05 семестр / К экзамену-зачёту / Ответы на экзаменационные вопросы / отвыеты на вопросы / Компенсация децентрировок
.pdf
отсчетный индекс в виде горизонтальной линии и контрольная окружность малых размеров, которая выполняет функцию реперной точки для центрирования измеряемой линзы.
Рис. 13. Схема автоколлимационного микроскопа.
1 – осветитель, 2 – конденсор, 3 – светоделительная пластина, 4 – зеркало, 5 и 6 – сетки, 7 – объектив, 8 – призма, 9 – плоскопараллельной пластины, 10 – микрообъектив, 11 – призма, 12 – объектив, 13 – куб-призма, 14 – призма, 15 – окуляр, 16 – сетка, 17 – центрируемая линза, 18 – оправка.
Оптическая схема экранного измерительного микроскопа (Рис. 14)
состоит из визирной и трех отсчетных частей. Изображения измеряемого объекта, а также основных и отсчетных шкал проектируются на экраны. В
отсчетных системах используются оптические микрометры.
Контуры измеряемого объекта наблюдаются на визирном экране (при нижнем освещении) или рассматриваются через бинокулярную насадку (при верхнем освещении). Отсчет перемещения кареток производится по изображению основных и отсчетных шкал.
Свет от лампы 17 постоянным конденсором 16 и сменной осветительной системой 18, 19 или 20 направляется на сменный объектив 10, 11, 12 или 13
(увеличения 1 , 1,5 , 3 и 5 соответственно), освещая измеряемый объект П.
Рис. 14. Схема экранного измерительного микроскопа.
Изображение объекта проектируется объективом через призму 3 и
защитные стекла 9 в плоскость стеклянной пластинки 5 со штриховыми линиями. Пластинка может поворачиваться маховиком в пределах 360 .
Совместное изображение объекта и штрихов сетки через коллектив 8
проектируется объективом 6 при помощи зеркал 7 и 1 на визирный экран 2.
Угломерная отсчетная оптическая система показана на той же фигуре.
Свет от лампы 27 через конденсор 26, светофильтр 25 и коллектив 24
направляется на стеклянный лимб 4 (цена деления 1 ) штриховой угломерной головки. Лимб жестко связан со штриховой сеткой и поворачивается вместе с ней. Объектив 23 проектирует освещенный участок лимба в плоскость неподвижной отсчетной (минутной) шкалы. Совместное изображение обеих шкал проектируется объективом 22, через призму 21 и зеркало 15 на отсчетный угломерный экран 14.
3. Центрирование линзы в оправе
Существует несколько способов центрирования линз при их соединении
с оправой и один из них автоколлимационный. Такое соединение называют
автоколлимационной сборкой.
3.1. Центрирование с помощью автоколлиматора
Строго говоря, такая система не должна называться автоколлиматором,
так как коллимация в своем первоначальном значении означает параллельный ход лучей. Однако широкая практика применения автоколлимационных методов распространила это название на системы, работающие с непараллельными пучками. Далее эта система будет называться трубка ЮС 13
или трубка А.А. Забелина по фамилии ее автора.
Линзы, предназначенные для автоколлимационной сборки, в оптическом цехе центрируют с невысокой точностью 0,03-0,1 мм.
Для примера возьмем линзу фотообъектива в оправе, чертеж которой показан на Рис. 15. На чертеже обычно задают допуск на децентрировку – знаками или текстом на поле чертежа. Например, “несовпадение оси O1O2 и оси
20 не более 0,01мм.
Оправы для линз изготавливают в механическом цехе с припусками по базирующему диаметру и базирующим торцам. Затем линзы закрепляют в оправах завальцовкой или резьбовым кольцом. О центрировке не заботятся.
Рис. 15. Пример линзы в оправе для автоколлимационной сборки.
Для выполнения центрирования требуется точный токарный станок,
шпиндель которого имеет биение не более 3-5 мкм, оптическое устройство называемое автоколлимационной трубкой ЮС-13*,(см. замечание выше)
которую придумал А.А. Забелин и регулируемый центрировочный патрон.
3.2.Устройство автоколлимационной трубки ЮС-13
Схема трубки Забелина приведена на Рис. 16. Она содержит: подвижный объектив 14, осветитель с источником 10, конденсором 11 и зеркалом 12;
объектив и осветитель разделяет зеркало 13, имеющее прозрачное отверстие
(диафрагму) или крест; микроскоп М, состоящий из объектива 4, измерительной сетки 6 и окуляра 5. Для фиксации грубого отклонения используется экран 17.
