Fehler beim Entwerfen für das Biegen

Kaum etwas ist so frustrierend, wie viel Mühe in die Konstruktion eines Teils zu stecken, das perfekte Material auszuwählen, die perfekte Verarbeitung zu erzielen und schließlich das Teil zu bestellen, nur um dann festzustellen, dass es mit Biegungen an den Enden, Rissen in der Materialoberfläche oder unbrauchbar verzogenen Flanschen ankommt. Sehen wir uns also an, wie Sie diese häufigen Fehler vermeiden können:

Keine Entlastungsschnitte

In der Blechkonstruktion bezeichnet ein Biegefreischnitt einen kleinen Schnitt oder eine Kerbe am Schnittpunkt zweier Biegelinien. Er soll Materialverformungen, Risse und andere Probleme während des Biegeprozesses verhindern.

Zu wissen, dass ein Biegefreischnitt erforderlich ist, ist ein guter Anfang. Aber wenn er nur als Übergang von flach zu gebogen dient, reicht dann nicht einfach ein Schlitz (sog. Schnittfuge)? Dieser Artikel zur Konstruktion von Entlastungsschnitten geht detailliert darauf ein und erklärt, wie Sie Biegefreischnitte von Anfang an in Ihre Konstruktion integrieren.

Die Beschaffenheit einer guten Biegeentlastung hängt von der Geometrie, Dicke und den Materialeigenschaften Ihres Bauteils ab. Daher gibt es keine universelle Lösung. Ein gutes Verständnis dieses Themas hilft Ihnen jedoch, Folgendes zu vermeiden:

Spannungskonzentration
Eine unzureichende Biegeentlastung kann dennoch zu hohen Spannungskonzentrationen führen. Diese lokalen Spannungen können zu geringfügigen Verformungen führen oder Schwachstellen erzeugen, die die strukturelle Integrität des Bauteils beeinträchtigen.

Rissbildung und Materialversagen
Auch wenn eine unzureichende Biegeentlastung nicht sofort sichtbare Risse verursacht, ist dieser Bereich, der als „Spannungserhöher“ bezeichnet wird, dennoch anfällig für Mikrorisse oder kleine Risse, die sich mit der Zeit ausbreiten können. Diese allmähliche Verschlechterung kann zu vorzeitigem Versagen führen, insbesondere bei wiederholter Belastung.

Maßungenauigkeiten
Teile mit unzureichender Biegeentlastung erreichen möglicherweise nicht die gewünschten Biegewinkel, insbesondere an rechtwinkligen Ecken. Dies führt selbst mit CNC-Biegeanlagen zu inkonsistenten Ergebnissen von Bauteil zu Bauteil und zu potenziellen Montageproblemen.

Keine Berechnung der Blechbiegezugabe

Die Biegezugabe ist im Wesentlichen die Dehnung, die durch den Biegevorgang zur endgültigen Teilelänge hinzugefügt wird.

Wir denken bei Metallen normalerweise nicht darüber nach, wie weit sie gedehnt werden können. Tatsächlich reicht jedoch die ausgeübte Kraft beim Einlegen eines Blechstücks in eine hydraulische Abkantpresse aus, um das Material deutlich zu dehnen.

Obwohl jedes größere CAD-Programm automatisch eine Biegezugabe berechnet, ist es wichtig, die Einzelheiten der Biegung so zu ändern, dass sie dem tatsächlichen Material und der Dicke Ihres Materials UND der Geometrie unserer Biegeausrüstung entsprechen.

Bedeutung der Schenkellänge beim Blechbiegen

Obwohl Sie mit CAD Flansche in nahezu jeder erdenklichen Ausrichtung und Länge herstellen können, gibt es beim Einbringen von Material in die Abkantpresse einige Einschränkungen hinsichtlich der Länge, Breite und des Abstands Ihrer Flansche.

Schenkellänge

Vereinfacht ausgedrückt: Bei unseren CNC-Blechbiegemaschinen benötigt die untere Matrize an zwei Punkten ausreichend Kontakt zum Werkstück, damit die Biegung erfolgreich verläuft und das Werkstück nicht vom Werkzeug rutscht. Da die Matrizen auf Material und Dicke abgestimmt sind, variiert die Länge dieses Abstands von Teil zu Teil. Siehe Mindestschenkellänge

Biegelänge

Die Biegelänge bzw. Breite des Flansches ist abhängig von den Werkstoffeigenschaften.

Biegungen zu nah beieinander

• Auswirkungen:
• Materialversagen
• Herstellungsschwierigkeiten

• Konstruktive Überlegungen:
• Mindestabstand zwischen Biegungen
• Anpassung der Konstruktion an Materialeigenschaften/-dicke

Kollisionen beim Biegen

Es gibt zwei Hauptarten von Kollisionen:

Kollisionen mit der Abkantpresse

Diese treten auf, wenn die Geometrie eines Teils den Biegevorgang an der Abkantpresse beeinträchtigt. Dies kann während der ersten Biegung oder bei nachfolgenden Biegungen passieren und zum Kontakt zwischen dem Teil und dem Werkzeug der Maschine oder anderen Oberflächen führen.

