CN113617997B - 一种用于体外锻造的工装辅具和锻压设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于体外锻造的工装辅具和锻压设备，属于锻件锻造技术领域，解决了现有压力机无法对超出档距的超大型锻件采用自由锻的方式进行整体成形的问题。本发明的工装辅具，包括梁体、锤头和锻造平台，梁体的一端为锻造侧，锤头设于梁体的锻造侧，梁体的另一端为非锻造侧，梁体的非锻造侧与锻压设备的安装面连接，锻造平台设于锤头的正下方。本发明的工装辅具和锻压设备可用于锻件的锻造。

Description

一种用于体外锻造的工装辅具和锻压设备

技术领域

本发明属于锻件锻造技术领域，具体涉及一种用于体外锻造的工装辅具和锻压设备。

背景技术

随着国家能源、化工、航天、海工等行业的飞速发展，我国工业装备逐渐向整体化、大型化的趋势演变。超大型工业装备的制造需要质量优异的超大型锻件，一方面，为了保证设备的服役稳定性，主设备中的结构部件趋于少焊缝的一体化设计，另一方面，设备的主体尺寸也越来越大，这导致所组成设备的锻件向超大直径或异形结构发展。为此，国家的主设备制造企业，乃至锻造厂均建造了超大型压力机，来锻造大型锻件。

某超大型石化容器装备(例如，环氧乙烯和乙二醇反应器)，规格超大，其所用到的管板锻件为一直径超大的饼形锻件。受现有压力机结构尺寸(例如，档距和立柱间距)的限制，现有压力机无法对超出档距的超大型锻件采用自由锻的方式进行整体成形。因此，对于此种超大直径管板，通常采用分瓣锻造后拼焊的形式。但在厚板焊接方面、焊接变形和焊接残余应力控制等方面存在着较大的制造难点。为此，亟待解决由于现有压机尺寸限制而无法将超大型锻件进行整锻的问题。

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种用于体外锻造的工装辅具和锻压设备，解决了现有压力机无法对超出档距的超大型锻件采用自由锻的方式进行整体成形的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种用于体外锻造的工装辅具，包括梁体、锤头和锻造平台，定义梁体的一端为锻造侧，锤头设于梁体的锻造侧，定义梁体的另一端为非锻造侧，梁体的非锻造侧与锻压设备的安装面(例如，地面)连接，锻造平台设于锤头的正下方，梁体的锻造侧位于锻压设备的立柱围成的区域外；梁体的锻造侧、梁体的非锻造侧、锤头和锻造平台均位于锻压设备的活动横梁的锻造区域外。

进一步地，活动横梁与梁体的连接处位于梁体的锻造侧和梁体的非锻造侧的中点处。

进一步地，上述锤头为展宽锤头，砧宽为400～450mm，砧长为3.5～4.5m。

进一步地，上述梁体为板焊梁体、锻焊梁体或整体锻造梁体。

进一步地，上述梁体为焊接梁体。

进一步地，上述工装辅具还包括梁体连接件，活动横梁通过梁体连接件与梁体连接，具体来说，梁体连接件包括上梁体连接板以及挂设于上梁体连接板下方的下梁体连接板，上梁体连接板和下梁体连接板之间为圆柱面接触，上梁体连接板与活动横梁固定连接，下梁体连接板与梁体固定连接。

进一步地，上述上梁体连接板的凸面半径小于下梁体连接板的凹面半径。

进一步地，上梁体连接板的凸面半径与下梁体连接板的凹面半径之比为0.9～0.98：1。

进一步地，上梁体连接板和下梁体连接板之间设置连接销钉，对应的连接销钉通过梁体连接套(例如，8字型连接套)连接。

进一步地，梁体连接套的数量为多个，例如，4个。

进一步地，梁体连接件还包括上砧座，上梁体连接板通过上砧座与活动横梁固定连接。

进一步地，上梁体连接板的上端面设置燕尾凸起，上砧座的下端面开设燕尾槽，燕尾凸起插入燕尾槽；或者，上砧座的下端面设置燕尾凸起，上梁体连接板的上端面开设燕尾槽，燕尾凸起插入燕尾槽。

进一步地，上述工装辅具还包括锤头连接件，上述锤头通过锤头连接件与梁体的锻造侧连接，具体来说，锤头连接件包括上锤头连接板以及挂设于上锤头连接板下方的下锤头连接板，上锤头连接板和下锤头连接板之间为球面接触，上锤头连接板与梁体的锻造侧固定连接，下锤头连接板与锤头固定连接。

