Измерение размеров и контроль качества поверхностей деталей оптико-механическим способом, страница 19

Оптическая схема прибора смонтирована в трубке оптиметра (рис. 2) и состоит из зеркала 28, объектива 29, призмы полного внутреннего отражения 30, шкалы 31, осветительной призмы 32, осветительного зеркала 33 и окуляра 34.

Для удобства снятия показаний трубка оптиметра 2 соединена с окулярной приставкой, экран которой должен светиться при правильном направлении луча света зеркалом в прорезе трубки. С экрана приставки снимается отсчёт.

Общий вид оптиметра ИКГ приведён на рис. 1.

Шкала 31 представляет собой пластинку с нанесёнными на неё

± 100 делениями и индексом, причём деления шкалы нанесены на одной половине пластинки, а индексы – на другой.

Шкала установлена в фокальной плоскости объектива 29. Со стороны окуляра 34 шкала закрыта осветительной призмой 32 так, что через него можно видеть индекс и изображение шкалы, отражённые зеркалом 28.

Луч света, направленный поворотом осветительного зеркала 33 в осветительную призму 32, освещает шкалу и, пройдя через призму 30 и объектив, параллельным пучком попадает на зеркало 28. Отразившись от зеркала 28, луч снова попадает в объектив и далее через призму 30, шкалу 31, окуляр 34 – в глаз наблюдателя.

 

Рис. 1. Общий вид оптиметра ИКГ:

1 - основание прибора, 2 - трубка оптиметра, 3 - пиноль, 4 - проекционное устройство, 5, 6 - кронштейны, 7 - стол, 8 - измерительный наконечник, 9 - трансформатор, 10 - регулировочный винт, 11 - круглый уровень, 12, 13, 14, 15 - стопорные винты, 16 - маховичок, 17 - стопорный винт, 18 - головка микрометрического винта, 19, 20 - рукоятки, 21 - стопорный винт, 22 - арретир, 23 - кремальера

 

Рис. 2. Оптическая схема оптиметра ИКГ

Как видно на рис. 3, при осевом перемещении измерительного штифта 8 зеркало 28 повернётся вокруг шариковой опоры О на угол ϕ, что вызовет перемещение отражённого от зеркала 28 изображения шкалы относительно неподвижного индекса.

Угол ϕ определяется из соотношения h

tgϕ= , B

где     h - перемещение измерительного штифта 8; 

B - расстояние от оси вращения зеркала 28 до точки касания его измерительным штифтом 8.

При повороте зеркала 28 на угол ϕ отражённый луч M1N отклонится на угол 2ϕ. Из треугольника MNM1 получим

                                                                                     MM1             H

tg2ϕ=   = , MN   MN

где      MN - фокусное расстояние объектива 2; 

H - величина смещения луча в фокальной плоскости объектива 2 при повороте зеркала на угол ϕ.

 

Рис. 3. Ход лучей в трубке оптиметра ИКГ

Так как углы ϕ и 2ϕ весьма малы, то можно принять, что tgϕ=ϕ и tg2ϕ= 2ϕ. Тогда после некоторых преобразований получим, что величина передаточного отношения оптико-механической системы прибора равна

                                                                               H       MN

= 2       . h       B

Механические и оптические характеристики всей системы прибора подобраны таким образом, что видимое в окуляр смещение шкалы на одно деление соответствует осевому перемещению измерительного штифта на 0,001 мм.

Сведения о калибрах

Для контроля размеров валов и отверстий в деталях, кроме известных измерительных инструментов, таких как штангенциркули, микрометры и др., часто используются безшкальные инструменты – калибр-скобы для контроля размеров валов и калибр-пробки для контроля размеров отверстий. С помощью этих инструментов все контролируемые изделия делятся на две группы – годные и негодные.

Калибр-пробка представляет собой стержень с цилиндрическими окончаниями (рис. 4).

Одной стороной, более широкой – проходной (ПР) – калибр должен под собственным весом входить в контролируемое отверстие детали. Если он в отверстие не входит, отверстие выполнено с размером менее минимально допустимого; такое отверстие подлежит доводке до годного размера (исправимый брак). 

Рис. 4. Стержень с цилиндрическими окончаниями