Durch meine langjährige Arbeit in der Blechbearbeitung habe ich die entscheidende Rolle des Blechschneidens und -biegens im Formgebungsprozess erkannt. Beide Techniken sind grundlegend für die Umwandlung von flachen Blechen in präzise Bauteile, die in verschiedenen Branchen eingesetzt werden. Das Schneiden ermöglicht das effiziente Schneiden von Blechen, während das Biegen die Herstellung komplexer Formen und Winkel ermöglicht. Im Laufe der Jahre habe ich meine Fähigkeiten in beiden Bereichen verfeinert und bewährte Verfahren und Techniken für optimale Ergebnisse erlernt. In diesem Artikel erläutere ich die Prozesse des Blechschneidens und -biegens, hebe ihre Bedeutung hervor und biete Einblicke, die Ihre Fertigungsprojekte verbessern können.

Trainingsziel

Nach dem Ansehen des Programms und der Durchsicht dieses gedruckten Materials erlangt der Zuschauer Kenntnisse und ein Verständnis der Prinzipien und maschinellen Methoden zum Scheren und Biegen von Blechen.

1.Die Prinzipien des Scherens und Biegens werden erklärt

2. Die Scher- und Biegetheorie wird demonstriert

3.Maschinenbedienung wird gelehrt

4.Die Funktionen der Werkzeugwerkzeuge werden detailliert beschrieben

Blechscheren

Die beiden grundlegendsten und ältesten Metallbearbeitungsvorgänge sind Scheren und Biegen. Scheren ist definiert als das mechanische Zerteilen großer Bleche in kleinere Stücke vorgegebener Größe. Ein Schervorgang, der einen gesamten Umfang fertigstellt, wird als Stanzen bezeichnet, das resultierende Werkstück wird als Rohling bezeichnet. Biegen ist definiert als die Herstellung dreidimensionaler Formen aus zweidimensionalem Material. Durch Biegen lässt sich eine nahezu unbegrenzte Vielfalt an Formen sowohl in Blech- als auch in Plattenstärke herstellen.

Die meisten Schervorgänge werden durch die Bewegung zweier Klingen ausgeführt, einer festen und einer vertikal beweglichen, die sich von einer Seite des Materials zur anderen fortschreitend berühren, ähnlich wie bei herkömmlichen Handscheren. Die Winkelausrichtung der Klingen wird als Spanwinkel bezeichnet. Auch der Abstand der Klingen bzw. Messer zueinander ist zu berücksichtigen. Sowohl Spanwinkel als auch Abstand hängen von Art und Dicke des zu schneidenden Materials ab. Die „Gleitebene“ ist der abschließende Riss an Ober- und Unterseite des Werkstücks, nachdem die absteigende obere Klinge das Werkstück teilweise durchgeschnitten hat.

Dieses obere Messer ist im Verhältnis zum unteren Messer üblicherweise um 1/2 bis 2,5 Grad geneigt. Dadurch konzentriert sich der Schneiddruck genau auf die Verbindungsstelle der Messer und gewährleistet einen exakt parallelen Schnitt. Der leichte Versatz hilft zudem, Material zwischen den Messern zu entfernen. Das Scheren erfolgt ebenfalls mit einem in einer Stanzpresse montierten „Scherwerkzeug“. Die meisten Schervorgänge werden jedoch mit einer speziell dafür entwickelten Maschine durchgeführt, die als „Schere“ bezeichnet wird.

Die typische Schere besteht aus:

1. Ein festes Bett, an dem eine Klinge befestigt ist

2. Ein vertikal beweglicher Querträger, der auf dem oberen Blatt montiert ist

3. Eine Reihe von Niederhaltestiften oder Füßen, die das Material während des Schneidens an Ort und Stelle halten

4. Ein Messsystem, entweder vorne, hinten oder mit Winkelarm, um spezifische

5. Werkstückgrößen

Scheren können manuell, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden. Sie können auch nach ihrer Bauart klassifiziert werden. „Spalt“- und „spaltlose“ Scheren werden durch ihre Seitenrahmen und die maximale Blechgröße definiert, die sie verarbeiten können. 

„Rechtwinklige“ Scheren haben zwei Klingen, die in einem 90-Grad-Winkel zueinander angeordnet sind und gleichzeitig in zwei Richtungen schneiden. „CNC“-Scheren sind programmierbar, um verschiedene Größen zu schneiden, indem sie das Material automatisch in die Klingen einführen. 