进一步地，上述上锤头连接板的凸面半径小于下锤头连接板的凹面球半径。

进一步地，上锤头连接板的凸面半径与下锤头连接板的凹面球半径之比为0.9～0.98：1。

进一步地，上锤头连接板和下锤头连接板之间设置连接销钉，对应的连接销钉可以通过锤头连接套(例如，8字型连接套)连接。

进一步地，锤头连接套的数量为多个，例如，2个。

进一步地，上述工装辅具还包括弹性箱，梁体的非锻造侧通过弹性箱支撑在锻压设备的安装面上。

进一步地，弹性箱包括箱体、箱盖、弹簧(例如，碟簧)和导柱，导柱的一端通过弹簧支撑于箱体的底部，箱盖盖设于导柱的另一端，箱体与箱盖之间具有空隙，箱体设于锻压设备的安装面上，梁体的非锻造侧支撑在箱盖上。

进一步地，弹簧包括沿弹簧轴向布置的多个碟簧，多个碟簧构成一套弹簧。

进一步地，上述弹性箱还包括设于箱体内的弹簧导筒以及设于箱盖内的导柱导筒，弹簧部分置于弹簧导筒内，导柱的另一端插入导柱导筒内。

进一步地，弹簧导筒和导柱导筒的形状均可以为圆柱形。

进一步地，弹簧、导柱、弹簧导筒和导柱导筒的数量均为多个，且弹簧、导柱、弹簧导筒和导柱导筒一一对应。

进一步地，上述工装辅具还包括箱体连接件，梁体的非锻造侧通过箱体连接件与弹性箱连接，具体来说，箱体连接件包括上箱体连接板以及挂设于上箱体连接板下方的下箱体连接板，上箱体连接板和下箱体连接板之间为圆柱面接触，上箱体连接板与梁体的非锻造侧固定连接，下箱体连接板与弹性箱固定连接。

进一步地，上述上箱体连接板的凸面半径小于下箱体连接板的凹面半径。

进一步地，上箱体连接板的凸面半径与下箱体连接板的凹面半径之比为0.9～0.98：1。

进一步地，上箱体连接板和下箱体连接板之间设置连接销钉，对应的连接销钉可以通过连接套(例如，8字型连接套)连接。

进一步地，连接套的数量为多个，例如，4个。

进一步地，上述工装辅具还包括用于驱动坯料旋转的旋转平台，旋转平台设于锤头的斜下方，锻造平台的一侧。

进一步地，旋转平台采用气动、液压或外力推动的传动形式进行旋转。

进一步地，锻造平台朝向旋转平台的一侧与旋转平台共形。

进一步地，上述旋转平台的形状为圆形，且旋转平台的直径小于坯料的直径，锻造平台朝向旋转平台一侧为圆弧形，锻造平台的整体形状为月牙形。

本发明提供了一种锻压设备，包括活动横梁以及上述用于体外锻造的工装辅具，梁体的上端面与活动横梁连接。

进一步地，锻压设备为自由锻液压力机、曲柄压力机、螺旋压力机、摩擦压力机或锻锤。

进一步地，采用上述锻压设备可用于超大型管板的体外锻造、体外扩孔、体外镦粗或体外修正矫形等工序。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

a)本发明提供的用于体外锻造的工装辅具中，通过梁体的设置，将梁体的上端面与锻压设备的活动横梁连接，活动横梁的活动过程中，锻造侧绕非锻造侧旋转，构成扁担梁，相比于活动横梁，锻造侧的活动距离大于活动横梁的活动距离，由于将锻造成形工序移动到压机体外，从而能够不受锻压设备结构尺寸(例如，档距和立柱间距)的限制，对超出档距的超大型锻件采用自由锻的方式进行整体成形。

b)本发明提供的用于体外锻造的工装辅具中，通过弹性箱的设置，当活动横梁向下运动并对梁体施加载荷时，梁体的非锻造侧会先与弹性箱接触，弹性箱能够对梁体的非锻造侧进行柔性支撑，通过弹性箱的弹性形变能够对非锻造侧所受的冲击进行缓冲，从而避免由冲击导致的工装辅具发生断裂，起到保护工装辅具的作用，延长工装辅具的使用寿命。

