Leitfaden zur Biegung von Blechmetall zielt darauf ab, Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern

Stellen Sie sich eine sorgfältig konstruierte Blechverkleidung vor, die durch einen kleinen Biegefehler unbrauchbar wird. Dieses Szenario verdeutlicht die entscheidende Bedeutung des Biege-Designs in der Blechbearbeitung – ein Prozess, der sich direkt auf die Produktqualität, die Kosteneffizienz und die Leistung auswirkt. Dieser Artikel untersucht grundlegende Biege-Designprinzipien, um Ingenieuren zu helfen, häufige Fallstricke zu vermeiden und überlegene Ergebnisse zu erzielen.

Das Blechbiegen beinhaltet die plastische Verformung von Metallblechen mit einer Abkantpresse mit Oberstempel und unterem V-Matrizenwerkzeug. Dieser Prozess verbessert die strukturelle Integrität durch Verbesserung der Festigkeit, Steifigkeit und Spannungsverteilung und ermöglicht gleichzeitig komplexe Geometrien. Beispielsweise erhöhen gekrümmte Designs die Tragfähigkeit von Komponenten erheblich.

Effektives Blechmodellieren erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung von drei grundlegenden Parametern: Materialstärke, Biegeradius und Biegezugabe.

Eine gleichmäßige Materialstärke ist unerlässlich, da Komponenten aus einzelnen Metallblechen gefertigt werden. Die Standardverarbeitung berücksichtigt Stärken von 0,9 mm bis 20 mm, wobei dünnere Materialien (3 mm) als Platte klassifiziert werden. Die tatsächlichen Toleranzen variieren je nach den spezifischen Anforderungen des Teils.

Der Mindestbiegeradius sollte der Materialstärke entsprechen, um Risse oder Verformungen zu vermeiden. Die Beibehaltung gleichmäßiger Biegerichtungen innerhalb derselben Ebene reduziert den Bedarf an Neupositionierungen und spart Zeit und Kosten. Einheitliche Biegeradien über eine Komponente hinweg senken ebenfalls die Herstellungskosten.

Beim Biegen verschiebt sich die neutrale Achse nach innen. Der K-Faktor – der das Verhältnis der Position der neutralen Achse (t) zur Materialstärke (T) darstellt – berechnet den erforderlichen Materialausgleich. Die folgende Tabelle enthält K-Faktor-Referenzen für verschiedene Materialien und Biegemethoden:

Biegeentlastungen – kleine Kerben an Biegestellen – mildern die Spannungskonzentration, die andernfalls benachbarte Merkmale verformen könnte. Obwohl klein, sind diese Merkmale entscheidend, um Verformungen in Löchern und Schlitzen zu verhindern.

Ohne ordnungsgemäße Entlastung besteht bei kantennahmen Biegungen die Gefahr des Einreißens und von Herstellungsfehlern. Entlastungskerben sollten mindestens die Materialstärke in der Breite messen und den Biegeradius in der Länge überschreiten.

Flansche – bestehend aus einer Fläche und einer Verbindungsbiegung – erfordern geeignete Entlastungsarten, wenn sie nicht benachbart sind:

• Ovalentlastung: Abgerundete Enden verteilen die Spannung gleichmäßig, was besonders in der Nähe von Löchern/Schlitzen von Vorteil ist, indem die Verformung der Merkmale durch kontrollierte Materialbewegung minimiert wird.
• Rechteckige Entlastung: Vereinfachte Schneidanforderungen machen dies kostengünstig für Designs mit moderaten Biegeradien und Standardmaterialstärken.

Spezialisierte Kantenmerkmale verbessern die Komponentenleistung, wobei das Bördeln und das Falzen die wichtigsten Beispiele sind.

Bördel – hohl gewalzte Kanten – verstärken die Komponenten und eliminieren gleichzeitig scharfe Kanten. Ein optimales Bördeldesign erfordert:

• Außenradius ≥ 2× Materialstärke (variiert je nach Hersteller)
• Biegeposition ≥ 6×(Bördelradius + Materialstärke) vom Bördelmerkmal

Falze – U-förmige gefaltete Kanten – bieten strukturelle Verstärkung und Montagefähigkeiten. Es gibt drei Haupttypen:

• Offener Falz: Weist geringes Spiel auf (minimaler Innenradius = Materialstärke; Rücklauflänge = 4× Stärke)
• Geschlossener Falz: Eng gefaltet (minimaler Innenradius = Materialstärke; Rücklauflänge = 6× Stärke)
• Tropfenförmiger Falz: Gleicht Festigkeit und Flexibilität aus (minimaler Innenradius = Materialstärke; Rücklauflänge = 4× Stärke)

Merkmale in der Nähe von Biegungen bergen das Risiko einer Verformung während der Formgebung. Empfohlene Mindestabstände:

• Lochkante zur Biegung: ≥ 2,5× Materialstärke (T) + Biegeradius (R)
• Schlitzkante zur Biegung: ≥ 4× Materialstärke (T) + Biegeradius (R)

Merkmale in der Nähe von Kanten können zu Ausbuchtungen führen. Halten Sie einen Mindestabstand von 2× Materialstärke zwischen extrudierten Löchern und Komponentenrändern ein.