6 Arten von Abkantpressen Biegeverfahren

Abkantpressen können viel leisten, aber es gibt immer noch Herausforderungen bei der Herstellung von Teilen in Spitzenqualität. In dieser Diskussion werden wir die verschiedenen Arten des Biegens untersuchen.

Um einen reproduzierbaren und zuverlässigen Abkantprozess zu erreichen, ist eine Kombination aus der Abkantpresse und ihren Werkzeugen erforderlich.

A Abkantpresse besteht in der Regel aus zwei stabilen C-Rahmen, die die Seiten der Maschine bilden und unten durch einen massiven Tisch und oben durch einen beweglichen oberen Träger verbunden sind. Es ist jedoch auch die umgekehrte Konfiguration möglich.

Das untere Werkzeug ruht auf dem Tisch, während das obere Werkzeug am oberen Träger befestigt wird. Bei hydraulischen AbkantpressenBei den meisten Maschinen, die heute hergestellt werden, bewegt sich der Oberbalken über zwei synchronisierte Hydraulikzylinder, die an den C-Rahmen befestigt sind.

Die Fähigkeiten von Abkantpressen werden durch mehrere Merkmale definiert, darunter Druck oder Tonnage, Arbeitslänge, Abstand zum Hinteranschlag, Arbeitshöhe und Hub. Die Geschwindigkeit, mit der der obere Balken arbeitet, liegt typischerweise zwischen 1 und 15 mm/sec.

Abkantpressen werden zunehmend mit mehrachsigen, computergesteuerten Hinteranschlägen und mechanischen und optischen Sensoren ausgestattet, um die Einstellungen während der Bearbeitung vorzunehmen. Biegeverfahren. Diese Sensoren messen die Biegewinkel während des Biegezyklus und übermitteln die Daten in Echtzeit an die Maschinensteuerung, die die Prozessparameter entsprechend anpasst.

Letztendlich, Abkantpresse biegen ist eine Kombination von Faktoren, die die Geometrie des Oberwerkzeugs (wobei der Stempelwinkel und der Stempelspitzenradius die wichtigsten Parameter sind), die Geometrie des Unterwerkzeugs (insbesondere die Breite der V-Öffnung, der V-Winkel und die Biegeradien der V-Öffnung) sowie die Presskraft und die Geschwindigkeit der Abkantpresse betreffen.

2 Arten des Biegens

Klappbar

Während des Faltvorgangs wird der längste Schenkel des Bogens zwischen zwei Spannen Balken. Dann hebt sich der Biegebalken und faltet den ausladenden Teil des Blechs um ein Biegeprofil, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Bei modernen Biegemaschinen kann die Biegewange sowohl nach oben als auch nach unten verformt werden, was bei der Herstellung komplexer Teile mit positiven und negativen Biegewinkeln von großem Vorteil ist.

Der resultierende Biegewinkel wird durch den Biegewinkel des Biegebalkens, die Werkzeuggeometrie und Materialeigenschaften.

Das Biegen durch Falzen bietet den großen Vorteil, dass große Bleche relativ leicht gehandhabt werden können, so dass sich diese Technik leicht automatisieren lässt. Darüber hinaus besteht beim Falzen nur ein minimales Risiko einer Beschädigung der Feinblech Oberfläche.

Ein limitierender Faktor beim Falten ist jedoch, dass die Bewegung des Biegebalkens ausreichend Platz und Durchlaufzeit erfordert.

Abwischen

Beim Abstreifvorgang wird das Blech erneut zwischen den Klemmbalken eingespannt. Das Werkzeug biegt dann den überstehenden Teil des Blechs durch Auf- und Abwärtsbewegung um das Biegeprofil, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Verglichen mit dem Falzen ist das Wischen eine schnellere Technik zum Biegen, aber es erhöht auch das Risiko von Kratzern oder anderen Beschädigungen des Blechs, wenn sich das Werkzeug über die Blechoberfläche bewegt. Dieses Risiko ist besonders hoch, wenn das Biegen mit scharfen Winkeln verbunden ist.