К корпусу 6 крепятся регулировочные пружины 7 и 10 с винтами 8 и 9.
Эта система требуется для юстировки трубки на совмещение оси шпинделя и оси трубки после ее установки по конусу в пиноль задней бабки.
а)
б)
Рис. 16. Устройство автоколлимационной трубки ЮС-13.
3.3. Устройство центрирующего патрона
Устройство патрона схематически представлено на Рис. 17. Он состоит из следующих основных частей. Муфта 1 служит для закрепления и ориентирования патрона на шпинделе. Центрирование будет тем точнее, чем точнее установлен патрон относительно оси шпинделя. Наиболее точное ориентирование возможно по коническому хвостовику, т.е. вместо посадочного пояска D должен быть хвостовик. На муфте установлен корпус 2 патрона в виде втулки с четырьмя радиальными винтами 4, которые используются для перемещения внутренней части патрона через стакан 3 в плоскости XOY.
Винты 5 служат для поворота сферической шайбы 6 (выпуклая или вогнутая) с
установленной на шайбе оправе с линзой.
Основные параметры патрона: действительный радиус RП сферической шайбы 6; действительное расстояние В от вершины шайбы до ее торца.
Действительные параметры RП и В наносятся на патрон клеймением.
Выбор центрирующего патрона определяется радиусом кривизны той поверхности центрируемой линзы, с которой начинается процесс центрирования. Например, отрицательный патрон применяется только при больших отрицательных радиусах кривизны первой поверхности центрируемой линзы.
Рис. 17. Схема центрирующего патрона.
Радиус первой поверхности линзы определяет длину переходной оправки к центрирующему патрону.
3.4. О выборе патрона и о расчете оправок
Как было сказано раньше, центрирование линзы, как правило,
необходимо начинать с устранения децентрирования поверхности, ближайшей к микроскопу. В исключительных случаях, когда центр кривизны сферической части патрона совмещен с центром кривизны поверхности линзы, не являющейся ближайшей к микроскопу, центрирование поверхностей линзы производится попеременно, методом последовательных приближений.
Радиус первой поверхности центрируемой линзы определяет длину переходной оправки к центрирующему патрону. Длина оправки равна расстоянию между опорными торцами центрирующего патрона и оправы центрируемой линзы. Расчет длины переходной оправки показан на конкретных примерах.
б)
Рис. 18. Схемы к расчету переходных втулок при центрировании.
а – положительный патрон, б – отрицательный патрон.
Пример 1. Положительный патрон.
В зависимости от конкретных данных линзы возможны два варианта расчета переходной оправки.
Вариант 1.
За первую поверхность центрируемой линзы выбрана поверхность радиусом R/1 и с центром в точке O1 (Рис. 18, а).
Длина оправки L определяется формулой:
L = R/n-R/1 –B-P-d
Вариант 2.
За первую поверхность выбрана поверхность радиусом R//1 и с центром в точке О//1 (Рис. 18, а). Тогда длина оправки L определяется:
L = R//n-R//1-B-P.
Пример 2. Отрицательный патрон.
Длина оправки определяется (Рис. 18, б)
L=Rn-R1-B-P-d.
3.5. Процесс центрирования
Трубку Забелина установили в пиноли задней бабки и с помощью двух винтов 9 (один из них на Рис. 19 не показан) наклоном трубки в двух взаимно перпендикулярных направлениях совмещают ось трубки с осью вращения шпинделя. Оправу с линзой устанавливают в центрировочном патроне
(Рис. 19, а) так, чтобы центр О1 кривизны ее поверхности ближайшей к трубке,
находился в плоскости расположения центра О кривизны сферической части патрона 1 (эта плоскость перпендикулярна оси шпинделя). Если длина оправы не позволяет совместить О1 и О, то берут другой патрон или используют промежуточную оправку (расчет оправки смотри выше). Включают осветитель.
Пучок лучей от источника света 10, проецируется конденсором 11 и после отражения от зеркала 12 на плоскость зеркала 13, имеющего прозрачное отверстие (диафрагму) или крест. Объектив 14 проецирует лучи в точку на оптической оси трубки.