Die richtige auswählen Werkzeuge für Abkantpressen Die Wahl des richtigen Werkzeugs ist entscheidend für präzise und stabile Ergebnisse beim Blechbiegen. Selbst bei modernen Abkantpressen kann eine falsche Werkzeugauswahl schwerwiegende Probleme wie Biegewinkelfehler, Oberflächenfehler, Materialrisse oder übermäßigen Werkzeugverschleiß verursachen.
Viele Blechhersteller verstehen zwar ihr Produktdesign, sind sich aber unsicher bezüglich Welche Stempel- und Matrizenkombination sollte verwendet werden?Dieser Leitfaden bietet eine klare und praktische Werkzeugauswahlmethode Wird von professionellen Fertigungsingenieuren weltweit eingesetzt.
Der Prozess der Werkzeugauswahl lässt sich in folgende Schritte vereinfachen:
1. Materialart und -dicke bestimmen 2-Maschinen-Tonnage und Biegekraft 3. Werkzeugmaterial und Oberflächenhärte 4. Wählen Sie die passende V-Matrizenöffnung aus. 5. Wählen Sie die richtige Stempelgeometrie. 6. Biegeradiusanforderungen bestätigen 7. Mindestflanschlänge prüfen 8. Entscheidung zwischen Standard- oder Sonderwerkzeugen 9. Effiziente Einrichtung und Schnellwechselsysteme
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Die Befolgung dieser Schritte hilft Herstellern bei der Auswahl von Werkzeugen, die Folgendes gewährleisten: präzise Biegewinkel, reduzierte Materialspannung und längere Werkzeugstandzeit.
Die Materialeigenschaften beeinflussen das Biegeverhalten maßgeblich.
Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Biegeüberlegungen:
| Material | Biegeeigenschaften |
|---|---|
| Baustahl | Standardbiegeeigenschaften |
| Edelstahl | Höhere Festigkeit und Rückfederung |
| Aluminium | Weicher, aber empfindlich gegenüber Oberflächenmarkierungen |
Über das Material
Der K-Faktor ist ein Konstruktionsparameter zur Abschätzung der Dehnung eines Blechteils beim Biegen. Er definiert das Verhältnis zwischen der neutralen Achse und der gesamten Blechdicke. Obwohl er primär für die Fertigung relevant ist, ermöglicht das Verständnis seiner Funktion Konstrukteuren eine bessere Vorhersage von Maßänderungen nach dem Biegen.
Der K-Faktor variiert je nach Materialeigenschaften (Duktilität und Festigkeit), Innenbiegeradius im Verhältnis zur Blechdicke, Biegeverfahren und Werkzeuggenauigkeit.
Empfehlungen für den K-Faktor:
Die folgende Tabelle zeigt die empfohlenen K-Faktoren für die gebräuchlichsten Blechwerkstoffe und Biegetechniken.
Bleche neigen dazu, nach dem Biegen oder Stanzen wieder ihre ursprüngliche Form anzunehmen. Dies beeinträchtigt die Maßgenauigkeit der Teile und muss bei der Konstruktion berücksichtigt werden. Die Rückfederungseffekte hängen von den Materialeigenschaften und dem Biegeradius ab.
Designorientierte Strategien zur Kompensation der Rückfederung
Formel zur Rückfederungskompensation
Eine Näherungsformel zur Abschätzung des Rückfederungswinkels (Δθ):
Δθ = (K x R) / T
Wo:
Eine präzise Abwicklungsplanung setzt das Verständnis des Verhaltens von Blechen beim Biegen voraus. Zwei Schlüsselgrößen helfen bei der Berechnung der genauen Abwicklungslängen:
Biegezulage (BA)
Die Biegezugabe ist die Bogenlänge der Biegung, gemessen entlang der neutralen Achse. Sie gibt an, wie viel Material bei der Biegung verbraucht wird.
Formel für die Biegezugabe:
BA = A × (π / 180) × (R + K × T)
Wo:
Der Biegeabzug ist der Betrag, der von der Gesamtlänge der Flansche abgezogen wird, um das korrekte Abwicklungsmuster zu erhalten.