„Schmiedemaschinen“ sind zum Schneiden von Winkel- und Stangenmaterial sowie zum Stanzarbeiten konzipiert. Die Schärfe der Messer bzw. Klingen bestimmt maßgeblich die Kantenqualität des Schnitts und die genaue Größe des Werkstücks. Stumpfe oder falsch eingestellte oder positionierte Klingen führen im Schnittstück zu:

1. Eine Wölbung oder Abweichung von einer geraden Kante auf der Fallseite der Schere

2. Eine Biegung, die die Tendenz des gescherten Teils ist, sich in der Mitte zu wölben

3. Eine Verdrehung, die die Winkelverzerrung des Teils von einem Ende zum anderen ist

Ein weiterer gängiger Schervorgang ist das sogenannte „Schlitzen“. Dieser Vorgang beginnt mit einer Masterspule einer bestimmten Breite. Das Material der Masterspule wird durch eine Reihe rotierender Messer geführt, die so eingestellt sind, dass eine Gruppe schmalerer Materialbreiten für die anschließende Verarbeitung entsteht.

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Blech Biegen

Durch Biegen entstehen Formen in Metall durch Krafteinwirkung über die Streckgrenze des Materials hinaus, aber unterhalb seiner maximalen Zugfestigkeit. Beim Biegen wird das Metall über seinen Außenradius gedehnt und über seinen Innenradius gestaucht. Der Mittelpunkt zwischen diesen Punkten wird als neutrale Achse bezeichnet und ist der Ausgangspunkt mathematischer Berechnungen.

Das Biegen kann in Stanzwerkzeugen erfolgen, die für die Umformung konzipiert sind, die überwiegende Mehrheit der Biegungen wird jedoch in Abkantpressen durchgeführt. Wie viele andere Maschinen in der Metallverarbeitung können Abkantpressen mechanisch oder hydraulisch betrieben werden. 

Bei einem typischen Biegevorgang wird ein Werkstück zwischen ein oberes und ein unteres Gesenk gelegt. Anschließend senkt ein beweglicher Stößel das obere Gesenk ab und presst das Werkstück in das feste untere Gesenk. Bei manchen Abkantpressen wird ein unteres Gesenk gegen ein festes oberes Gesenk angehoben.

Zu den wichtigsten beim Biegen verwendeten Begriffen gehören:

1. Biegezugabe bezieht sich auf mathematische Faktoren, die die endgültige Teilegröße bestimmen

2. Der Biegewinkel ist normalerweise der eingeschlossene Winkel des gebogenen Werkstücks. Er kann sich auch auf den Ergänzungswinkel beziehen, der durch die beiden gebogenen Tangentenlinien gebildet wird.

3. Der Biegeradius bezieht sich auf den Abstand von den Tangenten, die sich von den verbleibenden flachen Oberflächen des Teils erstrecken

4. Rückfederung ist die Tendenz des gebogenen Flansches, in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Diese Rückfederung kann je nach Material 2 bis 4 Grad betragen.

Abkantpressenvorgänge werden in zwei Kategorien unterteilt:

1. Luftbiegen

2. Bodenbiegung

Beim Luftbiegen drückt das männliche Gesenk das Werkstück nicht vollständig in das weibliche Untergesenk.

Es ist weniger Druck bzw. Kraft erforderlich als beim Unterbiegen. Allerdings müssen Kompromisse hinsichtlich der Rückfederung und der Genauigkeit des gebogenen Flansches eingegangen werden.

Beim Unterbiegen wird das Werkstück vollständig in die Matrize gepresst und der Innenradius durch die Patrize präzise geformt. Dadurch sind gleichbleibend genaue Flanschgrößen möglich. Allerdings gibt es beim Unterbiegen Einschränkungen hinsichtlich der maximalen Werkstückdicke, die in der Regel nicht größer als 1/8 Zoll ist.

Es gibt vier Haupttypen von Matrizen, die bei Abkantpressen verwendet werden:

1. Spitzwinkelmatrizen, die hauptsächlich zum Freibiegen verwendet werden

2. Schwanenhalsmatrizen zum Biegen von Rückflanschen

3. Offset-Matrizen, die mit einem einzigen Presshub zwei Biegungen erzeugen

4. Rotationsmatrizen, die beim Bewegen über das Werkstück die Biegung formen, indem sie es über einen Matrizenamboss drücken

Die Positionierung des Werkstücks zwischen den Schließwerkzeugen erfolgt über Stifte oder Anschläge, die sich meist hinter den Werkzeugen befinden. Diese Vorrichtungen sind oft computergesteuert und ermöglichen schnelle, wiederholbare Einstellungen für maximale Produktivität der Abkantpresse.

Ein weiterer Biegevorgang ist das Abkanten. Eine Abkantmaschine verwendet ein Biegeblatt, das sich vor den oberen und unteren Klemmbacken befindet. Biegungen sind zwischen null und 180 Grad möglich, wodurch die Abkantmaschine manchmal vielseitiger ist als die Abkantpresse.

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