Blech biegen: So berechnen Sie die Abwicklung richtig

Die Abwicklungsberechnung: Kern des Problems

Die Abwicklungsberechnung ist entscheidend, um die exakte Länge des Blechmaterials vor dem Biegen zu bestimmen und die gewünschten Abmessungen nach dem Biegen zu erreichen. Verschiedene Faktoren müssen dabei berücksichtigt werden, die das Endergebnis maßgeblich beeinflussen. Dazu zählen die Blechdicke, der Außendurchmesser der Biegung und die Anzahl der Biegungen.

Wesentliche Aspekte, die Sie bei der Berechnung beachten sollten, sind:

• Blechdicke: Dickere Bleche erfordern umfangreichere Berechnungen, da sie sich beim Biegen anders verhalten als dünnere Materialien.
• Biegeradius: Der verwendete Innenradius beeinflusst, wie sich das Material beim Abkanten verformt. Ein kleiner Radius kann zu Rissen an der Außenseite des Blechs führen und sollte daher sorgfältig gewählt werden.
• Verhältnis von Biegung zu Dicke: Dieses Verhältnis ist wichtig für die Stabilität und Beständigkeit der Biegung.
• Neutrale Faser: Diese bezieht sich auf den Bereich im Blech, in dem die Materialdehnung zwischen dem inneren und dem äußeren Bereich ausgeglichen wird. Ihr korrekter Standort ist für präzisere Berechnungen unerlässlich.

Zur zuverlässigen Berechnung der Abwicklung wird oft eine Formel verwendet, die sowohl die Länge der geraden Abschnitte als auch die Biegungen berücksichtigt. Es ist ratsam, vor der tatsächlichen Fertigung Testbiegungen durchzuführen, um sicherzustellen, dass alle Parameter in der Praxis korrekt eingehalten werden und die Qualität des Endprodukts nicht beeinträchtigt wird.

Methode 1: Vereinfachte Berechnung für dünne Bleche

Diese Methode eignet sich für Blechdicken bis zu 2 mm und ist besonders für 90°-Biegungen geeignet. Sie bietet eine schnelle Lösung, berücksichtigt jedoch nicht die neutrale Faser, was in bestimmten Fällen zu Ungenauigkeiten führen kann. Um die Abwicklung des Blechs zu bestimmen, sind die folgenden Schritte zu befolgen:

1. Messen Sie die Längen aller geraden Abschnitte des zu biegenden Blechs und addieren Sie diese.
2. Subtrahieren Sie für jede 90°-Biegung das Doppelte der Blechdicke von der Gesamtlänge, um die Verlagerung des Materials an der Biegestelle zu berücksichtigen.

Beispiel: Bei einem Blech mit zwei 90°-Biegungen und geraden Abschnitten von 70 mm, 25 mm und 15 mm lang sowie einer Blechdicke von 1,5 mm berechnen Sie die Abwicklung wie folgt:

• Gesamtlänge der geraden Abschnitte: 70 mm + 25 mm + 15 mm ergibt 110 mm.
• Anpassung für zwei Biegungen: 110 mm – (2 x 1,5 mm) – (2 x 1,5 mm) ergibt 105 mm.

In diesem Beispiel beträgt die Abwicklung des Blechs 105 mm. Diese Kennzahl gibt Ihnen die Länge vor, die das Blech haben sollte, um eine genaue Passform zu gewährleisten. Diese Methode dient als praktikabler Ansatz, sollte jedoch durch Testbiegungen verifiziert werden, um sicherzustellen, dass das Materialverhalten den Erwartungen entspricht.

Methode 2: Berechnung mit Berücksichtigung der neutralen Faser

Die präzise Berechnung der Blechabwicklung unter Berücksichtigung der neutralen Faser ist wichtig, um die genaue Länge des Materials nach dem Biegen zu ermitteln. Die neutrale Faser ist der Bereich im Blech, der sich während des Biegeprozesses weder dehnt noch staucht.

Schritt 1: Bestimmung der neutralen Faser

Zuerst ermitteln Sie die Position der neutralen Faser, die von der Blechdicke und dem Innenradius der Biegung abhängt. Die Position wird durch Anwendung eines Faktors auf die Blechdicke berechnet. Diese Faktoren sind für unterschiedliche Innenradien wie folgt definiert:

• Innenradius 0,2 mm: Faktor 0,347
• Innenradius 0,5 mm: Faktor 0,387
• Innenradius 1 mm: Faktor 0,421
• Innenradius 2 mm: Faktor 0,451
• Innenradius 3 mm: Faktor 0,465
• Innenradius 4 mm: Faktor 0,470
• Innenradius 5 mm: Faktor 0,478
• Innenradius 10 mm: Faktor 0,487

Berechnen Sie die Position der neutralen Faser, indem Sie den entsprechenden Faktor mit der Blechdicke multiplizieren.

