1. Включить прибор через понижающий трансформатор в сеть.
2. Установить деталь на предметный столик 4 (см. рис. 3.5).
3. Сфокусировать прибор на испытуемую поверхность при помощи микровинта 9.
4. Установить с помощью микровинта одну из линий перекрестия параллельно интерференционной полосе.
5. Подвести нить перекрестия микровинтом к верхнему краю наибольшего светлого выступа N3 (см. рис. 3.4), взять отсчет по барабану, затем нить перекрестия подвести к впадине N2 и снова снять отсчет. Подсчитать разность отсчетов а = N2 - N3 и записать в табл. 3.1.
Таблица 3.1
| Номер измерения | Искривление интерференционной полосы в делениях барабана а | Расстояние между интерференционными полосами в делениях барабана b | Половина световой волны l/2, мкм | Высота неровности R¢z, мкм | Среднее значение высоты неровностей Rz, мкм | Значение шероховатости по чертежу Rz, мкм | Заключение о годности |
| 0,25 | |||||||
6. Перевести нить перекрестия на одноименный край нижележащей полосы того же цвета (если измерение производится при белом свете), снять отсчет, подсчитать величину b = N1 - N2 и занести в табл. 3.1.
7. Вычислить величину R¢z для пяти точек по формуле (3.1) и занести в табл. 3.1.
8. Подсчитать Rz = 
и занести полученное значение
в табл. 3.1.
9. Сравнить полученное значение Rz с заданным по чертежу и дать заключение о годности.
Описание двойного микроскопа МИС-11
Двойной микроскоп МИС-11предназначен для измерений по параметру Rz ; и фотографирования шероховатости поверхности в пределах
0,8 – 80 мкм.
Пределы измерений прибора определяются выбором соответствующих объективов в зависимости от шероховатости контролируемой поверхности.
Данные для выбора объективов, а также погрешность метода измерений в процентах от измеряемой величины приведены в табл. 3.2.
Контроль шероховатости поверхности производится по методу светового сечения, который заключается в следующем (рис. 3.6).
Таблица 3.2
| Пределы измерений шероховатости по Rz | Шифр объектива | Фокусное расстояние объектива, мм | Апертура | Увеличение объектива с дополнительной линзой F= 147 мм | Поле зрения | Погрешность измерений в % от измеряемой величины неровности |
| 80 – 6,3 | ОС-39 | 25,0 | 0,13 | 5,9Х | 1,8 | 6 – 22 |
| 20 – 3,2 | ОС-40 | 13,9 | 0,30 | 10,6Х | 1,0 | 10 – 25 |
| 10 – 1,6 | ОС-41 | 8,2 | 0,37 | 18Х | 0,6 | 12 – 30 |
| 3,2 – 0,8 | ОС-42 | 4,3 | 0,50 | 34,5Х | 0,3 | 25 - 32 |
   |
Пусть освещенная щель S проектируется микроскопом на поверхность P1,имеющую ступеньку Р2,высотой h(направление падения лучей показано стрелками). Очевидно, изображение щели на поверхности Р1займет положение S1¢, а на ступеньке Р2 — положение S2¢.В поле зрения микроскопа, ось которого расположена под углом 90° к оси проектирующего микроскопа, изображение щели будет иметь вид, показанный на рис. 3.6 (поле зрения). Величина bсмещения изображения S2²относительно S1² служит мерой высоты ступеньки h.
Оптическая схема микроскопа показана на рис. 3.7. От источника света через щель Sпроходят лучи, которые собираются в фокальной плоскости объектива O1. Изображение щели проектируется на поверхность детали P, видимой как бы в разрезе, и вторым объективом О2визуального микроскопа проектируется на сетку Мокуляра К.Изображение щели будет деформированным (рис. 3.8), причем величина смещения щели будет зависеть от высоты неровностей поверхности.
Двойной микроскоп типа МИС-11 изображен на рис. 3.9. Салазки корпуса микроскопов 1 перемещаются по направляющим кронштейна 2при помощи реечной передачи вращением винта 3. В корпусе помещены два микроскопа — осветительный 4и визуальный 5.
В микроскопе 4имеется прямолинейная щель, освещаемая источником света. Изображение щели на детали рассматривается при помощи микроскопа 5, снабженного окулярным микрометром 6,с увеличением 15х. При фотографировании вместо окулярного микрометра устанавливается фотонасадка МФН-1 с обычным окуляром. Для того, чтобы иметь возможность установить изображение щели в середине поля окуляра, осветительный тубус снабжен винтом 7. Кольцо 11 служит для регулирования ширины щели. Микрофокусировка осуществляется поворотом винта 8.
Контролируемая деталь 9 устанавливается на столе 10,снабженном микрометрическими головками, при помощи которых можно перемещать
стол в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Поворот стола осуществляется при отпущенном винте 14.