Biegeabzugsformel:
BD = L1 + L2 − (BA + Innenbiegung)
Wo:
Gestaltungstipps:
Gleichmäßige Wandstärke beibehalten
Die Blechdicke beeinflusst direkt den Biegeradius und andere wichtige Biegeparameter wie V-Öffnung, Biegekraft und Flanschlänge. Das Verständnis dieses Zusammenhangs ist entscheidend für die Qualität und Haltbarkeit der Biegung.
Durch die Einhaltung einer gleichmäßigen Wandstärke wird ein gleichbleibendes Biegeverhalten gewährleistet und Probleme wie Verformung, Verzug oder Rissbildung werden vermieden.
Gestaltungstipps:
Die Materialdicke ist der entscheidende Parameter für die Berechnung der V-Matrizenöffnung und des Stempelradius.
2 -Maschinentonnage und Biegekraft
Jede Abkantpresse hat eine maximale Presskraft, und jedes Werkzeug benötigt eine bestimmte Kraft, um ein bestimmtes Material zu biegen. Die Verwendung ungeeigneter Werkzeuge kann sowohl die Maschine als auch das Werkzeug beschädigen.
Zur Berechnung der erforderlichen Tonnage (T) für das Luftbiegen:
T = (k × S² × L) / V
Wo:
k = Materialkonstante (1 für Baustahl)
S = Blechdicke (mm)
L = Biegelänge (m)
V = V-Öffnungsbreite (mm)
Prüfen Sie die Tonnagetabelle Ihrer Maschine oder die Bedienungsanleitung des Herstellers, um die Kompatibilität sicherzustellen.
Das Material des Werkzeugs selbst beeinflusst seine Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Genauigkeit.
Gängige Materialien sind:
42CrMo (42CrMo4): Standard-Werkzeugstahl mit guter Zähigkeit.
SKD11 / D2 Stahl: Hohe Härte und Verschleißfestigkeit.
Gehärteter Werkzeugstahl mit einer Härte von HRC 55–60: Lange Lebensdauer für die Massenproduktion.
Oberflächenbehandlungen wie Nitrieren oder Verchromen reduzieren die Reibung und beugen Rost vor. Die Investition in hochwertige Materialien mag zwar zunächst höhere Anschaffungskosten verursachen, spart aber durch längere Werkzeugstandzeiten und gleichbleibende Leistung langfristig Geld.
Der V-förmige Matrizenöffnung (V) bestimmt die Biegekraft und den inneren Biegeradius.
Eine weit verbreitete Regel in der Blechbearbeitung lautet:
V = 6–10 × Materialdicke (T)
Für die meisten Biegevorgänge von Baustahl gilt Folgendes: Achterregel wird üblicherweise angewendet:
V ≈ 8 × T
| Materialdicke (T) | Empfohlene V-Matrizenöffnung |
|---|---|
| 1 mm | 6 – 8 mm |
| 2 mm | 12 – 16 mm |
| 3 mm | 18 – 24 mm |
| 4 mm | 24 – 32 mm |
| 6 mm | 48 – 60 mm |
| 8 mm | 64 – 80 mm |
Die Verwendung einer ungeeigneten V-Matrize kann zu übermäßiger Krafteinwirkung, ungenauer Biegegenauigkeit oder Materialverformung führen.
Der Aufwärtsschlag bestimmt den Biegewinkel und ob es während der Umformung zu Interferenzen kommt.
Gerader Schlag
Wird für Standard-Blechbiegearbeiten verwendet.
Schwanenhals-Stanze
Gewährt Freigabe für Kastenbiegung und tiefe Teile.
Akuter Stich (30°)
Wird verwendet für spitze Winkelbiegungen oder Vorsäumvorgänge.
Radius-Stanze
Wird verwendet, wenn ein kontrollierter Biegeradius erforderlich ist.
Durch die Wahl der richtigen Stempelgeometrie werden Kollisionen zwischen Werkzeug und Werkstück vermieden.
Wenn Standardformen Ihre Biegeanforderungen nicht erfüllen können, dann sollten Sie über die Anfertigung von Sonderformen nachdenken.
Der Biegeradius spielt eine entscheidende Rolle für die strukturelle Integrität und die Vermeidung von Rissen. Ein zu kleiner Radius kann das Material überbeanspruchen, insbesondere bei dickeren oder weniger duktilen Metallen (z. B. 316L oder 7075). Größere Radien verbessern die Umformbarkeit und reduzieren die Rückfederung, insbesondere bei Werkstoffen wie Edelstahl und Aluminium.