c)本发明提供的用于体外锻造的工装辅具中，在旋转平台的旋转过程中，锻造平台不会对旋转平台的旋转造成干涉；此外，采用此种结构的锻造平台和旋转平台，还能够减少旋转平台的直径，有效解决了门字吊送料时如何将坯料放置于转台台面上的问题。

d)本发明提供的用于体外锻造的工装辅具中，通过梁体连接件、锤头连接件和箱体连接件的设置，梁体与活动横梁、锤头和弹性箱之间均为球面或柱面接触，能够将梁体与活动横梁、锤头和弹性箱之间的连接均转化为柔性连接，从而保证四者之间的相对滑动和转动，在实现传力的同时，最大限度的保障了工装辅具的稳定性和高效性，为实现体外锻造的工程应用及超大管板的批量化生产提供了技术保障。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体发明的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具的主视图；

图2为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具的侧视图；

图3为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中上砧座的主视图；

图4为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中上梁体连接板的主视图；

图5为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中上梁体连接板的侧视图；

图6为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中上梁体的主视图；

图7为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中弹性箱的主视图；

图8为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中锤头的主视图；

图9为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中锤头的侧视图；

图10为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中锻造平台的主视图；

图11为本发明实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具中锻造平台的侧视图。

附图标记：

1-梁体；2-锤头；3-锻造平台；4-活动横梁；5-上梁体连接板；6-下梁体连接板；7-上砧座；8-弹性箱；81-箱体；82-箱盖；83-弹簧；84-导柱；85-弹簧导筒；86-导柱导筒；87-上箱体连接板；88-下箱体连接板；9-上锤头连接板；10-下锤头连接板；11-旋转平台；12-坯料。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选发明，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的发明一起用于阐释本发明的原理。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

本发明通常的工作面可以为平面或曲面，可以倾斜，也可以水平。为了方便说明，本发明实施例放置在水平面上，并在水平面上使用，并以此限定“高低”和“上下”。

实施例一

本实施例提供了一种用于体外锻造的工装辅具，参见图1至图11，包括梁体1、锤头2和锻造平台3，定义梁体1的一端为锻造侧，锤头2设于梁体1的锻造侧，定义梁体1的另一端为非锻造侧，梁体1的非锻造侧与锻压设备的安装面连接，锻造平台3设于锤头2的正下方，梁体1的锻造侧位于锻压设备的立柱12围成的区域外。

实施时，梁体1的上端面与锻压设备的活动横梁4连接，且活动横梁4位于锻造侧和非锻造侧之间，梁体1和活动横梁4构成扁担梁，将坯料12置于锻造平台3上；在活动横梁4的活动过程中，锻造侧绕非锻造侧旋转，且能够将锻压设备的活动横梁4对梁体1施加的载荷从锻压设备内部传递至锻压设备外侧的锻造侧，锤头2对位于锻造平台3上的坯料12进行锻造，锤头2与锻造平台3共同作用使得坯料12发生变形，从而实现锻压设备的体外锻造以及超大型锻件的锻造。

与现有技术相比，本实施例提供的用于体外锻造的工装辅具，通过梁体1的设置，将梁体1的上端面与锻压设备的活动横梁4连接，活动横梁4的活动过程中，锻造侧绕非锻造侧旋转，构成扁担梁，相比于活动横梁4，锻造侧的活动距离大于活动横梁4的活动距离，由于将锻造成形工序移动到压机体外，从而能够不受锻压设备结构尺寸(例如，档距和立柱间距)的限制，对超出档距的超大型锻件采用自由锻的方式进行整体成形。

从力矩平衡的角度考虑，活动横梁4与梁体1的连接处位置采用可调结构，例如，可以位于梁体1的锻造侧和梁体1的非锻造侧的中点处。

需要说明的是，对于超大型饼类件(例如，直径为7.5m以上的饼类件)，上述锤头2为展宽锤头，即砧宽较窄、长度较长的锤头2，对展宽锤头的尺寸不做限制，例如，砧宽为400～450mm，砧长为3.5～4.5m。在锤头2的设计时，应考虑锻造载荷，采用上述用于体外锻造的工装辅具对进行成形力传导，需要考虑力矩平衡，锤头2处施加的载荷仅为锻压设备实际载荷的一半，因此，展宽锤头砧宽应为传统展宽锤头砧宽的一半。

