本文针对冲压成型过程中模具间隙对冲压件成型的影响，以凸缘圆筒件为研究对象，利用Dynaform进行不同间隙的冲压成型分析，结果显示：冲压成型的间隙为2.15t时圆筒件成型效果最好。
0 引言
由于汽车冲压件大都是空间曲面结构，形状复杂，从而决定了冲压成型中变形复杂性，变形规律不易被掌握，出现的质量问题也比较多，且汽车冲压件冲压工序包括圆筒件拉伸，凸缘圆筒件拉伸，盒型件拉伸，弯曲成形，翻边等。冲压成型过程中模具间隙对冲压件的质量有重大的影响，间隙过小增加摩擦阻力，使拉伸件容易破裂，且易擦伤零件表面，降低模具寿命；间隙过大，则拉深时对毛坯的较直作用小，影响零件尺寸精度。因此本文以凸缘圆筒件为对象研究模具间隙对冲压成型性能的影响。
1 模型参数及材料参数
冲压模间隙指凹模与凸模之间的间隙Z：
所建三维模型及尺寸如下图：
图1
所选用的材料是SAPH440,材料参数及性能如下表：
2 有限元模型的建立
有限元模型如图2所示。
有限元模型均采用壳单元，工具网格为刚体单元，其尺寸为：最大尺寸为10，最小尺寸为0.5，弦高误差0.15，间隙公差为2.5；板料的几何尺寸为半径110mm的圆形板料，板料网格为圆形板料网格，网格尺寸为：网格大小尺寸为1，内圆半径27。
3 数值模拟结果
用Dynafom进行不同间隙的冲压成型模拟结果如图3所示。
图3
从图3可以看出，不同的间隙冲压成型后最大减薄率不同，且筒壁上的成型效果各不相同，最大减薄率均在凸模圆角处，间隙为2.0t时筒壁上减薄率从凸模圆角到凹模圆角逐渐减小，在筒壁上有两条绿色的条纹，此处的减薄率低于其附近的黄色区域；从图3的b，c图看出筒壁上的红色条纹增多，且逐渐连成片，但筒壁上的同一深度的平均减薄率b大于c图，bed图在底部圆角的两侧，出现了两个明显的缩颈区。
从图4-a上看出当间隙从2.0t~2.2t时最大减薄率逐渐减小，从间隙2.0t时的26.84%减小到2.2t时的14.80%；间隙从2.2t~2.4t时最大减薄率逐渐增大，但增大幅度较小，当间隙为2.4t时圆筒件的最大减薄率为15.68%。由此可见模具的间隙过小，毛坯在通过间隙时产生的较直与减薄变形均会引起较大的拉深力，以致零件的侧壁变薄现象严重，甚至会使零件破损；若间隙过大，则对毛坯的较直作用就比较小，冲出的零件由于回弹的作用将会产生较大的畸变。
从图4-b可以看出当间隙小于2.1t时，圆筒件冲压成型后的回弹量随间隙的增大而减小；当间隙大于2.1t时，回弹量随间隙的增大而增大，当间隙为2.25t时回弹量最大为0.60；当间隙大于2.25t时回弹量随间隙的增大而减小；间隙为2.4t时的回弹量较2.35t时的略有增加。所以当间隙为2.15t时的圆筒件成型效果最好。
图4
4 结论
(1)当间隙小于2.2t时，间隙越小减薄率越大，当间隙大于2.2t时减薄率随间隙的增大而缓慢增大。
(2)材料为SAPH440，厚度为2mm的圆筒件冲压成型的间隙为2.15t时圆筒件成型效果最好。
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