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平面度的計(jì)算方法 平面度怎么測(cè)量( 二 )

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△=(CD+DE+ yEG)一(yCF+ FL)
Y為平晶折射率 。
因?yàn)镃D=DE，CF=EG
所以Δ=2CD-FL
通常光源幾乎垂直于測(cè)量表面，若D點(diǎn)到平晶的垂直距離為h，則DC≈h，F(xiàn)L≈0
所以Δ≈2h
又根據(jù)物理學(xué)法則：當(dāng)光波由光密物質(zhì)到光疏物質(zhì)分界面上反射時(shí)，與由光疏物質(zhì)到光密物質(zhì)的分界面上反射時(shí)二者周相差為180° 。故實(shí)際的光程為δ
δ=Δ+λ/2=2h+λ/2
相鄰兩條干涉條紋對(duì)應(yīng)的光程差與平晶到工件距離的關(guān)系如圖9-45所示 。
K處：δκ=2hκ＋λ/2
K+1處：δκ＋1=2hκ＋1+λ/2
對(duì)于兩條相鄰明條紋，從上面公式可得到
δκ=2hκ+λ/2=κλ
δκ＋1=2hκ＋1+λ/2(κ＋1)λ
δκ＋1－δκ=2hκ＋1＋λ/2－(2hκ＋λ2)=(κ＋1)λ－κλ
因?yàn)?(hκ+1－h(huán)κ)=λ
所以hκ＋1hκ=λ/2
這個(gè)公式說(shuō)明，相鄰兩條明(或暗)條紋光程差為λ/2，對(duì)應(yīng)的就是平面度數(shù)值 。即把平晶放在工件上，每出現(xiàn)一組干涉條紋，對(duì)應(yīng)的平面度數(shù)值即為λ/2 。
對(duì)于單色光原:
鈉光λ=6000A=0.6μm；
白光λ=5000A=0.5μm；
若用鈉光做為光源，
λ/2=0.3μm=0.0003mm 。
機(jī)械密封環(huán)端面平面度要求≤0.0009mm，即用鈉光做光源，利用平晶檢驗(yàn)就相當(dāng)于小于3條干涉條紋 。實(shí)際檢驗(yàn)裝置如圖9-46所示 。
判別方法 在測(cè)量密封端面平面度前，必須先獲得能具有折射光線的表面，通常是將被測(cè)表面進(jìn)行研磨后，再進(jìn)行拋光，才能進(jìn)行檢驗(yàn) 。檢測(cè)時(shí)，將被測(cè)平面緊貼于平晶 。兩個(gè)表面都必須仔細(xì)擦凈，使兩表面之間可以形成一層極薄的空氣膜，單色光源透過(guò)空氣膜，就會(huì)產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋 。
檢驗(yàn)時(shí)注意工件表面要擦干凈，光學(xué)平晶放在工件上后，仔細(xì)調(diào)整平晶與工件接觸狀態(tài)，使出現(xiàn)的干涉條紋為最少數(shù)量值 。利用下列公式計(jì)算平面度
h=xλ/2
h—平面度數(shù)值;
x—干涉條紋條數(shù) 。
例如用鈉光燈做光源，觀察最少干涉條紋為2條，即平面度為
h=2X0.0003/2=0.0006mm
如何從得到的光圈形狀判斷工件平面度也是實(shí)際檢驗(yàn)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題 。如圖9-47所示，AA面為標(biāo)準(zhǔn)平面(即平晶)，BB面為工件表面，如果被檢工件表面也是一個(gè)很好的平面，那么將AA面相對(duì)BB面略為傾斜時(shí)，出現(xiàn)的條紋是平直的[見(jiàn)圖9-47(b)]，如果平晶與工件表面互相平行，形成一層具有相等厚度的空氣層，那么當(dāng)用白光作光源時(shí)，整個(gè)表面將呈現(xiàn)均勻的單一色彩 。
隨著氣層厚的不同看到顏色也不同 。表面如有局部不平，條紋就不是單一的顏色 。
工作表面如有很小曲率，則將看到若干個(gè)彩色同心環(huán)，當(dāng)工件表面中間凸起時(shí)，愈靠邊緣的同心環(huán)顏色愈淡[圖9-48 (a)] 。前者稱光圈高，后者稱光圈低 。如果光圈高，在工件不動(dòng)，觀察者頭低下去的過(guò)程中，看到同心環(huán)向外展開(kāi)變大，即通常說(shuō)的光圈外“跑” 。反之，當(dāng)光圈低時(shí)，則看到同心環(huán)向中心收縮變小，即所謂光圈向里“跑” 。同樣，如果平晶不傾斜地(與工件平行)放在工件上的瞬時(shí)，看到光圈向四周跑，說(shuō)明工件中間凸，即光圈高 。在平晶放上去的瞬間，光圈從四周向中心跑，說(shuō)明工件中間凹，即光圈低 。當(dāng)光源為白光時(shí)，光圈呈現(xiàn)彩色 。光圈高低數(shù)量，即凸起或凹下的程度，是以某一種顏色為準(zhǔn)，計(jì)算它的光圈數(shù)量 。由于在彩色同心環(huán)中紅色較為醒目，故一般取紅色環(huán)為準(zhǔn) 。高光圈時(shí)，從中心數(shù)起，低光圈時(shí)從邊緣數(shù)起，有幾個(gè)紅色環(huán)就算幾個(gè)光圈 。如果光源為單色，例如鈉光，同心環(huán)就為明暗相間的圓環(huán) 。計(jì)算光圈數(shù)量時(shí)，取明或暗的一種圓環(huán)為準(zhǔn)，視邊緣環(huán)明暗而定 。如是暗環(huán)，則取明環(huán)，反之取暗環(huán) 。有幾個(gè)明環(huán)就是幾個(gè)光圈 。

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