Das Wischen wird üblicherweise für die Herstellung von plattenförmigen Produkten mit kleinen profilierten Kanten verwendet. Mit speziellen Werkzeugen kann diese Technik leicht auf Abkantpressen durchgeführt werden.

4 Biegevariationen

Für das Biegen gibt es vier Varianten: Luftbiegen, Bodenbildung, Prägen und Drei-Punkt-Biegen.

Das Merkmal des Biegens besteht darin, dass das Blech von einem Oberwerkzeug in die Öffnung des Unterwerkzeugs gedrückt wird, wie in Abbildung 3 dargestellt.

Infolge der Tatsache, dass die BiegeverfahrenDas Blech wird auf jeder Seite der Biegung angehoben, was zu Problemen wie Durchbiegung und Faltenbildung führen kann, insbesondere bei großen Blechen.

In solchen Fällen wird oft das Falzen oder Abwischen bevorzugt, obwohl die Abkantpresse auch zur Abfederung dieser Probleme eingesetzt werden kann.

Beim Biegen mit positiven und negativen Winkeln bietet das Falten mehr Flexibilität als andere Techniken.

Einer der wichtigsten Vorteile von Abkantpressen ist die höhere Geschwindigkeit und Flexibilität, die sie bieten.

Air Bending (Partielles Biegen)

Das Luftbiegen ist die am häufigsten verwendete Art des Biegens, da die neuen Abkantpressen, die eine bessere Kontrolle der Rückfederung des Blechs ermöglichen, erhebliche Verbesserungen mit sich bringen.

Diese Art des Biegens wird verwendet, wenn zwischen dem Blech und der Matrize Luft vorhanden ist. Der Name "Teilbiegen" rührt daher, dass das Blech während des Biegevorgangs nur an drei Stellen mit dem Ober- und Unterwerkzeug in Berührung kommt.

Mit LuftbiegenDas Oberwerkzeug drückt ein Blech bis zu einer bestimmten Tiefe in die V-Öffnung des Unterwerkzeugs, ohne jedoch den Boden des Werkzeugs zu berühren, wie in Abbildung 4 dargestellt.

Luftbiegen ist eine Form des Dreipunktbiegens, bei der nur die Biegeradien des Ober- und Unterwerkzeugs das Blech berühren. Der Stempelradius des Oberwerkzeugs und der V-Winkel des Unterwerkzeugs müssen nicht identisch sein. In einigen Fällen ersetzt eine quadratische Öffnung die V-Öffnung im Unterwerkzeug, insbesondere bei den heutigen verstellbaren Unterwerkzeugen.

Die Kombination von Ober- und Unterwerkzeugen ist universell einsetzbar und ermöglicht die Herstellung verschiedener Produkte und Profilformen mit einer einzigen Kombination, einfach durch Anpassung der Presshubtiefe. Mit anderen Worten, eine einzige Werkzeugkombination kann zum Biegen mehrerer Materialien und Dicken in einer Reihe von Biegewinkeln verwendet werden, was das Luftbiegen zu einer äußerst flexiblen Technik macht.

Dies bedeutet auch, dass die Anzahl der erforderlichen Werkzeugwechsel begrenzt werden kann, was die Produktivität erheblich steigert.

Ein weiterer Vorteil des Luftbiegens besteht darin, dass weniger Biegekraft erforderlich ist, so dass kleinere und weniger sperrige Werkzeuge verwendet werden können und zusätzliche Flexibilität bei der Konstruktion entsteht.

Eine Einschränkung dieser Technik besteht jedoch darin, dass sie weniger präzise ist als Verfahren, bei denen das Blech während des gesamten Biegevorgangs in vollem Kontakt mit dem Werkzeug bleibt. Die Hubtiefe muss sehr genau sein, und Schwankungen in der Blechdicke und lokale Abnutzung des Werkzeugs können zu inakzeptablen Abweichungen führen.

