本发明属于精密测量装置，更具体的说是涉及一种适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具及其使用方法。
背景技术：
1、炮弹壳体、导弹天线罩等锥形薄壁工件广泛应用于航空、航天、兵器等领域。随着武器装备向轻量化发展，该类构件的壁厚越来越薄。以天线罩为例，既要承受高速飞行中气动力、热的冲击，以保护内部制导系统，实现微波的高效传输。几何厚度是影响透波性能的重要因素，因此对天线罩的厚度精度要求非常高。树脂基天线罩型号繁多，几何尺寸相差较大，但壁厚误差一般要求不超过10μm，才能保证此类工件的透波性能。
2、现有的测量方式为利用千分尺手工测量，难以找到被测点的法线方向，也难以测量到靠近工件尖端处的厚度，且测量精度和效率都很低。随着该类工件的大量批产，需要对天线罩的壁厚分布进行自动化精密测量，以筛选出满足工程要求的合格产品。为此，需要发明一种新型测量钳具，满足一系列深腔类锥形工件壁厚测量的需求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具及其使用方法，具有测量精度高、兼容性高、能够实现自动化测量的优点。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，包括夹持结构和尖端测量结构；所述夹持结构与机床连接；所述夹持结构包括测量钳、测量钳支架、限位块和旋转结构；所述测量钳支架与所述机床固定连接；所述测量钳设置于所述测量钳支架前方，与所述测量钳支架通过旋转结构转动连接；所述限位块固设于所述测量钳支架一侧，用于限制所述测量钳过度旋转；所述尖端测量结构设置于所述测量钳尖端位置，用于夹持工件测量壁厚。
4、进一步地，所述旋转结构包括轴承座、旋转盘、轴承压盖和固定轴承；所述轴承座设置于所述测量钳支架上方通孔内，与所述测量钳支架固定连接；所述旋转盘与所述测量钳固定连接；所述轴承座中心设置有通孔，所述旋转盘置于所述轴承座通孔中，所述旋转盘与所述轴承座之间设置固定轴承；所述轴承压盖设置于所述轴承座远离所述旋转盘一端，与所述轴承座固定连接。
5、进一步地，所述测量钳包括测量钳外臂和测量钳内臂；所述测量钳外臂和所述测量钳内臂钝端固定连接，尖端设置一定间隙。
6、进一步地，所述尖端测量结构包括测量钳触头、传感器夹具、传感器和传感器支架；所述测量钳触头设置于所述测量钳内臂尖端朝向所述测量钳外臂一侧；所述传感器支架设置于所述测量钳外臂尖端，与所述测量钳外臂固定连接；所述传感器支架一端设有通孔，所述传感器夹具贯穿通孔连接所述传感器。
7、进一步地，所述传感器设置于所述传感器夹具内部，所述传感器与所述传感器夹具内壁之间设置有弹簧，用于支撑所述传感器与工件外壁的接触。
8、进一步地，所述测量钳触头顶端设有可自转的球头，所述传感器的中轴线与所述测量钳触头顶端球头的轴线共线。
9、进一步地，测量钳自然状态下因自重靠在限位块上时传感器中轴线和测量钳触头顶端球头轴线水平设置。
10、进一步地，所述测量钳外臂和所述测量钳内臂设置为细长形状；测量钳内臂一侧设有一定深度的凹槽。
11、一种适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具的使用方法，具体步骤包括：
12、s1：确定需要测量的工件的尺寸型号，选择合适壁厚的传感器，夹持结构以“尖端在下，钝端在上”的姿态装夹工件；
13、s2：测量钳自然状态下靠在限位块上，测量钳底端高于工件端面，通过机床移动轴运动带动测量钳横向运动至工件上方，工件壁位于测量钳两侧钳臂间隙上方；
14、s3：通过机床移动轴运动带动测量钳竖直向下运动，测量钳内臂进入工件内部，直至测量钳触头顶端球头接触工件内壁，即为测量初始位置；
15、s4：按照工件外轮廓母线廓形，依据轮廓被测点切线方向等长点迹线钳式测量法原理，通过机床移动轴的插补运动，使旋转结构所在位置沿被测点切线方向等长度点轨迹线运动，传感器中轴线与外廓被测点法线重合，传感器即测量被测点壁厚；
16、s5：退出工件；通过机床移动轴的插补运动，使旋转结构所在位置沿测量路径的反方向运动，运动至测量初始位置后，竖直向上抬起测量钳，离开工件范围。
