Designtipps für die Blechumformung

Die Bearbeitung durch Biegen ist das am häufigsten genutzte Verfahren bei der Umformung von Blechteilen. Die Kosten und Qualität hängen dabei von verschiedenen Faktoren wie z.B. den Einrichtungskosten, den Materialkosten und der Komplexität des Entwurfs ab.

Um eine problemlose Formgebung und geringe Verformung zu gewährleisten, empfehlen wir, dass bestimmte Tipps für den Entwurf jedes einzelnen Typs von Merkmal eines Blechteils eingehalten werden.

Design Tipps zum Blechumformung

Um eine reibungslose Biegung zu gewährleisten und Verformungen zu vermeiden, sind die folgenden 10 Tipps bei der Konstruktion wichtig.

1. Wände: Einheitliche Stärke

Die Teile werden in der Regel aus einem einzelnen Blech gefertigt, wodurch sie bereits eine einheitliche Wandstärke mit sich bringen sollten.

2. Biegungen: Radien & Ausrichtung

Halten Sie einen minimalen Biegeradius ein, um zu verhindern, dass Teile brechen oder sich verformen.

Wir empfehlen, dass der kleinste Biegeradius mindestens der Blechstärke entspricht.

Es gibt allerdings verschiedene Referenztabellen, die bestimmte Biegeradien für verschiedene Materialien und Blechstärken angeben.

Die Biegeradien einheitlich zu halten macht das Teil kosteneffizienter, da das selbe Werkzeug für alle Biegungen verwendet werden kann.

Die Biegungen in der gleichen Ebene und in eine Richtung zu entwerfen spart außerdem Zeit und Geld, da es die Neuausrichtung des Teils vermeidet – insbesondere für Teile mit komplexen Biegungen.

3. Biegungen: Biegestellen aneinander platzieren

Sie sollten aufeinanderfolgende Biegungen vermeiden, insofern sie nicht unbedingt erforderlich sind. Ein häufig auftretendes Problem bei aufeinanderfolgenden Biegungen ist die Schwierigkeit die gebogenen Teile auf dem Biegestempel zu platzieren. Ist es jedoch nicht zu vermeiden, so sollte das Zwischenteil länger als die Flansche sein.

4. Biegungen: Entlastungsschnitte

Wird eine Biegung nah an einer Kante platziert, so kann das Material reißen, wenn es nicht entlastet wird. Die Breite des Entlastungsschnittes sollte dabei mindestens der Materialstärke entsprechen, und die Länge sollte länger als der Biegeradius sein.

5. Löcher & Schlitze: Der richtige Abstand

Löcher und Schlitze können sich verformen, wenn sie sich zu nah an einer Biegung befinden.

Wir empfehlen, dass Löcher mindestens um das 2,5-fache der Materialstärke von der Biegekante entfernt platziert werden.

Schlitze erfordern mehr Abstand. Platzieren Sie sie mindestens im 4-fachen Abstand der Materialstärke zur Biegekante.

Darüber hinaus ist das Extrudieren von Löchern und Schlitzen eine der Anwendungen mit dem stärksten Arbeitsdruck, der viel Reibung und somit Hitze erzeugt. Um Verformungen oder das Reißen des Metalls zu vermeiden, sollten Sie extrudierte Löcher um mindestens das 3-fache der Blechstärke von der Kante entfernt platzieren.

6. Senkungen: Abstand & Größe

Senkungen werden mit einer Bohrmaschine oder einem Stanzpresswerkzeug erzeugt.

Die Grundregeln für Senkungen sind:

• Halten Sie einen Mindestabstand vom dreifachen der Materialstärke zu Biegungen,
• den vierfachen Abstand zu einer Kante,
• den achtfachen Abstand zueinander.
• Senkungen sollten nicht tiefer als das 0.6-fache der Materialstärke sein.

7. Krümmungen: Die richtigen Maße

Gekrümmte Kanten sind stabiler und sicherer in der Handhabung. Sie werden oft verwendet, um scharfe unbehandelte Kanten zu entfernen und die Kante sicherer zu machen.

Der Außenradius der Krümmung muss mindestens doppelt so groß wie die Materialstärke sein.

Falls sie Löcher in der Nähe der Krümmung hinzufügen müssen, platzieren Sie sie mindestens in einer Distanz, die dem Außenradius der Krümmung plus der Materialstärke entspricht.

Andere Krümmung sollten mindestens in einer Distanz platziert werden, die dem sechsfachen der Materialstärke zusätzlich zum Außenradius der Krümmung entspricht.

8. Säume: Die richtigen Maße

Säume werden oft verwendet um Kanten sicherer oder stabiler zu machen.

Geschlossene Säume sind dann nicht empfehlenswert, wenn sie lackiert werden müssen, oder das Teil aus Edelstahl oder Aluminium besteht. Die Rücklauflänge, gemessen von außerhalb der Biegung, sollte größer oder zumindest gleich dem Vierfachen der Blechstärke sein.

Das gleiche Verhältnis von Rücklauflänge zur Blechstärke gilt für offene Säume und tropfenförmige säume.

Bei offenen Säumen sollte der Innendurchmesser mindestens der Blechstärke entsprechen. Der offene Saum verliert seine Rundheit, wenn der Innendurchmesser größer als die Blechstärke wird.

Für tropfenförmige säume sollte der Durchmesser ebenfalls der Blechstärke entsprechen. Die Falzöffnung (der Abstand zwischen Falzkante und dem Teil) sollte mindestens einem Viertel der Blechstärke entsprechen.

9. Flansche & Fasen: Die richtigen Maße

Flansche sind die Kanten des Teils, die von der stationären Basis des Teils weggebogen werden. Der Flansch sollte mindestens viermal so lang wie die Blechstärke sein. Wird der Flansch am Ende abgeschrägt, so sollte die Fase genug Raum für die Biegung lassen.

10. Kerben & Laschen: Abstände

Das Einkerben ist ein Scherprozess der einen Teil der Außenkante des Bauteils entfernt. Es kann zu Verformungen kommen, wenn der Abstand der Einkerbung zur Biegung zu klein ist. Um das zu vermeiden, sollte der Abstand von Kerbe zu Biegung mindestens dem dreifachen der Blechstärke plus dem Biegeradius entsprechen.

Einkerbungen sollten außerdem mindestens 3,175 mm voneinander entfernt liegen. Der Mindestabstand zwischen zwei Laschen sollte entweder 1 mm oder, je nachdem was größer ist, der Blechstärke entsprechen.

Berechnung der erforderlichen Biegekraft

Verschiedene Faktoren beeinflussen das korrekte Biegen eines Blechteils. Diese sind:

• Biegefestigkeit
• Biegegrad
• Stärke des Blechs
• Biegewinkel
• Innenradius
• V-Öffnung des Stempels
• Minimale Innenkante

Die folgende Tabelle kann dafür verwendet werden, die erforderliche Biegekraft für eine V-Biegung für den Baustahl S235 bei verschiedenen Stärken, in verschiedenen Formen bei einem Winkel von 90° zu berechnen. Baustahl S235 hat eine Biegefestigkeit von 42 kg/mm². Die veränderlichen Parameter sind wie folgt:

• S (mm) – Blechstärke
• V (mm) – V-Öffnung des Prägestempels
• B (mm) – Minimale Innenkante
• Ri (mm) – Innenradius

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