Blechbiegen

Das Biegen – manchmal auch Bördeln oder Abkanten genannt – ist eine der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Techniken in der hochpräzisen Blechfertigung .

Durch das Biegen von Blechen können Hersteller ein gerades Blechstück in ein abgewinkeltes Bauteil verwandeln, und dies kann viel kostengünstiger sein als das Schweißen oder Aneinanderfügen von zwei separaten Stücken.

Der Biegeprozess funktioniert typischerweise, indem Biegewerkzeuge verwendet werden, um eine Kraft auf das Blech auf eine Weise auszuüben, die eine dauerhafte Verformung verursacht. Es gibt jedoch viele verschiedene Biegeverfahren und Biegemaschinen, mit denen das beste Ergebnis erzielt werden kann. Komplexe Biegeberechnungen stellen sicher, dass enge Toleranzen eingehalten werden können.

Dieser Artikel dient als Einführung in das Blechbiegen und befasst sich mit den Grundlagen des Biegens, typischer Biegeausrüstung, Arten des Blechbiegens und technischen Überlegungen wie Biegezugaben und Rückfederung.

Was ist Blechbiegen ?

Blechbiegen ist eine Metallbearbeitungstechnik, die verwendet wird, um flache Blechstücke in V-Formen, U-Formen oder U-Formen zu formen.

Es ist ein wichtiges und bequemes Herstellungsverfahren, da das Biegen eines flachen Blechstücks in eine neue Form erheblich billiger ist als beispielsweise das Ausarbeiten einer V-, U- oder U-Form aus einem massiven Werkstück oder das Gießen in einer Gießerei. Darüber hinaus erzeugt das Biegen ein stärkeres Teil als beispielsweise das Zusammenschweißen von zwei flachen Blechstücken in V-Form.

Viele Arten des Blechbiegens beinhalten die Verwendung einer Maschine, die als Bremse bezeichnet wird, manchmal auch als Biegemaschine oder Blechfalzmaschine bezeichnet wird. Die Kraft kann manuell oder beispielsweise hydraulisch aufgebracht werden. Eine hydraulische Presse kann hohe Kräfte ausüben und somit größere Blechstärken biegen.

Blechbiegen Ausrüstung

Das wichtigste Teil einer Blechbiegeanlage ist die Bremse , das in verschiedenen Formen vorkommt:

• Eine Wachsbremse ist eine einfache Biegemaschine – und die am weitesten verbreitete Blechbremse in der Fertigung – die ein Stück Blech auf eine flache Oberfläche klemmt und dann durch die Bewegung eines beweglichen Biegeblatts Kraft aufwendet, um gerade Biegungen oder einfache Falten zu machen.
• Eine Abkantpresse ist eine Biegemaschine, die einen beweglichen Stempel und eine entsprechende Matrize verwendet. Beim Biegevorgang wird Blech auf die Matrize gelegt und der Stempel mit Kraft in das Blech hineinbewegt und in die Matrizenöffnung gedrückt. Abhängig von der Form der Matrize kann eine Abkantpresse verwendet werden, um V-Bögen, U-Bögen und andere Formen herzustellen.
• Eine Box-and-Pan-Bremse (auch als Fingerbremse bekannt) ist eine andere Art von Blechbremse, die eine Reihe von Metallfingern verwendet, um mehrere Biegelinien zu erzeugen. Wie der Name schon sagt, wird die Box-and-Pan-Bremse häufig verwendet, um Kartons in Sondergröße herzustellen.
• Eine Barmappe ist eine kleine und einfache Biegemaschine mit einem Handgriff, der das Blech einspannt und in einer einzigen Bewegung biegt.

Arten von Blechbiegen

Es gibt verschiedene Arten des Biegens, die verwendet werden, um unterschiedliche Biegungen auf unterschiedliche Weise zu erreichen. Drei dieser Biegemethoden (Luftbiegen, Bodenbiegen und Prägen) verwenden eine Abkantpresse, während die anderen verschiedene Maschinen verwenden, um die gewünschten Biegungen zu erzeugen.

Luftbiegen

Luftbiegen ist ein Abkantbiegeverfahren, bei dem ein Stempel Blech in eine Matrize drückt, aber nicht so weit, dass es die Wände der Matrize berührt.

Diese Methode ist nicht so genau wie andere, aber sehr flexibel:Sie kann verwendet werden, um V-, U- und andere geformte Biegungen herzustellen. Das liegt unter anderem daran, dass die Werkzeuggeometrie nicht exakt der gewünschten Blechbiegung entsprechen muss, da kein Kontakt zwischen den beiden Flächen besteht.

Boden

Bottoming ist eine weitere Biegemethode für Abkantpressen. Während des Aufsetzvorgangs drückt der Stempel das Blech vollständig in die Matrize, wodurch eine Biegung entsteht, die der Geometrie der Innenseite der Matrize entspricht. Früher machte es V-förmige Biegungen.

Prägung

Das Prägen ist eine teurere Art des Abkantpressenbiegens, bei der ein Stempel mit viel größerer Kraft auf das Blech und in die Matrize abgesenkt wird, wodurch eine dauerhafte Verformung mit sehr geringer Rückfederung entsteht. (Das bedeutet, dass sich das Metall nicht entspannt, wenn der Stempel zurückgezogen wird.)

