Biegen

Biegen ist ein Metallumformprozess, bei dem flache Bleche oder Streifen mithilfe mechanischer Kraft in V--Formen, U--Kanäle, Kurven oder komplexe Geometrien geformt werden. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung des Biegeproduktionsprozesses mit Methoden, Ausrüstung und wichtigen Überlegungen.

 

Beschreibung

 

Biegen bedeutet, seine Form zu verändern, ohne sein Volumen zu verändern. Genaues Biegen hängt von wichtigen Faktoren wie Materialtyp, Materialstärke, Biegewinkel und Biegezugabe (dem Ausmaß, in dem das Material gebogen werden kann, ohne zu brechen) ab. Es ist wichtig, die Unversehrtheit des Werkstücks während des Biegevorgangs zu wahren.

 

Biegelösungen

 

Unter den Blechfertigungslösungen wird das Biegen aufgrund seiner Kosten-effizienz und Vielseitigkeit bevorzugt, da es komplexe Formen aus einem einzigen Metallstück erzeugen kann, wodurch Montagezeit und -kosten reduziert werden. Mittlerweile ist es möglich, schnell große Stückzahlen an Teilen zu produzieren. Darüber hinaus verursachen Metallbiegeprozesse häufig nur minimalen Abfall, was die Materialeffizienz fördert. Moderne Biegetechniken und -werkzeuge können eine Vielzahl von Metallen, von Baustahl über Aluminium, Edelstahl bis hin zu Messing und Kupfer, effizient bearbeiten und verbessern so die industrielle Anwendbarkeit der Technik. Nachfolgend finden Sie eine kurze Zusammenfassung der Biegetechniken:

 

Biegemethoden und -ausrüstung
Verfahren	Ausrüstung	Am besten für	Toleranz
Biegen der Abkantpresse	Hydraulische/Abkantpresse	Hochpräzise V/U-Bögen	±0,1–0,5 mm
Rollenbiegen	3-Rollen-/Pyramidenrolle	Gebogene Platten, Zylinder	±0,5–2 mm
Falten	Plattenfaltmaschine	Große Blechteile	±0,2–1 mm
Rotationsziehbiegen	CNC-Rohrbieger	Rohrbögen mit engem-Radius	±0,1–0,3 mm
Luftbiegen	Abkantpresse (offene Matrize)	Flexible, kostengünstige {{0}Werkzeugkosten-Bögen	±0,2–0,8 mm

 

Biegeformeln und Berechnungen

 

Nachfolgend sind die grundlegenden Biegeformeln und Berechnungen für die Metallverarbeitung aufgeführt, die Abkantvorgänge, Biegezugaben, Tonnageanforderungen und Rückfederungskompensation abdecken. Diese Formeln können als allgemeine Orientierung angesehen werden, da die tatsächliche Materialdicke Toleranzen und Schwankungen in den mechanischen Eigenschaften aufweist. Daher müssen die Bediener die Werkzeuge, die Kraft und den Biegewinkel während des Probenahmevorgangs fein abstimmen.

 

1. Biegezugabe (BA)=[(π × Biegewinkel) / 180] × (Radius + K-Faktor × Dicke)

Hinweis: Der K-Faktor variiert je nach Metallmaterial

√Weichstahl: 0,30–0,35, 0,33 wird aufgrund seiner Konsistenz weithin akzeptiert.

√Aluminium: 0,4–0,5 (z. B. 5052 und 6061), höherer K-Wert aufgrund größerer Dehnung.

√Edelstahl (304 und 316): 0,35–0,45, kaltverfestigt und niedrigerer K-Wert für geglühte Sorten.

√Kupfer (C110, C101): 0,35–0,45, variiert je nach Härte

√ Messing: 0,35–0,42, ähnlich wie Edelstahl, aber weniger Rückfederung, und es ist wichtig, die neutrale Achsenposition zu bestimmen (wo sich das Material weder ausdehnt noch zusammendrückt).

