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体外锻造弹性箱，参见图1至图5，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，定义梁体1靠近坯料的一侧为锻造侧，梁体1的另一侧为非锻造侧，也就是说，箱体81设于锻压设备的安装面上，体外锻造辅具的梁体1的非锻造侧支撑在箱盖82上。

实施时，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，当压力机的活动横梁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的弹性变形。

与现有技术相比，本实施例提供的体外锻造弹性箱，通过在箱体81和箱盖82之间设置弹簧83赋予弹性箱8的弹性变形，使得弹性箱8能够对体外锻造辅具的梁体1进行柔性支撑，吸收冲击载荷，从而能够对活动横梁4在加载以及卸载时起到一定的缓冲作用，保护压力机的活动横梁4，进而延长压力机的使用寿命。

考虑到弹簧83的变形方向和导柱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部分或全部置于弹簧导筒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的变形方向进行导向，减少弹簧83在变形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，使得箱盖82的运动基本上能够沿竖直方向，进而保证弹性箱8对梁体1的非锻造端的支撑力方向保持竖直方向。

值得注意的是，弹簧83为柔性件，导柱84为刚性件，在变形过程中，弹簧83较为容易产生倾斜和晃动，因此，弹簧导筒85的长度大于弹簧83的自然长度，也就是说，弹簧83全部置于弹簧导筒85内，导柱84的一端先插入弹簧导筒85内，并继续向下插入弹簧83，从而实现弹簧83和导柱84的连接。这样，在弹簧83的变形过程中，始终处于弹簧导筒85的导向作用下，从而能够进一步减少弹簧83的倾斜和晃动。

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(例如，9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。

考虑到导柱84为弹性箱8的主要传力部件，同时起到连接箱体81和箱盖82的作用，因此，导柱84需要具有足够的力学强度，示例性地，导柱84为台阶轴，沿箱体至箱盖方向，包括依次连接的弹簧连接轴和箱盖连接轴，弹簧连接轴插入弹簧83内，箱盖82支撑在箱盖连接轴上，弹簧连接轴的直径小于箱盖连接轴。这样，通过直径较小的弹簧连接轴，能够实现导柱84与弹簧83的连接，直径较大的箱盖连接轴主要起传力和连接作用。

为了便于弹簧83插入弹簧导筒85，弹簧83的外径与弹簧导筒85的内径比为0.96～0.99：1，也就是说，弹簧83的外径略小于弹簧导筒85的内径。这样，将弹簧83的外径与弹簧导筒85的内径比限定在上述范围内，不仅能够便于弹簧83插入弹簧导筒85，防止弹簧83受力时发生膨胀导致与弹簧导筒85涨死的问题，还能够减少弹簧83在变形过程中发生的倾斜和晃动。

同样地，为了便于导柱84插入导柱导筒86，导柱84的外径与导柱导筒86的内径比为0.99～1：1，也就是说，导柱84的外径可以略小于导柱导筒86的内径，也可以等于导柱导筒86的内径。这样，将导柱84的外径与导柱导筒86的内径比限定在上述范围内，不仅能够便于导柱84插入导柱导筒86，防止导柱84受力时发生膨胀导致与导柱导筒86涨死的问题，还能够减少导柱84在变形过程中发生的倾斜和晃动。

为了能够对梁体1的非锻造端进行有效和稳定支撑，多个弹簧83所能承载的最大压力与锻压设备最大载荷之比为2以上。这样，通过预留足够的安全系数，能够保证多个弹簧83的正常使用，不会发生破坏性变形，进而保证弹性箱8的正常使用。

对于箱体81的成形方式，具体来说，其可以采用整体铸造的形式，也可以采用钢板摞放相互拼焊的形式。而对于箱盖82的成形方式，由于其在体外锻造过程中需要承受较强的反复的冲击载荷，因此，箱盖82可以采用锻件的形式，从而能够避免箱盖82在服役中开裂导致整个弹性箱失效的情况发生。

考虑到弹性箱8的起吊，上述弹性箱8还包括设于箱体81上的箱体吊耳87以及设于箱盖82上的箱盖吊耳88，其中，箱体吊耳87用于箱体81的起吊，箱盖吊耳88用于箱盖82的起吊。可以理解的是，箱体吊耳87和箱盖吊耳88均成对设置，示例性地，箱体吊耳87和箱盖吊耳88均为一对。

实施例二

本实施例提供了一种体外锻造辅具，参见图6至图7，包括梁体1以及实施例一提供的体外锻造弹性箱，梁体1的一端为非锻造侧，梁体1的非锻造侧支撑在箱盖82上。

与现有技术相比，本实施例提供的体外锻造辅具的有益效果与实施例一提供的体外锻造弹性箱的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

