5. Устройство, эксплуатация и настройка инструментального микроскопа

Инструментальные микроскопы предназначены как для относительных, так и для абсолютных измерений. Его используют для измерений углов и линейных размеров резьбовых калибров, метчиков, фрез, шаблонов, фасонных резцов и др. Малый инструментальный микроскоп (ММИ) имеет устройство, аналогичное большому инструментальному микроскопу (БМИ), но меньшие пределы измерения.

Рис. 5.1 Микроскоп инструментальный типа БМИ

Таблица 5.1 - Метрологические характеристики микроскопов

Пределы измерения: в продольном направлении для малой модели для большой модели в поперечном направлении для малой модели для большой модели Пределы перемещения микрометрических винтов Цена деления микрометрического устройства Увеличение микроскопа Поле зрения Пределы измерения угловых размеров Цена деления окулярной угломерной головки Увеличение отсчетного устройства угловой шкалы Поворот предметного стола: для малой модели для большой модели Пределы наклона колонки: для малой модели для большой модели

0-75 мм 0-150 мм 0-25 мм 0-50 мм 0-25 мм 0,005 мм 10-50 4,2-21 мм 0-360° 1 45 ±5° 360° с ценой деления 3' ±10° ±12°30'

Таблица 5.2 - Предельные погрешности измерения инструментальными микроскопами малой модели

Измеряемые размеры	Диапазон размеров, мм
	до 18	18-50	50-75
	Предельные погрешности измерения ± Δlim, мкм
Наружные линейные размеры, биение, глубина	4	5	6
Внутренние линейные размеры	7	10	10

На литом чугунном основании 15 (рис. 5.1) имеются направляющие, по которым на шариковых опорах перемещается стол 2 в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Перемещение стола осуществляют двумя микрометрическими винтами 1 в пределах 0-25 мм. Вставляя между концом микровинта и измерительным упором стола микроскопа концевую меру необходимого размера, предел измерения в продольном направлении увеличивают до 75 мм для ММИ и до 150 мм для БМИ.

Верхняя часть стола с предметным стеклом может поворачиваться относительно основания с целью совмещения линии измерения с направлением продольного и поперечного перемещения стола.

К основанию микроскопа на оси 13 крепится стойка 11, по которой перемещается кронштейн 9 с прикрепленным к нему тубусом 5. Стойка 11 при помощи маховика 14 может наклоняться вокруг оси 13 в обе стороны на угол до 12,5°, что необходимо при измерении резьб.

Фокусирование микроскопа осуществляют маховиком 10, перемещающим вверх или вниз кронштейн 9. После грубой настройки кронштейн стопорят винтом 12. Точную настройку производят рифленым кольцом 4, при вращении которого тубус передвигается по направляющим относительно кронштейна. В нижней части тубуса установлен объектив 3, в верхней части - сменная окулярная угломерная головка ОГУ-21 с визирным окуляром 7 и отсчетным микроскопом 6.

Метрологические характеристики микроскопов приведены в таблице 5.1, а предельные погрешности измерений – в таблице 5.2.

Принципиальная оптическая схема микроскопа

Лучи света (рис. 5.2) от лампы накаливания I, пройдя через линзу конденсора 2, светофильтр 3 и диафрагму 4, отражаются от поворотного зеркала 5 и через линзу 6 освещают измеряемый объект, помещенный на предметном столе 7 или закрепленный в центровых бабках. Изображение объекта измерения проецируется объективом 8 в фокальную плоскость окуляра 11, где помещается штриховая сетка 10 и жестко связанный с ней круговой лимб. Между объективом 8 и лимбом 10 для излома хода лучей помещена призма 9. Изображение объекта измерения рассматривается через окуляр 11. Отсчет по градусной шкале производится с помощью отсчетного микроскопа 12. В фокальной плоскости окуляра 14 находится минутная шкала 13.