 

2. Berechnung der Biegekraft basierend auf Luftbiegung

Kraft (Tonnen) =(1,42 x Zugfestigkeit (MPa) × Länge (mm) x Dicke^2 (mm) / Matrizenöffnung (mm)

Beispiel:

Material: Edelstahl 304 (600 MPa Zugfestigkeit)

Länge: 1000 mm

Dicke: 3 mm

Matrizenöffnung: 24 mm

Kraft=(1,42 × 600 × 1000 ×3^2)/24≈34,6 metrische Tonnen

 

3. Biegeabzug (BD) (Passt das flache Muster an die Materialdehnung/-komprimierung an)

BD=2 × (OSSB−BA)

Äußerer Rückschlag (OSSB)=Tan (Biegewinkel/2) x (Radius + Dicke)

Beispiel:

Biegewinkel: 90 Grad

Radius: 4 mm

Dicke: 2 mm

BA=5.7mm

OSSB=tan(45 Grad)×(4+2)=6 mm

Daher ist BD=2×(6−5,7)=0.6 mm

 

4. Rückfederungskompensation

Hinweis: Dies ist ein sehr wichtiger Faktor im Zusammenhang mit der Rückfederung des Metallmaterials nach dem Biegen.

Formel: Überbiegewinkel=Zielwinkel×(1+Rückfederungsfaktor)

Rückfederungsfaktor für verschiedene Metalle

√Weichstahl: 1 Grad – 3 Grad pro 90-Grad-Biegung

√Edelstahl: 5 Grad –10 Grad

√Aluminium: 2 Grad –5 Grad

√Kupfer 1 Grad – 4 Grad, variiert je nach Temperament

√Messing (4 Grad – 8 Grad), Messing hat normalerweise einen hohen Rückfederungsfaktor und daher ist es schwierig, sehr enge Toleranzen einzuhalten.

Es gibt vier Faktoren, die die Rückfederung beeinflussen:

√Materialhärte

√Biegeradius (R)

√Biegewinkel

√Materialstärke

​

5. Mindestbiegeradius (Risse vermeiden)

Mindestradius=Materialstärke × Multiplikator

Multiplikator

√Weichstahl: 0,5–1,0

√Edelstahl: 1,0–2,0, 1,0 T für geglüht, 2,0 T für kaltverformt.

√Aluminium: 0,8–1,5, 0,8T für weich, 1,5T für hart (z. B. 6061-T6).

√Kupfer: 0,5–1,0, 0,5 T für weich (O--Vergütung), 1,0 T für hart (H--Vergütung)

√Messing: 0,6–1,2, 0,6T für geglüht, 1,2T für hart.

 

6. Berechnung der Biegeentlastung (Rissbildung an den Biegeenden verhindern)

Reliefbreite größer oder gleich der Materialstärke

Relieftiefe größer oder gleich Radius+Dicke

 

 

Häufige Biegefehler und Lösungen

 

Das Biegen von Metall ist ein sehr wichtiger Produktionsprozess in verschiedenen Branchen, der Präzision und Fachwissen erfordert, um qualitativ hochwertige-Teile herzustellen. Nachfolgend finden Sie eine kurze Liste häufiger Biegefehler mit Lösungen.

 

Häufige Biegefehler und Lösungen
Defekt	Ursache	Lösung
Rückfederung	Materialelastizität	Überbiegen Sie den Winkel und verwenden Sie Unterlegbacken
Knacken	Scharfer Biegeradius	Radius vergrößern, Material ausglühen
Verziehen	Ungleichmäßige Spannungsverteilung	Verwenden Sie eine versetzte Biegefolge
Oberflächenkratzer	Schlechte Werkzeugoberfläche	Stümpfe polieren, Schutzfolie verwenden

 

Fabmann nutzt moderne Abkantpressenlösungen mit Simulationssoftware, die es uns ermöglicht, den Biegeprozess und die Wirkung vor der Produktion zu visualisieren, potenzielle Fehler zu erkennen und Biegeproduktionslösungen für unsere Kunden zu optimieren.