示例性地，上述体外锻造辅具可用于超大型管板的体外展宽、体外扩孔、体外整形或体外涨形等工序。

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。

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之间会存在扭矩，因此，上述体外锻造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5以及挂设于上箱体连接板5下方的下箱体连接板6，上箱体连接板5和下箱体连接板6之间为圆柱面接触，上箱体连接板5与梁体1的非锻造侧固定连接，下箱体连接板6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5和下箱体连接板6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5和下箱体连接板6之间圆柱面滑动的顺畅性，上述上箱体连接板5的凸面半径小于下箱体连接板6的凹面半径，示例性地，上箱体连接板5的凸面半径与下箱体连接板6的凹面半径之比为0.90～0.98：1。这是因为，将上箱体连接板5的凸面半径与下箱体连接板6的凹面半径之比限定在上述范围内，不仅能够保证上箱体连接板5和下箱体连接板6之间圆柱面滑动的顺畅性，还能够保证上箱体连接板5与下箱体连接板6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5和下箱体连接板6之间设置连接销钉，对应的连接销钉可以通过箱体连接套7(例如，8字型连接套)连接，从而实现上箱体连接板5和下箱体连接板6之间的活动连接。为了保证上箱体连接板5和下箱体连接板6之间的稳定连接，箱体连接套7的数量为多个，例如，4个，通过多个箱体连接套7能够实现上箱体连接板5和下箱体连接板6的稳定连接。

可以理解的是，为了实现体外锻造，上述体外锻造辅具还包括锤头2和锻造平台3，梁体1的另一端为锻造侧，锤头2设于梁体1的锻造侧，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围成的区域外。实施时，梁体1的上端面与压力机的活动横梁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10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，且能够将压力机的活动横梁4对梁体1施加的载荷从压力机内部传递至压力机外侧的锻造侧，锤头2对位于锻造平台3上的坯料10进行锻造，锤头2与锻造平台3共同作用使得坯料10发生变形，从而实现压力机的体外锻造以及超大型锻件的锻造。与现有技术相比，本实施例提供的体外锻造辅具中，通过梁体1的设置，将梁体1的上端面与压力机的活动横梁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，从而能够不受压力机结构尺寸(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。

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，采用上述体外锻造辅具对进行成形力传导，需要考虑力矩平衡，锤头2处施加的载荷仅为压力机实际载荷的一半，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为体外锻造辅具中的主要传力部件，用于将压力机的活动横梁4的垂直载荷移动至压力机的外侧(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，从压力机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。

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，上述体外锻造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4固定连接，下梁体连接板与梁体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和下梁体连接板之间的圆柱面滑动，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。

为了保证上梁体连接板和下梁体连接板之间圆柱面滑动的顺畅性，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，示例性地，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0.90～0.98：1。这是因为，将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限定在上述范围内，不仅能够保证上梁体连接板和下梁体连接板之间圆柱面滑动的顺畅性，还能够保证上梁体连接板与下梁体连接板的接触面积，从而有效抗击冲击载荷。

示例性地，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和下梁体连接板之间的活动连接。为了保证上梁体连接板和下梁体连接板之间的稳定连接，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和下梁体连接板的稳定连接。

为了实现上梁体连接板与活动横梁4的稳定连接，具体来说，梁体连接件还包括上砧座，上梁体连接板通过上砧座与活动横梁4固定连接。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，使得上砧座与上梁体连接板刚性固定连接；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，使得上砧座与上梁体连接板刚性固定连接。

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10更好地接触，上述体外锻造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1的锻造侧固定连接，下锤头连接板与锤头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和下锤头连接板之间的球面滑动，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10的锻造面，锤头2的工作面与坯料10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和下锤头连接板之间球面滑动的顺畅性，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，示例性地，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0.90～0.98：1。这是因为，将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限定在上述范围内，不仅能够保证上锤头连接板和下锤头连接板之间球面滑动的顺畅性，还能够保证上锤头连接板与下锤头连接板的接触面积，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，从而实现上锤头连接板和下锤头连接板之间的活动连接。为了保证上锤头连接板和下锤头连接板之间的稳定连接，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和下锤头连接板的稳定连接。

为了能够对坯料10的各个部位进行锻造，上述体外锻造辅具还包括用于驱动坯料10旋转的旋转平台9，旋转平台9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9仅用于坯料10的支撑和旋转，在锤头2对坯料10进行锻造的过程中，旋转平台9不承受锤头2的载荷。示例性地，旋转平台9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9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9的一侧与旋转平台9共形。示例性地，上述旋转平台9的形状为圆形，且旋转平台9的直径小于坯料10的直径，锻造平台3朝向旋转平台9一侧为圆弧形，锻造平台3的整体形状可以为月牙形。这样，在旋转平台9的旋转过程中，锻造平台3不会对旋转平台9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9，还能够减少旋转平台9的直径，有效解决了门字吊送料时如何将坯料10放置于转台台面上的问题。

需要说明的是，以往用于锻造的体外锻造辅具，各个部件之间均为刚性连接，对压力机和体外锻造辅具的损耗较大，本实施例提供的体外锻造辅具，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之间均为球面或圆柱面接触，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，最大限度的保障了体外锻造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。

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。