17、本发明提供了一种适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具及使用方法，通过轮廓被测点切线方向等长点迹线钳式测量法原理设计测量钳具，具有以下有益效果：避免测量钳双臂与工件发生干涉，同时避免装有壁厚传感器的钳口端与工件内壁干涉；测量力合适，不会导致工件变形受损；测量钳自重合适，侧向刚度足够，不会因变形影响测量精度；对多个型号(不少于6个)工件具有兼容性，实现了对该类锥形薄壁工件厚度的自动化测量。
1.一种适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，其特征在于，包括夹持结构和尖端测量结构；所述夹持结构与机床连接；所述夹持结构包括测量钳(1)、测量钳支架(2)、限位块(3)和旋转结构；所述测量钳支架(2)与所述机床固定连接；所述测量钳(1)设置于所述测量钳支架(2)前方，与所述测量钳支架(2)通过旋转结构转动连接；所述限位块(3)固设于所述测量钳支架(2)一侧，用于限制所述测量钳(1)过度旋转；所述尖端测量结构设置于所述测量钳(1)尖端位置，用于夹持工件测量壁厚。
2.根据权利要求1所述的适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，其特征在于，所述旋转结构包括轴承座(4)、旋转盘(5)、轴承压盖(6)和固定轴承(7)；所述轴承座(4)设置于所述测量钳支架(2)上方通孔内，与所述测量钳支架(2)固定连接；所述旋转盘(5)与所述测量钳(1)固定连接；所述轴承座(4)中心设置有通孔，所述旋转盘(5)置于所述轴承座(4)通孔中，所述旋转盘(5)与所述轴承座(4)之间设置固定轴承(7)；所述轴承压盖(6)设置于所述轴承座(4)远离所述旋转盘(5)一端，与所述轴承座(4)固定连接。
3.根据权利要求1所述的适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，其特征在于，所述测量钳(1)包括测量钳外臂(19)和测量钳内臂(18)；所述测量钳外臂(19)和所述测量钳内臂(18)钝端固定连接，尖端设置一定间隙。
4.根据权利要求1所述的适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，其特征在于，所述尖端测量结构包括测量钳触头(9)、传感器夹具(10)、传感器(11)和传感器支架(8)；所述测量钳触头(9)设置于所述测量钳内臂(18)尖端朝向所述测量钳外臂(19)一侧；所述传感器支架(8)设置于所述测量钳外臂(19)尖端，与所述测量钳外臂(19)固定连接；所述传感器支架(8)一端设有通孔，所述传感器夹具(10)贯穿通孔连接所述传感器(11)。
5.根据权利要求4所述的适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，其特征在于，所述传感器(11)设置于所述传感器夹具(10)内部，所述传感器(11)与所述传感器夹具(10)内壁之间设置有弹簧，用于支撑所述传感器(11)与工件外壁的接触。
6.根据权利要求4所述的适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，其特征在于，所述测量钳触头(9)顶端设有可自转的球头，所述传感器(11)的中轴线与所述测量钳触头(9)顶端球头的轴线共线。
7.根据权利要求6所述的适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，其特征在于，测量钳(1)自然状态下因自重靠在限位块(3)上时传感器(11)中轴线和测量钳触头(9)顶端球头轴线水平设置。
8.根据权利要求3所述的适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具，其特征在于，所述测量钳外臂(19)和所述测量钳内臂(18)设置为细长形状；测量钳内臂(18)一侧设有一定深度的凹槽。
9.一种适用于多种型号锥形薄壁工件的测量钳具的使用方法，其特征在于，具体步骤包括：