Для установки цилиндрических деталей служит накладной столик с призмой.
Определение цены деления прибора
В тубусы микроскопов ввинчиваются два одинаковых объектива, соответствующих требуемому увеличению для предполагаемого шероховатости поверхности детали.
Определяется цена деления шкалы окулярного микрометра при помощи объект-микрометра. Объект-микрометр прилагается к прибору и представляет собой стеклянную пластинку с нанесенной на ней шкалой (в большинстве случаев с ценой деления 0,01 мм).
Объект-микрометр кладут на стол прибора. Включают освещение микроскопа. Кронштейн с корпусом микроскопов (см. рис. 3.9) устанавливают на требуемой высоте вращением гайки 12при освобожденном винте 13.После этого стопорят винт 13.Производя подъем или опускание микроскопов при помощи винта 3, получают изображение световой щели. Наблюдая изображение щели через визуальный микроскоп, добиваются, перемещая объект-микрометр по столику прибора, чтобы шкала попала в изображение щели и штрихи шкалы были перпендикулярны ее изображению (рис. 3.10). 
Если щель окажется расположенной не в центре поля зрения, следует ее установить вращением винта 7 (см. рис. 3.9) иокончательную фокусировку произвести, вращая винт 8. Освобождают винт, крепящий окулярный микрометр, и последний поворачивают вокруг оси таким образом, чтобы направление винта окулярного микрометра было параллельно направлению изображения щели. Деления неподвижной шкалы окулярного микрометра при этом параллельны делениям шкалы объект-микрометра. Затем перекрестие окулярного микрометра совмещают с каким-либо штрихом объект-микрометра и делают отсчет по барабану окулярного микрометра. Наблюдая в окуляр, переводят перекрестие на другой штрих объект-микрометра, отстоящий на некоторое число делений (чем больше расстояние между штрихами, тем больше точность определения), и делают второй отсчет по барабану окулярного микрометра.
Отсчет полных оборотов барабана производится при помощи биссектора 1, перемещающегося относительно неподвижной шкалы окуляра, одновременно с перекрестием. Определение цены деления производится по формуле
где z — число делений шкалы объект-микрометра, пройденных перекрестием окуляр-микрометра;
Т— цена деления объект-микрометра;
А— разность отсчетов, полученных при двух совмещениях перекрестия, выраженная в делениях барабана; цифра 2 в знаменателе формулы учитывает наклон тубуса под углом 45°, а также то обстоятельство, что при измерении детали окулярный микрометр поворачивают на 45°.
Пример. z = 11 делений объект-микрометра, А= 200 делений барабана.
Измерение на приборе
Окуляр-микрометр поворачивают вокруг оси таким образом, чтобы горизонтальная линия перекрестия встала параллельно линии щели, и стопорят в этом положении (рис. 3.11). Снимают объект-микрометр, кладут чисто промытую деталь на столик прибора и фокусируют изображение щели на детали приемами, описанными выше.
 | |||
 | |||
Поворачивая от руки измеряемую деталь, ориентируют ее таким образом, чтобы направление неровностей было перпендикулярно изображению щели.
Отсутствие перекосов детали в поперечном и продольном направлениях проверяют ее соответствующими перемещениями. Изображение щели при этом не должно иметь видимого смещения. При наличии перекосов под измеряемый объект помещают прокладки из воска, фольги и вновь проверяют. Одна сторона щели фокусируется обычно более резко, чем другая, и по ней производится измерение. Горизонтальная линия перекрестия подводится сначала к вершине изгиба щели по выбранной стороне, а затем к впадине по той же стороне щели (см. рис. 3.11 и 3.12). Разность отсчетов на барабане окулярного микрометра N,умноженная на масштабную цену деления, определит значение высоты неровности Rв данном сечении. Величина Rz : определится как среднее арифметическое из пяти максимальных значений Rна длине участка измерения (включающего в себя одну или несколько базовых длин в зависимости от поля зрения микроскопа):
Перемещение изображения щели на длине участка измерения осуществляется винтом продольного перемещения столика микроскопа.
Результаты измерения заносят в табл. 3.3.
Таблица 3.3
| Порядковый номер измерения | Первый отсчет по окулярному микроскопу | Второй отсчет по окулярному микроскопу | Разность расчетов N | Высота неровности R=N×E | Rz=(1/5)×å Ri I=1 |
Отчет по работе должен содержать цель работы, краткую характеристику и оптическую схему прибора, таблицу с результатами измерений и заключение о годности детали.
Вопросы для самопроверки
1. Какие бывают методы и средства, применяемые для измерения шероховатости?
2. Что называется шероховатостью поверхности?
3. Параметры шероховатости и базовая длина.
4. Как обозначается шероховатость на чертежах?
Лабораторная работа 4