при интегрировании дифференциальных уравнений для получения аналитических выражений потенциалов и напряженностей полей с последующим построением на ЭВМ структуры этих полей. Для заданной геометрии и параметров среды получены аналитические выражения значений потенциалов и напряженностей полей внутри и вне шара а также расчетное...
48615. Локальные системы автоматики 3.67 MB
  Описание объекта автоматизации Система регулирования температуры пара Исходные данные Выбор типового датчика и нормирующего измерительного прибора для системы регулирования Определение оптимального закона регулирования Определение требуемой ПФ устройства ввода возмущения в компенсирующий канал...
48616. Система регулирования температуры пара 4.47 MB
  Определение оптимальной передаточной функции регулятора. Определение оптимальных параметров настройки регулятора. Выбор унифицированного промышленного регулятора Курсовой проект по курсу “Проектирование современных систем управления†посвящен синтезу локальной системы регулирования технологического параметра объекта включающему в себя выбор необходимого закона регулирования регулятора и разработку системы в целом на базе приборов ГСП.
48617. Исследование процесса осадки 249 KB
  Первов Методическое руководство по выполнению курсовой работы Исследование процесса осадки по курсу Теория обработки металлов давлением Рыбинск 2007 Исследование процесса осадки цилиндрических образцов Введение Осадка технологическая операция при которой происходит уменьшение высоты и увеличение площади поперечного сечения исходной заготовки. Для определения силы осадки используют различные методы: решение системы уравнений равновесия совместно с условием пластичности уравнениями связи между напряжениями и деформациями или...