Schritt 2: Abwicklungsermittlung

Nun berechnen Sie die Abwicklung des Blechs basierend auf der spezifischen Biegungsform. Hier sind die Formeln für die häufigsten Formen:

L-Form:

\[

ext{Abwicklung} = \text{Flache Seite A} + \text{Flache Seite B} + \left( \frac{\pi}{2} \times \left( \text{Innenradius} + \text{Position der neutralen Faser} \right) \right)

\]

U-Form:

\[

ext{Abwicklung} = \text{Flache Seite A} + \text{Basis} + \text{Flache Seite B} + \left( \frac{\pi}{2} \times \left( 2 \times \text{Innenradius} + \text{Position der neutralen Faser} \right) \right)

Beispiele

L-Form

Angenommen, Sie haben die folgenden Maße:

• Flache Seite A: 25 mm
• Flache Seite B: 30 mm
• Innenradius: 3 mm
• Blechdicke: 2 mm

Berechnen Sie zunächst die Position der neutralen Faser:

\[

0,465 \times 2 \, \text{mm} = 0,93 \, \text{mm}

\]

Setzen Sie dies in die Formel ein:

\[

\text{Abwicklung} = 25 \, \text{mm} + 30 \, \text{mm} + \left( \frac{3,1415}{2} \times (3 \, \text{mm} + 0,93 \, \text{mm}) \right) \approx 61,17 \, \text{mm}

\]

U-Form

Für die U-Form verwenden Sie die folgenden Maße:

• Flache Seite A: 40 mm
• Basis: 30 mm
• Flache Seite B: 20 mm
• Innenradius: 5 mm
• Blechdicke: 2 mm

Berechnen Sie die Position der neutralen Faser so:

\[

0,478 \times 2 \, \text{mm} = 0,956 \, \text{mm}

\]

Jetzt berechnen Sie die Abwicklung:

\[

\text{Abwicklung} = 40 \, \text{mm} + 30 \, \text{mm} + 20 \, \text{mm} + \left( \frac{3,1415}{2} \times (2 \times 5 \, \text{mm} + 0,956 \, \text{mm}) \right) \approx 107,86 \, \text{mm}

\]

Die Berücksichtigung der neutralen Faser in Ihren Berechnungen stellt sicher, dass die Abwicklungen präzise sind und die gefertigten Teile eine exakte Passform aufweisen.

Methode 3: Zuschlagsmethode für mehrere Biegungen

Die Zuschlagsmethode bietet eine praxisorientierte Alternative zur genauen Berechnung der Blechabwicklung bei mehreren Biegungen. Sie ermöglicht eine schnelle Schätzung der erforderlichen Materiallänge, ohne umfassende Berechnungen der neutralen Faser durchführen zu müssen. Diese Methode basiert auf bewährten Richtwerten für Zuschläge, die für unterschiedliche Blechdicken gelten.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Ermitteln Sie den Zuschlag pro Biegung: Der Zuschlag variiert je nach Blechdicke und wird in Millimetern angegeben. Die Richtwerte sind:

• Blechdicke 1 mm: Zuschlag 0,30 mm
• Blechdicke 1,5 mm: Zuschlag 0,45 mm
• Blechdicke 2 mm: Zuschlag 0,60 mm
• Blechdicke 2,5 mm: Zuschlag 0,75 mm
• Blechdicke 3 mm: Zuschlag 0,90 mm

2. Längen der geraden Abschnitte addieren: Messen Sie alle geraden Teile des Blechprofils und addieren Sie die Werte.

3. Zuschläge für Biegungen hinzufügen: Multiplizieren Sie die Anzahl der Biegungen mit dem jeweiligen Zuschlag und addieren Sie das Ergebnis zur Gesamtlänge der geraden Abschnitte.

Beispiel

Nehmen wir an, Sie haben ein Blech mit zwei geraden Abschnitten von jeweils 50 mm, einer Blechdicke von 2 mm und zwei 90°-Biegungen:

• Gesamtlänge der geraden Abschnitte: 50 mm + 50 mm ergibt 100 mm
• Zuschlag für Biegungen: 2 Biegungen x 0,60 mm (Zuschlag für 2 mm Blechdicke) ergibt 1,20 mm
• Gesamtlänge vor dem Biegen: 100 mm + 1,20 mm ergibt 101,20 mm

Diese Methode ermöglicht eine schnelle Abschätzung der benötigten Materiallänge, ist jedoch abhängig von der Materialart und dem Biegeradius. Daher empfiehlt sich eine Testbiegung, um präzise Anpassungen vorzunehmen und die Qualität der Ergebnisse zu gewährleisten.

Testbiegung empfohlen

Bevor Sie eine größere Serie von Blechbauteilen fertigen, führen Sie unbedingt eine Testbiegung durch. Dieser wichtiger Schritt stellt sicher, dass alle Berechnungen und Annahmen unter realistischen Bedingungen überprüft werden.

Gehen Sie dabei wie folgt vor:

1. Vorbereitung eines Musterblechs: Wählen Sie ein Stück Blech, das dieselbe Dicke und das gleiche Material wie die Serienproduktion hat. So sind die Testresultate so genau wie möglich.
2. Durchführung der Testbiegung: Biegen Sie das Musterblech gemäß Ihren Berechnungen. Achten Sie darauf, gleichmäßigen Druck anzuwenden, um eine konsistente Biegendurchführung zu gewährleisten. Vermeiden Sie ruckartige Bewegungen, da diese zu ungleichmäßigen Biegungen führen können.
3. Überprüfung der Abmessungen: Messen Sie die Abwicklung des gebogenen Musterblechs vor und nach dem Biegen. Notieren Sie alle Abweichungen im Vergleich zu den ursprünglichen Berechnungen.
4. Anpassungen vornehmen: Wenn die Testergebnisse von den Erwartungen abweichen, passen Sie die Berechnungen entsprechend an und führen Sie die Testbiegung erneut durch, bis Sie ein zufriedenstellendes Ergebnis erzielen.

Dieser Prozess hilft Ihnen, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden, dass diese in die Serienproduktion übertragen werden. Durch sorgfältiges Testen steigern Sie die Qualität Ihrer Endprodukte und minimieren das Risiko von Ausschuss.