Biegekraft-Rechner

Presskraft an der Abkantpresse: was die Zahl sagt und was nicht

Die Kraft, die zum Biegen eines Blechs nötig ist, wird von einem einzigen Term beherrscht — und es ist nicht der, den man erwartet. Die Kraft steigt mit dem Quadrat der Blechdicke: Ein 4-mm-Blech braucht nicht die doppelte Tonnage eines 2-mm-Blechs, sondern grob das Vierfache. Deshalb kann ein Auftrag, der gestern bequem lief, die Maschine heute überlasten, nachdem sich die Spezifikation scheinbar nur geringfügig geändert hat. Die Länge zählt ebenfalls, aber nur linear — doppelte Biegelänge, doppelte Kraft. Wenn eine Biegung also nicht gehen will, schauen Sie zuerst auf die Dicke und erst danach auf die Länge.

Die V-Öffnung ist die Stellschraube, an die niemand denkt

Die Gesenköffnung steht im Nenner, eine breitere V-Öffnung senkt die erforderliche Kraft also direkt proportional. Der übliche Ausgangspunkt ist eine V-Öffnung von etwa der achtfachen Blechdicke, und das ist ein echter Kompromiss und kein Naturgesetz: Eine breitere V-Öffnung senkt die Tonnage und schont das Werkzeug, erzeugt aber einen größeren Innenradius und braucht einen größeren Schenkel zum Aufliegen. Eine schmalere V-Öffnung ergibt einen engeren Radius, um den Preis deutlich höherer Kraft und stärkerer Abdrücke auf der Oberfläche. Liegt eine Biegung an der Kapazitätsgrenze Ihrer Maschine, ist das Aufmachen der V-Öffnung meist die billigste verfügbare Lösung — sie kostet nichts als einen Werkzeugwechsel.

Freibiegen, Bodenbiegen und Prägen sind drei verschiedene Aufgaben

Die Berechnung hier gilt für das Freibiegen, bei dem das Blech nur den Stempelradius und die beiden Gesenkschultern berührt und den Grund der V-Öffnung nie erreicht. So wird die überwiegende Mehrheit aller Biegungen in der Fertigung ausgeführt, und genau deshalb deckt ein einziger Werkzeugsatz viele Winkel ab. Bodenbiegen presst den Werkstoff in das Gesenk und braucht typischerweise die drei- bis fünffache Kraft. Prägen quetscht den Werkstoff, bis er über die gesamte Dicke plastisch fließt, und kann das Acht- bis Zehnfache oder mehr verlangen. Nennt Ihnen jemand eine Tonnage, die weit über dem liegt, was dieser Rechner ausgibt, klären Sie zuerst, welches der drei Verfahren gemeint war, bevor Sie eine der beiden Zahlen für falsch halten.

Rückfederung — warum der gebogene Winkel nicht der erhaltene Winkel ist

Metall ist elastisch, bevor es plastisch wird, deshalb entspannt sich jede Biegung ein wenig, sobald der Stempel abhebt. Biegen Sie auf 90 Grad, messen Sie 91 oder 92, und je härter und dicker der Werkstoff, desto mehr federt er zurück — hochfeste Güten federn gegenüber Baustahl dramatisch zurück, Aluminium liegt irgendwo dazwischen und schwankt je nach Legierung. Das ist normal und wird durch Überbiegen ausgeglichen: Zielen Sie ein oder zwei Grad über Ihren Sollwinkel hinaus und lassen Sie das Blech dorthin zurückfedern, wo Sie es haben wollen. Das genaue Maß ist eine Eigenschaft Ihrer Werkstoffcharge, Ihres Werkzeugs und Ihrer Maschine — und genau darum sollte die erste Biegung eines jeden Auftrags ein Probestreifen sein und kein Teil.

Walzrichtung und der Riss, der außen auftaucht

Gewalztes Blech hat eine Faserrichtung, und die ist nicht dekorativ. Biegen quer zur Walzrichtung ist die sichere Richtung; biegen Sie längs dazu, geraten die Fasern in Längsrichtung unter Zug, und die Außenseite kann reißen — besonders bei Aluminium und bei höherfesten Stählen. Haben Sie beim Schachteln der Teile die Wahl, legen Sie die Biegelinien quer zur Walzrichtung. Wo das nicht geht, helfen ein größerer Innenradius oder ein anderer Werkstoffzustand. Achten Sie außerdem auf den Kantenzustand: Eine Laser- oder Plasmakante ist aufgehärtet und leicht gekerbt, und eine Biegelinie, die durch eine raue oder schartige Kante läuft, findet diese Kerbe und beginnt genau dort zu reißen. Entgraten vor dem Biegen ist keine Kosmetik.

Von der Abwicklung zum fertigen Teil

Eine Biegung verbraucht Werkstoff, und deshalb ist eine flache Platine immer kürzer als die Summe der fertigen Schenkel. Der Werkstoff auf der Außenseite der Biegung wird gedehnt, die Innenseite gestaucht, und irgendwo dazwischen liegt eine neutrale Faser, die weder das eine noch das andere tut. Genau das beschreiben Biegezugabe und Biegeabzug, und sie falsch anzusetzen ist der häufigste Grund dafür, dass ein Teil mit korrekten Winkeln und falschen Maßen von der Presse kommt. Modernes CAD rechnet das über einen K-Faktor für Sie aus, aber der K-Faktor ist eine Annahme über Ihr Werkzeug und keine universelle Konstante. Die verlässliche Gewohnheit bei einem neuen Werkstoff oder einem neuen Gesenk lautet: einen Probestreifen biegen, das tatsächliche Ergebnis messen und die Abwicklung anhand der Wirklichkeit korrigieren statt anhand der Theorie.

So wird die Biegekraft berechnet

Beim Freibiegen lautet die gängige Faustformel F (kN/m) = (K × Rm × S²) / V — mit K als Gesenkgeometrie-Konstante (hier 1.42, in Quellen im Bereich 1.3–1.6), Rm der Zugfestigkeit des Werkstoffs, S der Blechdicke und V der Gesenköffnung. Multiplizieren Sie mit der Biegelänge für die Gesamtkraft; teilen Sie kN durch 9.81 für die metrischen Tonnen, die auf jeder Abkantpressen-Anzeige stehen. Beachten Sie das S²: Eine Verdopplung der Dicke vervierfacht die Kraft — deshalb brauchen dicke Bleche so schwere Maschinen.