Gestaltungstipps:
Typische Branchenempfehlungen:
| Material | Mindestradius |
|---|---|
| Baustahl | R ≥ T |
| Edelstahl | R ≥ 1,5T |
| Aluminium | R ≥ 2T |
Bei einer Z-Biegung handelt es sich um zwei parallele Biegungen in entgegengesetzte Richtungen, wodurch ein Z-förmiges Profil entsteht.
Z-Biegungen (Offset-Biegungen) erfordern eine Mindeststufenhöhe, um das untere Werkzeug während des Biegevorgangs aufzunehmen. Diese hängt von Faktoren wie Materialstärke, Matrizenschlitzbreite und dem verwendeten Biegeverfahren ab und dient der Vermeidung von Werkzeugkollisionen oder Materialverformungen.
Gestaltungstipps:
Die Verwendung eines Stempelradius, der kleiner als der empfohlene Wert ist, kann beim Biegen zu Materialrissen führen.
Die Flanschlänge muss ausreichend sein, um beim Biegen auf den Werkzeugschultern aufzuliegen.
Eine häufig verwendete Formel lautet:
Minimale Flanschlänge ≈ 0,77 × V-Matrizenöffnung
Beispiel:
Wenn V = 20 mm
Mindestflansch ≈ 15 mm
Ist der Flansch zu kurz, kann das Blech in die Matrizenöffnung rutschen und ungenaue Biegungen verursachen.
Die meisten Biegeanwendungen können mit folgenden Mitteln durchgeführt werden: Standard-Abkantpressenwerkzeuge, wie zum Beispiel:
Gerade Schläge
Schwanenhalsstiche
Standard-V-Dieselmotoren
Multi-V-Dies
Komplexe Teile können jedoch erforderlich sein kundenspezifische Werkzeuge, einschließlich:
Säumwerkzeuge
Werkzeuge zum Versetzen des Biegens
Wellpappenwerkzeuge
Prägewerkzeuge
Kundenspezifische Werkzeuge ermöglichen es den Herstellern, komplexe Geometrien effizienter zu produzieren.
In der heutigen wettbewerbsintensiven Fertigungswelt sind Ausfallzeiten teuer. Schnellwechselsysteme für Abkantpressen – wie beispielsweise von WILA oder Rolleri – ermöglichen es den Bedienern, Werkzeuge innerhalb von Minuten statt Stunden zu wechseln.
Vorteile von Schnellwechselwerkzeugen:
Schnellere Einrichtungszeit
Reduzierte Ermüdung des Bedieners
Höhere Genauigkeit durch Selbstausrichtung
Ideal für die Produktion kleinerer Serien mit hoher Produktvielfalt
Wenn in Ihrem Betrieb häufige Produktwechsel durchgeführt werden, wird die Umstellung auf ein präzisionsgeschliffenes Schnellspannsystem den Durchsatz und die Effizienz deutlich verbessern.
Eine ungeeignete Werkzeugauswahl führt häufig zu Produktionsproblemen wie:
uneinheitliche Biegewinkel
Oberflächenkratzer auf Edelstahl
übermäßige Biegekraft
vorzeitiger Werkzeugverschleiß
Schwierigkeiten bei der Bildung komplexer Formen
Die Auswahl der richtigen Werkzeuge trägt dazu bei, diese Probleme zu beseitigen und eine gleichbleibende Produktionsqualität zu gewährleisten.
Eine falsche Werkzeugauswahl kann zu verschiedenen Produktionsproblemen führen:
ungenaue Biegewinkel
Materialrisse
Oberflächenkratzer auf Edelstahl
übermäßige Tonnageanforderungen
verkürzte Werkzeuglebensdauer
Die Verwendung einer strukturierten Werkzeugauswahlmethode ermöglicht es den Herstellern, die gleichbleibende Produktionsqualität und Reduzierung von Ausfallzeiten.
Die Auswahl der richtigen Werkzeuge für Abkantpressen lässt sich durch die Anwendung einiger allgemein anerkannter technischer Formeln vereinfachen. Mithilfe dieser Regeln können Bediener und Ingenieure die korrekte Werkzeugkonfiguration für die meisten Blechbiegeanwendungen schnell abschätzen.
Nachfolgend sind die gebräuchlichsten Berechnungsmethoden in der Blechbearbeitungsindustrie aufgeführt.