考虑到梁体1为工装辅具中的主要传力部件，用于将锻压设备的活动横梁4的垂直载荷移动至锻压设备的外侧(即锤头2上)，示例性地，上述梁体1为板焊梁体、锻焊梁体或整体锻造梁体。但是，从锻压设备的回程缸的回程力角度考虑，在力学强度允许的前提下，上述梁体1可以选择为焊接梁体。

对于梁体1的结构，具体来说，其包括多块沿竖直方向布置的承力板以及位于相邻两块承力板之间的立筋，通过立筋将多块承力板连接为整体长方形箱体结构，构成结构稳定的梁体1，采用承力板与立筋构成中空的整体结构，在保证梁体1具有足够结构强度的基础上，能够有效减小梁体1的整体重量，使其不会超过锻压设备回程缸所提供的回程力，制造方便且成本较低，服役时具有较强的可靠性，从而能够提高梁体1的使用寿命。

为了进一步提高上述梁体1的结构强度，其还包括设于相邻两根立筋之间的横筋，这样，通过横筋的设置，能够实现相邻两根立筋之间的连接，从而进一步提高上述梁体1的结构强度。

为了进一步加强承力板下端面的强度，上述梁体1还包括设于承力板下端面的横拉筋，例如，梯形横拉筋。这样，通过横拉筋的设置，能够有效增强承力板下端面的强度，保证承力板在使用过程中力的传递。

值得注意的是，在活动横梁4的运动过程中，活动横梁4的运动为上下运动，梁体1的运动为上下运动和转动的复合运动，为了弥补活动横梁4和梁体1之间的运动差，上述工装辅具还包括梁体连接件，活动横梁4通过梁体连接件与梁体1连接，具体来说，梁体连接件包括上梁体连接板5以及挂设于上梁体连接板5下方的下梁体连接板6，上梁体连接板5和下梁体连接板6之间为圆柱面接触，上梁体连接板5与活动横梁4固定连接，下梁体连接板6与梁体1固定连接。这样，通过在活动横梁4和梁体1之间设置梁体连接件，梁体连接件中上梁体连接板5和下梁体连接板6之间的圆柱面滑动，能够弥补活动横梁4和梁体1之间的运动差，使得梁体1与活动横梁4随动，实现一定幅度的摆动和转动，将梁体1与活动横梁4之间的刚性连接转化为柱面柔性连接，避免活动横梁4和梁体1在连接处产生过大的强扭矩。

在进行梁体1的设计时，不仅需要考虑体外锻造所应用的锻件尺寸，例如，管板的直径大小、筒体锻件的长度等参数，还需要考虑梁体1传出的载荷大小，因此，活动横梁4与承力板的连接处位置采用可调结构，具体来说，上述承力板的上端面开设多个连接孔，下梁体连接板6通过连接孔与承力板固定连接。这样，通过下梁体连接板6与不同的连接孔连接，能够改变活动横梁4与承力板的连接处位置，进而改变承力板的锻造端伸出锻压设备的距离，需要说明的是，承力板的锻造端伸出锻压设备的距离越远，则梁体1传递出的锻压设备载荷越小。

为了保证上梁体连接板5和下梁体连接板6之间圆柱面滑动的顺畅性，上述上梁体连接板5的凸面半径小于下梁体连接板6的凹面半径，示例性地，上梁体连接板5的凸面半径与下梁体连接板6的凹面半径之比为0.9～0.98：1。这是因为，将上梁体连接板5的凸面半径与下梁体连接板6的凹面半径之比限定在上述范围内，不仅能够保证上梁体连接板5和下梁体连接板6之间滑动的顺畅性，还能够保证上梁体连接板5与下梁体连接板6的接触面积，从而有效抗击冲击载荷。

值得注意的是，上梁体连接板5的凸面半径设计取决于锻压设备的最大偏载中心距和承力板的最大倾斜角度，最大倾斜角度越大，则所需上梁体连接板5的凸面半径越大，具体来说，上梁体连接板5的凸面半径采用如下公式计算：

δ＝R×sinα

δ为锻压设备的最大偏载中心距，R为上梁体连接板5的凸面半径，α为承力板的最大倾斜角度。

示例性地，上梁体连接板5和下梁体连接板6之间设置连接销钉，对应的连接销钉可以通过梁体连接套(例如，8字型连接套)连接，从而实现上梁体连接板5和下梁体连接板6之间的活动连接。为了保证上梁体连接板5和下梁体连接板6之间的稳定连接，梁体连接套的数量为多个，例如，4个，通过多个梁体连接套能够实现上梁体连接板5和下梁体连接板6的稳定连接。