Falten

Das Falzen kann auf Maschinen wie einer Gesimsbremse oder einem Stangenfalter durchgeführt werden. Das Blech wird festgeklemmt, bevor ein Spannbalken ansteigt, um das Blech um ein Profil zu biegen. Das Falten erzielt eine V-förmige Biegung und ermöglicht positive oder negative Biegewinkel.

Wischen

Wischen (oder Kantenbiegen oder Wischbiegen) ist eine weitere Biegemethode, die für Maschinen wie Gesimsbremsen und Stangenfalter (und in einigen Fällen Abkantpressen) geeignet ist. Es ist schneller als das Falten, kann jedoch die Oberfläche des Blechs stärker beschädigen.

Walzenbiegen

Das Rollbiegen ist aufgrund der verwendeten Maschinen vielleicht das einzigartigste Blechumformverfahren. Ein Rollbiegesystem hat drei zylindrische Rollen, um Bleche zu einem Bogen zu biegen, und ist daher nützlich für die Herstellung von Rohren, Schläuchen und anderen abgerundeten Teilen.

Stufenbiegen

Das Stufenbiegen – manchmal auch Bump-Bending genannt – ist eine Möglichkeit, eine sanft gekrümmte Biegung (wie sie beispielsweise durch Rollbiegen erzeugt wird) mit einer Abkantpresse anzunähern. Durch das Ausführen mehrerer kleiner V-förmiger Biegungen nacheinander kann beim Step-Bending etwas erzeugt werden, das wie eine gebogene Biegung aussieht.

Rücksprung erklärt

Wenn Blech in eine neue Form gebogen wird, federt es nach Wegnahme der Biegekraft natürlich etwas zurück. Dies wird als „Rückfederung“ bezeichnet.

Die Rückfederung erfolgt aufgrund der Druckfestigkeit des gebogenen Blechs. Beim Biegen von Blech wird eine Seite gezogen und gedehnt, während die andere Seite gestaucht wird; Da das Material jedoch eine höhere Druckfestigkeit als Zugfestigkeit hat, widersteht die komprimierte Seite erfolgreich der Verformung und dekomprimiert sich selbst, wenn die Kraft entfernt wird.

Die Rückfederung ist kein großes Problem, aber es bedeutet, dass die Hersteller die erwartete Rückfederung durch Überbiegung kompensieren müssen das Blech. Wenn das Metall absichtlich leicht zu stark gebogen wird, führt ein kleiner Grad an natürlicher Rückfederung zum korrekten Winkel.

Natürlich ist die Berechnung der Rückfederung alles andere als einfach, und es gibt mehrere Variablen, die die Schwere der Rückfederung beeinflussen, einschließlich der Art und Dicke des Materials. Außerdem führen größere Innenradien zu einer größeren Rückfederung.

Berechnungen und Zulagen

Wenn ein Blechstück gebogen wird, wird die Seite außerhalb der Biegung verlängert und ihre Abmessungen werden daher geändert. Das bedeutet beispielsweise, dass die Gesamtlänge der beiden Schenkel einer V-förmigen Biegung länger ist als die ursprüngliche Abwicklung.

Wenn also die Abmessungen geändert werden, wie konstruieren wir ein Teil genau, um sicherzustellen, dass es mit anderen Komponenten zusammenpasst? Wie entscheiden wir, wie lang das flache Blech sein muss? Um Maßänderungen auszugleichen, müssen wir eine Biegezugabe berücksichtigen :die Differenz zwischen der Länge des abgewickelten Blechs und der Summe der Längen jedes Schenkels des fertig gebogenen Teils.

Berechnungen der Biegezugabe berücksichtigen Faktoren wie Blechdicke, Biegeradien, Biegewinkel und den K-Faktor (Verhältnis der Lage der neutralen Achse zur Materialdicke). Das erforderliche Biegeaufmaß für ein Blechteil kann mit einem Biegeaufmaßrechner ermittelt werden.

Beste Blechmaterialien und -lehren zum Biegen

Einige Blechmaterialien lassen sich besser biegen als andere. Im Allgemeinen sind die besten Biegematerialien formbar und nicht spröde.

Beliebte Materialien zum Blechbiegen sind:

• Baustahl :Kann bei jeder Temperatur gebogen werden.
• Federstahl :Biegbar nach dem Glühen.
• Legierter Stahl 4140 :Biegbar nach dem Glühen.
• Aluminium 5052 :Sehr biegsam im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen.
• Kupfer :Sehr biegsam.

Materialien, die schwieriger (aber nicht unmöglich) zu biegen sind, umfassen Aluminium 6061, Kohlenstoffstahl, Titan, Messing und Bronze. Edelstahl kann gebogen werden, wobei die Serie 300 dehnbarer ist als andere.

Faserrichtung

Das Richtungsblech Maserung — die Richtung, in der die winzigen Kristalle des Metalls werden aufgrund des ursprünglichen Walzens des Blechs verlängert – beeinflusst, wie es sich biegt.

Die Kornrichtung macht das Blech auf einer Achse stärker und auf der anderen schwächer. Das Biegen mit der Maserung (in Längsrichtung) kann die Wahrscheinlichkeit von Rissen, Rissen oder Orangenhaut erhöhen; Gegen den Strich zu biegen verringert die Wahrscheinlichkeit, dass diese Probleme auftreten.

Aber obwohl das Biegen gegen die Faser die Bruchgefahr verringert, erfordert es auch mehr Kraft, da das Blech stärker ist. Es kann daher zu einer stärkeren Rückfederung führen und diesbezüglich eine größere Kompensation erfordern.

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