Die empfohlene V-förmige Matrizenöffnung (V) wird üblicherweise anhand der Materialdicke bestimmt.
V = 6 – 10 × Materialdicke (T)
Für die meisten Biegeanwendungen von Baustahl gilt folgende Regel:
V ≈ 8 × T
Materialstärke = 3 mm
Empfohlene Matrizenöffnung:
V ≈ 3 × 8 = 24 mm
Empfohlener Würfel:
V24-Die
Der Flansch muss lang genug sein, um beim Biegen auf den Matrizenschultern aufzuliegen.
Minimale Flanschlänge ≈ 0,77 × V
Wenn V = 24 mm
Mindestflanschlänge:
0,77 × 24 ≈ 18,5 mm
Das bedeutet, der Flansch sollte mindestens 18–19 mm für stabile Biegung.
Die ungefähre erforderliche Biegekraft kann mit Hilfe der folgenden vereinfachten Formel abgeschätzt werden.
Tonnage (kN/m) = 1,42 × σ × T² / V
Wo:
σ = Zugfestigkeit des Materials
T = Blechdicke
V = Würfelöffnung
Für das Biegen von Baustahl:
Ungefähre Tonnage ≈ 8 × T² (pro Meter)
Beispiel:
3 mm Stahl
8 × 3² = 72 Tonnen pro Meter
Der Stempelradius sollte anhand der Materialart und -dicke ausgewählt werden.
| Material | Empfohlener Radius |
|---|---|
| Baustahl | R ≈ 1 × T |
| Edelstahl | R ≈ 1,5 × T |
| Aluminium | R ≈ 2 × T |
Die Verwendung eines zu kleinen Stempelradius kann folgende Folgen haben: Materialrissbildung beim Biegen.
Die Stempel für Abkantpressen werden typischerweise in Standardwinkeln gefertigt, um eine ordnungsgemäße Rückfederung zu ermöglichen.
Gängige Stanzwinkel sind:
30°-Stanze – Vorbereitung für akutes Biegen und Säumen
60°-Stanzung – mittlere Winkelbiegung
85°-Stanzung – spezielle Anwendungen
88°-Stanzung – Standard-90°-Luftbiegung
Der 88°-Stempel + 78°-Matrize Diese Kombination gilt weithin als Industriestandard für 90°-Biegungen.
Teilespezifikation:
Material: Baustahl
Dicke: 4 mm
Erforderliche Biegung: 90°
Empfohlene Werkzeugkonfiguration:
Stempel: 88°-Stempel mit R4-Radius
Sterben: V32-Matrize (8 × Dicke)
Biegeverfahren: Luftbiegung
Diese Kombination sorgt für einen stabilen Biegewinkel und eine ausgewogene Umformkraft.
Obwohl diese Formeln eine schnelle Schätzung ermöglichen, erfordern komplexe Teile oft eine professionelle Werkzeuganalyse.
Die Ingenieure von Bendmax können Kunden wie folgt unterstützen:
Analyse von Teilezeichnungen
Empfehlung von Stempel- und Matrizenkombinationen
Entwicklung kundenspezifischer Werkzeuglösungen für komplexe Biegeanwendungen
Dies gewährleistet eine zuverlässige Biegeleistung und eine verbesserte Produktionseffizienz.
Die gebräuchlichste Regel lautet: V = 8 × Materialdicke, oft als die bezeichnet Achterregel.
Ein 88°-Stanzung ermöglicht den Ausgleich der Materialrückfederung und trägt zur präzisen Erzielung von Ergebnissen bei 90°-Biegewinkel.
Schwanenhalsstempel werden beim Biegen verwendet Kastenformen oder tiefe Profile, wo ein gerader Stempel das Werkstück beschädigen würde.
Ja. Multi-V-Chips Ermöglichen Sie dem Bediener die Auswahl unterschiedlicher V-Öffnungen für verschiedene Materialstärken.
Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Werkzeugkonfiguration für Ihre Anwendung am besten geeignet ist, können die Ingenieure von Bendmax Ihnen bei der Analyse Ihrer Teilezeichnungen helfen und Ihnen die am besten geeignete Konfiguration empfehlen. Werkzeuglösung für Abkantpressen.
Phone: (0086)-15002165198
Email: jason@bendmax.com
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