为了实现上梁体连接板5与活动横梁4的稳定连接，具体来说，梁体连接件还包括上砧座7，上梁体连接板5通过上砧座7与活动横梁4固定连接。上梁体连接板5的上端面设置燕尾凸起，上砧座7的下端面开设燕尾槽，燕尾凸起插入燕尾槽，使得上砧座7与上梁体连接板5刚性固定连接；或者，上砧座7的下端面设置燕尾凸起，上梁体连接板5的上端面开设燕尾槽，燕尾凸起插入燕尾槽，使得上砧座7与上梁体连接板5刚性固定连接。

同样值得注意的是，梁体1的运动为转动，为了保证锤头2的工作面能够与坯料12更好地接触，上述工装辅具还包括锤头连接件，上述锤头2通过锤头连接件与梁体1的锻造侧连接，具体来说，锤头连接件包括上锤头连接板9以及挂设于上锤头连接板9下方的下锤头连接板10，上锤头连接板9和下锤头连接板10之间为球面接触，上锤头连接板9与梁体1的锻造侧固定连接，下锤头连接板10与锤头2固定连接。这是因为，锻件在变形过程中的高度逐渐降低，随着锤头2的压下量增加，梁体1会发生一定程度的倾转，通过在锤头2和梁体1的锻造侧之间设置锤头连接件，锤头连接件中上锤头连接板9和下锤头连接板10之间的球面滑动，能够将锤头2与梁体1的锻造侧之间的刚性连接转化为柱面柔性连接，使得锤头2能够发生一定程度的摆动，保证锤头2的轴线垂直于坯料12的锻造面，锤头2的工作面与坯料12的锻造面之间为面接触，提高锻造所得锻件的质量。

为了保证上锤头连接板9和下锤头连接板10之间球面滑动的顺畅性，上述上锤头连接板9的凸面半径小于下锤头连接板10的凹面球半径，示例性地，上锤头连接板9的凸面半径与下锤头连接板10的凹面球半径之比为0.9～0.98：1。这是因为，将上锤头连接板9的凸面半径与下锤头连接板10的凹面球半径之比限定在上述范围内，不仅能够保证上锤头连接板9和下锤头连接板10之间球面滑动的顺畅性，还能够保证上锤头连接板9与下锤头连接板10的接触面积，从而有效抗击冲击载荷。

示例性地，上锤头连接板9和下锤头连接板10之间设置连接销钉，对应的连接销钉可以通过锤头连接套(例如，8字型连接套)连接，从而实现上锤头连接板9和下锤头连接板10之间的活动连接。为了保证上锤头连接板9和下锤头连接板10之间的稳定连接，锤头连接套的数量为多个，例如，2个，通过多个锤头连接套能够实现上锤头连接板9和下锤头连接板10的稳定连接。

对于梁体1的非锻造侧与锻压设备的安装面之间的连接，为了能够对非锻造侧所受的冲击进行缓冲，上述工装辅具还包括弹性箱8，梁体1的非锻造侧通过弹性箱8支撑在锻压设备的安装面上。这样，通过弹性箱8的设置，当活动横梁4向下运动并对梁体1施加载荷时，梁体1的非锻造侧会先与弹性箱8接触，弹性箱8能够对梁体1的非锻造侧进行柔性支撑，通过弹性箱8的弹性形变能够对非锻造侧所受的冲击进行缓冲，从而避免由冲击导致的工装辅具发生断裂，起到保护工装辅具的作用，延长工装辅具的使用寿命。

对于弹性箱8的结构，具体来说，其包括箱体81、箱盖82、弹簧83(例如，弹簧83包括多个沿弹簧83轴向布置的多个碟簧，多个碟簧构成一套弹簧83)和导柱84，导柱84的一端通过弹簧83支撑于箱体81的底部，箱盖82盖设于导柱84的另一端，箱体81与箱盖82之间具有空隙，箱体81设于锻压设备的安装面上，梁体1的非锻造侧支撑在箱盖82上。这样，箱盖82通过弹簧83和导柱84支撑在箱体81上，且与箱体81之间具有一定的空隙，当活动横梁4向下运动并对梁体1施加载荷时，弹簧83变短使得箱盖82向靠近箱体81方向移动，当活动横梁4向上运动不对梁体1施加载荷时，弹簧83变长使得箱盖82向远离箱体81方向移动，通过在箱体81和箱盖82之间设置弹簧83赋予弹性箱8的弹性形变。

