Общие сведения об оптиметрах

Теоретическая часть

Контроль цилиндрических деталей на вертикальном оптиметре. Определение погрешностей формы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

- титульный лист;

- название и цель работы;

- краткое изложение основных теоретических вопросов;

- краткое описание порядка выполнения работы;

- формулы расчетов и таблицы результатов выполнения задания;

- заключение о годности шаблона.

Цель и задачи работы

Цель работы состоитв ознакомлении с конструкцией верти­кального оптиметра; получении практических навыков измерения на нем.

Задачи работы:

- ознакомиться с конструкцией и настройкой верти­кального оптиметра.

- измерить контролируемую деталь на вер­тикальном оптиметре ОВО-1;

- научиться пользования нормативами откло­нений формы цилиндрических поверхностей;

- выполнить отчет о работе (прил. 8).

Оптиметры относятся к рычажно-оптическим приборам, их конструкция основана на применении механического и оптического ры­чага. Метод измерения при применении оптиметров – контактный, от­носительный. Абсолютным методом можно измерять только детали, размеры которых не превосходят пределов измерения по шкалам при­боров.

Работа оптиметра основана на принципе автоколлимации.

Автоколлимацией называется способность объектива превращать пучок лучей, исходящих от источника света, расположенного в фокальной плоскости и на главной оптической оси объектива, в параллельные лучи и затем, после отражения от плоского зеркала, снова собирать их в фокальной плоскости в одну.

Ход лучей в трубке оптиметра можно проследить по схеме, представленной на рис. 1.

Перемещение измерительного стержня 7, на конце которого закреплен наконечник, вызывает поворот зеркала 6 и перемещение отраженного луча относительно неподвижного указателя. Шкала освещается зеркалом 11 (рис. 1). Погрешность показаний оптиметра в пределах всей шкалы не более ±0,0003 мм.

Рис. 1. Вертикальный оптиметр: 1 – трубка оптиметра, 2 – основание;

3 – стойка, 4 – кронштейн, 5 – стол; 6 – гайка микрометрической подачи;

7 – измерительный стержень с наконечником; 8 – регулировочные винты,

9, 12, 15 – стопорные винты, 10 – окуляр, 11 – зеркало, 13 – стопорное кольцо, 14 – рукоятка

Трубка оптиметра закрепляется в кронштейне 4, который может перемещаться в вертикальном направлении по колонке 3 и закрепляется в любом положении стопорным винтом 12.

Измеряемые изделия помещаются на плоском столе 5 оптиметра, установленном перпендикулярно к линии измерения с помощью регулировочных винтов 8. Стол имеет микрометрическую вертикальную подачу, осуществляемую вращением гайки 6.

На рис. 2, а изображена принципиальная схема устройства труб­ки оптиметра ОBО-1.

б а

Рис. 2. Схема отражения оптиметра: а – принципиальная схема устройства труб­ки оптиметра, б – упрощенной схемы хода лучей

Пучок лучей от постороннего источника света А направляется зеркальцем 5 в щель, преломляясь в призме 1, освещает стеклян­ную пластинку 2 с нанесенной на ней шкалой.

Шкала пластины 2 расположена в фокальной плоскости объектива 3, и поэтому лучи, рисующие ее изображение, выходят из объек­тива параллельным пучком. Отразившись от зеркала 5, они таким же параллельным пучком входят обратно в объектив 3 и создают отра­женное изображение шкалы в фокальной плоскости объектива на пластине 2. При этом отраженное изображение обращено зеркально по отношению к основному как по горизонтальной оси X, так и по вертикальной Z. Отраженное изображение шкалы и видно в окуляре наблюдателю.

При наклоне зеркала 5 на некоторый угол α, отраженное изображение сместится на некоторую величину t (рис. 2, а).

Зеркало 5 прижимается пружиной 6 к измерительному стержню 7 прибора. При измерении детали стержень 7, смещаясь, поворачи­вает зеркало вокруг оси 8, на угол α. Таким образом, пучок параллельных лучей падает на зеркало под углом α к перпенди­куляру, проведенному к плоскости зеркала в точке падения. Угол между падающим и отраженным лучами равен 2α.

Как отмечалось ранее, отраженное изображение зеркально об­ращено относительно основного. По оси X отраженное изображение шкалы будет смещено на постоянную величину в, равную смещению шкалы относительно главной оптической оси объектива. Это смеще­ние дает возможность наблюдать в окуляре отраженное изображение шкалы отдельно от самой шкалы, закрытой от наблюдателя экраном.

Смещение шкалы t по оси Z будет изменяться при изме­нении угла α, т.е. при изменении размера детали. Соотношение между смещением S измерительного стержни и смещением t изо­бражения шкалы по отношению к неподвижному указателю находим из упрощенной схемы хода лучей, изображенной на рис. 2, б. В упрощен­ной схеме отсутствуют смещение по оси X и исключена призма 3, имеющая лишь конструктивное значение. Введение ее позволяет уменьшить габариты прибора, а контролеру производить измерения, сидя за прибором.

Из упрощенной схемы видно, что величина смещения измеритель­ного наконечника S = a ∙tgα, где a – расстояние между осью вращения зеркала и осью измерительного наконечника. Величина t = F ∙tg2α где F – фокусное расстояние объектива 3, откуда пе­редаточное отношение прибора i =(F ∙tg2α)/(a ∙tgα).

Как видно из схемы рис. 2 в передаточное отношение оптичес­кого рычага, кроме отношения линейных величин F и a, вхо­дят отношение тангенсов углов 2αи α, поэтому передаточное отношение оптического рычага равно удвоенному отношению плеч, т.е. существенно отличается от передаточного отношения механического рычага.

Дата добавления: 2015-04-30