Рис. 9.2 Принципиальная оптическая схема микроскопа: 1 - лампа накаливания, 2 - линза конденсора, 3 - свето-фильтр, 4 - диафрагма, 5 -поворотное зеркало, 6 -линза, 7 - предметный стол, 8 - объектив, 9 -система призм, 10 штриховая сетка с круглым лимбом, 11 -окуляр. 12 - отсчетный микроскоп, 13 - минутная шкала, 14 - окуляр

Подготовка к измерениям на микроскопе

Перед измерением надо выбрать и установить сменный объектив, затем проверить и отрегулировать микроскоп по контрольному валику.

Сменные объективы, дающие различное увеличение, следует выбирать в зависимости от необходимой величины поля зрения – диаметра рассматриваемого круга. При всех других равных условиях рекомендуется пользоваться возможно большим увеличением.

Контрольный валик предназначен для фокусировки микроскопа на горизонтальную плоскость, совпадающую с линией центровки бабки, для установки линии центров параллельно продольному ходу стола, а также для проверки совпадения линии центров с осью вращения колонки.

После установки и закрепления контрольного валика в центровых бабках надо приблизительно установить и закрепить центровые бабки с рамкой на верхней плите предметного стола относительно оптической оси микроскопа, установить кронштейн с микроскопом на резкость, застопорить кронштейн, произвести точную установку контрольного валика одновременно микровинтами поперечного хода и продольного хода и проверить параллельность линии центров продольному ходу стола. Надо выровнять верхнюю плиту стола и проверить, добиваясь параллельности.

Приемы измерений с помощью инструментального микроскопа

Одну из пунктирных линий окулярной головки совмещают с краем поверхности деталей и записывают показание микрометрического устройства, затем эту же линию совмещают с другим краем измеряемой поверхности и записывают второе показание. Разность показаний будет равна измеренной величине.

Деталь, закрепленная на столе или в центрах, в процессе измерения углов остается неподвижной или, как при измерении линейных размеров, перемещается со столом относительно тубуса.

На рис. 5.3 приведены примеры измерения параметров резьбы с помощью инструментального микроскопа. При измерениях наружного, внутреннего и среднего диаметров пунктирную линию совмещают с соответствующим краем детали выступами (рис. 5.3а) или впадинами, боковой стороной витка (рис. 5.3б), т.е. приводят в положение I. Затем, перемещая стол в поперечном направлении, переводят пунктирную линию в положение II. Разность показаний микрометрического устройства поперечной подачи в положениях I и II будет равна измеряемому диаметру. Необходимо отметить, что при измерении среднего диаметра тубус должен быть наклонен на угол подъема резьбы с тем, чтобы оба края профиля резьбы были видны четко.

Рис. 5.3 Примеры измерений инструментальным микроскопом

При измерении шага резьбы (рис. 5.3в) пунктирную линию сначала совмещают с одной из сторон профиля резьбы (положение I) и записывают показание микрометрического устройства продольной подачи. Затем пунктирную линию совмещают с такой же (левой или правой) стороной следующего витка или с такой же стороной п-го витка (положение II). Разность показаний микрометрического винта продольной подачи будет равна шагу либо шаг может быть определен делением разности показаний на п.

Угол профиля резьбы измеряют раздельно для левой и правой сторон профиля, т.е. определяют /2 (лев.) и /2 (прав.). Для этого вращением штриховой стеклянной пластинки окулярной головки пунктирную линию ставят в положение, перпендикулярное оси резьбы, и записывают показание угла на отсчетном микроскопе (рис. 5.3г). Затем эту же пунктирную линию совмещают с краем профиля резьбы. Разность показаний будет равна половине угла профиля /2.

Рис. 5.4 Приемы настройки и измерений инструментальным микроскопом

С помощью инструментального микроскопа можно также измерять радиусы окружности деталей сложной формы косвенным методом. Для этого измеряют длину хорды а и высоту b (рис. 5.3д). Радиус определяют по формуле

(5.1)

Приведенные примеры показывают большие возможности инструментальных микроскопов при измерениях деталей сложной формы бесконтактным методом. Приемы настройки и измерений инструментальным микроскопом приведены на рис. 5.4.