考虑到弹簧83的形变方向和导柱84的运动方向会影响箱盖82和梁体1的非锻造侧的运动稳定性，上述弹性箱8还包括设于箱体81内的弹簧导筒85以及设于箱盖82内的导柱导筒86，弹簧83部分置于弹簧导筒85内，导柱84的另一端插入导柱导筒86内，对于弹簧导筒85和导柱导筒86的形状，示例性地，两者的形状均可以为圆柱形。这样，通过弹簧导筒85能够对弹簧83的形变方向进行导向，减少弹簧83在形变过程中的晃动和倾斜，通过导柱导筒86能够对导柱84的运动方向进行导向，减少导柱84在运动过程中的晃动和倾斜，从而能够保证箱盖82和梁体1的非锻造侧的运动稳定性。

示例性地，弹簧83、导柱84、弹簧导筒85和导柱导筒86的数量均为多个，且弹簧83、导柱84、弹簧导筒85和导柱导筒86一一对应，即一个弹簧导筒85内设置一套弹簧83，一个导柱导筒86内设置一个导柱84，一套弹簧83与一个导柱84连接。

同样值得注意的是，在活动横梁4的运动过程中，梁体1与弹性箱8之间同样会存在扭矩，因此，上述工装辅具还包括箱体连接件，梁体1的非锻造侧通过箱体连接件与弹性箱8连接，具体来说，箱体连接件包括上箱体连接板87以及挂设于上箱体连接板87下方的下箱体连接板88，上箱体连接板87和下箱体连接板88之间为圆柱面接触，上箱体连接板87与梁体1的非锻造侧固定连接，下箱体连接板88与弹性箱8(即箱盖82)固定连接。这样，通过在梁体1的非锻造侧和弹性箱8之间设置箱体连接件，箱体连接件中上箱体连接板87和下箱体连接板88之间的圆柱面滑动，能够弥补梁体1的非锻造侧和弹性箱8之间的运动差，使得梁体1的非锻造侧和弹性箱8随动，实现一定幅度的摆动和转动，将梁体1的非锻造侧和弹性箱8之间的刚性连接转化为柱面柔性连接，避免梁体1的非锻造侧和弹性箱8在连接处产生过大的强扭矩。

为了保证上箱体连接板87和下箱体连接板88之间圆柱面滑动的顺畅性，上述上箱体连接板87的凸面半径小于下箱体连接板88的凹面半径，示例性地，上箱体连接板87的凸面半径与下箱体连接板88的凹面半径之比为0.9～0.98：1。这是因为，将上箱体连接板87的凸面半径与下箱体连接板88的凹面半径之比限定在上述范围内，不仅能够保证上箱体连接板87和下箱体连接板88之间圆柱面滑动的顺畅性，还能够保证上箱体连接板87与下箱体连接板88的接触面积，从而有效抗击冲击载荷。

示例性地，上箱体连接板87和下箱体连接板88之间设置连接销钉，对应的连接销钉可以通过箱体连接套(例如，8字型连接套)连接，从而实现上箱体连接板87和下箱体连接板88之间的活动连接。为了保证上箱体连接板87和下箱体连接板88之间的稳定连接，箱体连接套的数量为多个，例如，4个，通过多个箱体连接套能够实现上箱体连接板87和下箱体连接板88的稳定连接。

为了能够对坯料12的各个部位进行锻造，上述工装辅具还包括用于驱动坯料12旋转的旋转平台11，旋转平台11设于锤头2的斜下方，锻造平台3的一侧。也就是说，旋转平台11仅用于坯料12的支撑和旋转，在锤头2对坯料12进行锻造的过程中，旋转平台11不承受锤头2的载荷。示例性地，旋转平台11可以采用气动、液压或外力推动的传动形式进行旋转。

考虑到在锻造过程中，锻造平台3为静止状态，旋转平台11为旋转状态，为了避免两者发生干涉，锻造平台3朝向旋转平台11的一侧与旋转平台11共形。示例性地，上述旋转平台11的形状为圆形，且旋转平台11的直径小于坯料12的直径，锻造平台3朝向旋转平台11一侧为圆弧形，锻造平台3的整体形状可以为月牙形。这样，在旋转平台11的旋转过程中，锻造平台3不会对旋转平台11的旋转造成干涉；此外，采用此种结构的锻造平台3和旋转平台11，还能够减少旋转平台11的直径，有效解决了门字吊送料时如何将坯料12放置于转台台面上的问题。