Häufige Ursachen:

• Eine falsche Biegereihenfolge führt dazu, dass frühere Biegungen die Werkzeuge bei späteren Biegungen beeinträchtigen. Unsere Experten vermeiden dies, indem sie wissen, wo jedes Teil beginnen muss, und sicherstellen, dass es, sofern es gebogen werden kann, auch richtig gebogen wird.
• Teile mit komplexen Geometrien, die mehrere Biegungen aufweisen und die Möglichkeiten und Grenzen der Maschine nicht berücksichtigen.

Selbstkollisionen

Selbstkollisionen treten auf, wenn sich verschiedene Teile des Bauteils während des Biegevorgangs gegenseitig behindern. Dies geschieht häufig bei komplexen Bauteilen mit mehreren Biegungen, bei denen eine Biegung dazu führt, dass ein Teil des Bauteils mit einem anderen kollidiert.

Häufige Ursachen:

• Unzureichender Abstand zwischen den Biegungen, was zu Überlappungen oder Kontakten zwischen verschiedenen Bauteilabschnitten führt. Dies wurde im vorherigen Abschnitt ausführlich behandelt.
  • Berücksichtigen Sie bei der Konstruktion die Biegewerkzeuge.
  • Wenn Sie in 2D arbeiten, können Sie nach dem Hochladen des Bauteils in unsere App genau sehen, wie die Biegungen in 3D aussehen werden.
• Biegereihenfolge: Falsche Biegereihenfolge, die dazu führt, dass Teileabschnitte vorzeitig miteinander in Kontakt kommen.

Geometrieverzerrung

Unter Geometrieverzerrung versteht man Verformungen oder Formänderungen von Blechteilen während des Biegeprozesses. Dies kann das Verziehen großer Ausschnitte, die Dehnung oder Ovalisierung von Löchern, die im nächsten Schritt mit Gewinde versehen werden müssen, oder die Fehlausrichtung von Elementen, die flach oder an einer bestimmten Stelle bleiben sollten, umfassen.

Ursachen für Geometrieverzerrungen

• Wenn sich Merkmale wie Löcher, Ausschnitte oder Kanten zu nahe an der Biegelinie (Stanzlinie) befinden, neigen sie beim Biegen eher zu Verformungen. Die Spannungen und Dehnungen in diesen Bereichen können zu unvorhersehbaren Materialverformungen führen.
• Flansche mit nicht unterstützten Punkten entlang der Biegelinie (weitere Informationen hierzu finden Sie unter der nächsten Überschrift).

Verschiedene Materialien reagieren unterschiedlich auf Biegung: Weichere Metalle und Polycarbonat dehnen sich leichter, während härtere Metalle anfälliger für Risse oder andere Verformungen sind. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen den Biegungen je nach Material und Dicke unterschiedlich ist. Beachten Sie stets die Biegespezifikationen der Materialdetails, um die richtigen Werte zu finden. Stellen Sie sicher, dass Ihre CAD-Software beim Entwurf Ihres Teils dieselben Werte verwendet.

In diesem Artikel zur Biegeverformung finden Sie zahlreiche weitere Beispiele und Einzelheiten dazu, wie Sie Geometrieverzerrungen vermeiden können.

Biegung nicht über die gesamte Länge unterstützt

Für präzise Biegungen ist es wichtig, dass der Flansch während der Biegung vollständig abgestützt ist. Selbst bei CNC-Maschinen können Probleme auftreten, wenn ein Flansch während des Abkantvorgangs nicht ausreichend abgestützt ist. Dies beeinträchtigt die Maßgenauigkeit, die strukturelle Integrität und die Gesamtfunktionalität des Teils:

• Ungenaue Biegungen: Wenn ein Flansch nicht vollständig abgestützt ist, verteilt sich die aufgebrachte Biegekraft möglicherweise nicht gleichmäßig entlang der Biegelinie. Diese ungleichmäßige Kraft kann zu Biegungen führen, die nicht den gewünschten Winkel aufweisen, was wiederum zu Maßungenauigkeiten führt.
• Abweichung der Biegelinie: Teilweise abgestützte Flansche können dazu führen, dass die Biegelinie von ihrem vorgesehenen Verlauf abweicht. Dies kann zu Fehlausrichtungen von Merkmalen und Bohrungen führen und die korrekte Montage des Teils selbst bei einwandfreier Sichtprüfung erschweren.
• Rückfederungsprobleme: Rückfederung ist die Tendenz von Metall (und insbesondere Kunststoffen), nach dem Biegen teilweise in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren. Nicht abgestützte Flansche können die Rückfederung verstärken, wodurch das Erreichen des gewünschten Biegewinkels erschwert wird und Anpassungen nach dem Biegen erforderlich werden.

Wenn Ihr Entwurf einen Flansch mit unregelmäßiger Kante oder einer Kante erfordert, die nicht parallel zur Biegelinie verläuft, sehen Sie unsere FAQ Wie biegt man Teile mit ungewöhnlichen Schenkelformen?