由于沖壓件大都是空間曲面結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜，從而決定了沖壓成型中變形復(fù)雜性，變形規(guī)律不易被掌握，出現(xiàn)的質(zhì)量問題也比較多，且汽車沖壓件沖壓工序包括圓筒件拉伸，凸緣圓筒件拉伸，盒型件拉伸，彎曲成形，翻邊等。沖壓成型過程中模具間隙對沖壓件的質(zhì)量有重大的影響，間隙過小增加摩擦阻力，使拉伸件容易破裂，且易擦傷零件表面，降低模具壽命；間隙過大，則拉深時對毛坯的較直作用小，影響零件尺寸精度。以凸緣圓筒件為對象研究模具間隙對沖壓成型性能的影響：
1 模型參數(shù)及材料參數(shù)
沖壓模間隙指凹模與凸模之間的間隙Z：
選用的材料是SAPH440,材料參數(shù)及性能如下表：
2 有限元模型的建立
有限元模型均采用殼單元，工具網(wǎng)格為剛體單元，其尺寸為：最大尺寸為10，最小尺寸為0.5，弦高誤差0.15，間隙公差為2.5；板料的幾何尺寸為半徑110mm的圓形板料，板料網(wǎng)格為圓形板料網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸為：網(wǎng)格大小尺寸為1，內(nèi)圓半徑27。
3 數(shù)值模擬結(jié)果
從圖3可以看出，不同的間隙沖壓成型后最大減薄率不同，且筒壁上的成型效果各不相同，最大減薄率均在凸模圓角處，間隙為2.0t時筒壁上減薄率從凸模圓角到凹模圓角逐漸減小，在筒壁上有兩條綠色的條紋，此處的減薄率低于其附近的黃色區(qū)域；從圖3的b，c圖看出筒壁上的紅色條紋增多，且逐漸連成片，但筒壁上的同一深度的平均減薄率b大于c圖，bed圖在底部圓角的兩側(cè)，出現(xiàn)了兩個明顯的縮頸區(qū)。
從圖4-a上看出當(dāng)間隙從2.0t~2.2t時最大減薄率逐漸減小，從間隙2.0t時的26.84%減小到2.2t時的14.80%；間隙從2.2t~2.4t時最大減薄率逐漸增大，但增大幅度較小，當(dāng)間隙為2.4t時圓筒件的最大減薄率為15.68%。由此可見模具的間隙過小，毛坯在通過間隙時產(chǎn)生的較直與減薄變形均會引起較大的拉深力，以致零件的側(cè)壁變薄現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至?xí)沽慵茡p；若間隙過大，則對毛坯的較直作用就比較小，沖出的零件由于回彈的作用將會產(chǎn)生較大的畸變。
可以看出當(dāng)間隙小于2.1t時，圓筒件沖壓成型后的回彈量隨間隙的增大而減小；當(dāng)間隙大于2.1t時，回彈量隨間隙的增大而增大，當(dāng)間隙為2.25t時回彈量最大為0.60；當(dāng)間隙大于2.25t時回彈量隨間隙的增大而減小；間隙為2.4t時的回彈量較2.35t時的略有增加。所以當(dāng)間隙為2.15t時的圓筒件成型效果最好。
4 結(jié)論
(1)當(dāng)間隙小于2.2t時，間隙越小減薄率越大，當(dāng)間隙大于2.2t時減薄率隨間隙的增大而緩慢增大。
(2)材料為SAPH440，厚度為2mm的圓筒件沖壓成型的間隙為2.15t時圓筒件成型效果最好。