需要说明的是，以往用于锻造的工装辅具，各个部件之间均为刚性连接，对锻压设备和工装辅具的损耗较大，本实施例提供的用于体外锻造的工装辅具，通过梁体连接件、锤头连接件和箱体连接件的设置，梁体1与活动横梁4、锤头2和弹性箱8之间均为球面或柱面接触，能够将梁体1与活动横梁4、锤头2和弹性箱8之间的连接均转化为柔性连接，从而保证四者之间的相对滑动和转动，在实现传力的同时，最大限度的保障了工装辅具的稳定性和高效性，为实现体外锻造的工程应用及超大管板的批量化生产提供了技术保障。

实施例二

本实施例提供了一种锻压设备，包括活动横梁以及实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具，梁体的上端面与活动横梁连接。

与现有技术相比，本实施例提供的锻压设备的有益效果与实施例一提供的用于体外锻造的工装辅具的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

示例性地，锻压设备为自由锻液压力机、曲柄压力机、螺旋压力机、摩擦压力机或锻锤。

采用上述锻压设备可用于超大型管板的体外锻造、体外扩孔、体外镦粗或体外修正矫形等工序。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于体外锻造的工装辅具，其特征在于，包括梁体、锤头和锻造平台，所述梁体的一端为锻造侧，所述锤头设于梁体的锻造侧，所述梁体的另一端为非锻造侧，所述梁体的非锻造侧与锻压设备的安装面连接，所述锻造平台设于锤头的正下方，梁体的锻造侧位于锻压设备的立柱围成的区域外；

实施时，所述梁体的上端面与锻压设备的活动横梁连接；

还包括弹性箱，所述梁体的非锻造侧通过弹性箱支撑在锻压设备的安装面上；

所述弹性箱包括箱体、箱盖、弹簧和导柱，所述导柱的一端通过弹簧支撑于箱体的底部，所述箱盖盖设于导柱的另一端，所述箱体与箱盖之间具有空隙，所述箱体设于锻压设备的安装面上，所述梁体的非锻造侧支撑在箱盖上，当活动横梁向下运动并对梁体施加载荷时，所述弹簧变短使得箱盖向靠近箱体方向移动，当活动横梁向上运动不对梁体施加载荷时，所述弹簧变长使得箱盖向远离箱体方向移动；

还包括箱体连接件，所述箱体连接件包括上箱体连接板以及挂设于上箱体连接板下方的下箱体连接板；所述上箱体连接板和下箱体连接板之间为圆柱面接触；所述上箱体连接板与梁体的非锻造侧固定连接，所述下箱体连接板与弹性箱固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于体外锻造的工装辅具，其特征在于，还包括梁体连接件，所述梁体连接件包括上梁体连接板以及挂设于上梁体连接板下方的下梁体连接板；

所述上梁体连接板和下梁体连接板之间为圆柱面接触；

所述上梁体连接板与活动横梁固定连接，所述下梁体连接板与梁体固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于体外锻造的工装辅具，其特征在于，还包括锤头连接件，所述锤头连接件包括上锤头连接板以及挂设于上锤头连接板下方的下锤头连接板；

所述上锤头连接板和下锤头连接板之间为球面接触；

所述上锤头连接板与梁体的锻造侧固定连接，所述下锤头连接板与锤头固定连接。

4.根据权利要求1所述的用于体外锻造的工装辅具，其特征在于，所述弹性箱还包括设于箱体内的弹簧导筒以及设于箱盖内的导柱导筒，所述弹簧置于弹簧导筒内，所述导柱的另一端插入导柱导筒内。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于体外锻造的工装辅具，其特征在于，还包括用于驱动坯料旋转的旋转平台，所述旋转平台设于锤头的斜下方且位于锻造平台的一侧。

6.根据权利要求5所述的用于体外锻造的工装辅具，其特征在于，所述锻造平台朝向旋转平台的一侧与旋转平台共形。

7.一种锻压设备，其特征在于，包括活动横梁以及如权利要求1至6任一项所述的用于体外锻造的工装辅具。

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