Darüber hinaus können Schwankungen in den Materialeigenschaften den resultierenden Biegewinkel beeinflussen, und zwar durch Rückfederung.

Das Luftbiegen erfordert eine bestimmte Breite für die V-Öffnung, die je nach Blechdicke variiert. Bei Blechen bis 3 mm Dicke beträgt der Wert das 6-fache der Materialstärke, bei Blechen über 10 mm Dicke das 12-fache der Materialstärke. Als Faustregel gilt V=8S.

Das Luftbiegen bietet eine Winkelgenauigkeit von etwa ±0,5 Grad. Der Biegeradius wird jedoch nicht durch die Form des Werkzeugs, sondern durch die Elastizität des Materials bestimmt. Üblicherweise liegt der Biegeradius zwischen 1S und 2S.

Aufgrund seiner Flexibilität und des geringen Tonnagebedarfs wird das Luftbiegen immer mehr zur bevorzugten Umformtechnik unter den Verarbeitern. Schwankungen in der Blechdicke, lokaler Verschleiß der Ober- und Unterwerkzeuge und Materialeigenschaften können jedoch zu Abweichungen in der Winkelgenauigkeit führen.

Spezielle Maßnahmen wie Winkelmesssysteme, Spannvorrichtungen, in der X- und Y-Achse verstellbare Bombiersysteme und verschleißfeste Werkzeuge können diese Qualitätsprobleme beheben.

Vorteile:

  • Das Luftbiegen ermöglicht die Herstellung einer breiten Palette von Winkeln mit Hilfe von Werkzeugen mit spitzen Winkeln. Mit einem 30°-Stempel und einer 30°-Matrize können Sie zum Beispiel Profile in einem beliebigen Winkel zwischen 30° und 180° biegen;
  • Das Luftbiegen ist wegen des kürzeren Weges des Stempels schneller als andere Arten des Biegens;
  • Die Rückfederung wird durch ein tieferes Eindringen der Stempelspitze in die Matrizenwange und einen engeren Winkel erreicht, anstatt den Druck zu erhöhen. Biegekraft oder die Verweildauer;
  • Die erforderliche Biegekraft ist dank der Möglichkeit, eine breitere Matrize zu wählen, geringer als bei anderen Biegetypen;
  • Es entstehen weniger Markierungen auf dem Blech durch die Reibung mit den Werkzeugen;
  • Die Werkzeuge und die Presse werden weniger beansprucht;
  • Das Luftbiegen ermöglicht den Einsatz von Abkantpressen mit geringer Kraft. Die Kosten sind niedriger und daher ist das Luftbiegen eine wirtschaftliche Art des Biegens

Benachteiligungen:

  • Die Winkelgenauigkeit beim Luftbiegen ist geringer als bei anderen Biegearten. Die Toleranz beträgt 3/4 eines Grades (45′);
  • Der innere Biegeradius ist nicht sehr präzise. In der Tat erzeugt die Spitze eine Ellipse;
  • Da Bleche nicht nachgeben, ist die Rückfederung höher und weniger vorhersehbar als bei anderen Biegearten. Daher ist die Werkzeugwinkel muss so gewählt werden, dass er etwa ein Grad über den erforderlichen Winkel hinausgeht.
  • Wenn Löcher in der Nähe der Biegeliniewerden sie deformiert.

Bottoming

Beim Luftbiegen wird das Blech gegen die Schrägen der V-Öffnung des Unterwerkzeugs gedrückt (siehe Abb. 5), wobei die Luft zwischen dem Blech und dem Boden der V-Öffnung eingeschlossen wird.

Beim Bodenbiegen erreicht der Stempel den Boden der Matrize und drückt das Blech gegen die Seiten der Matrize. Diese Biegeart eignet sich für präzise Profile, da ihre Genauigkeit und Beständigkeit höher ist als beim Luftbiegen.

Die höhere Qualität ist darauf zurückzuführen, dass das Blech während des Biegevorgangs zwischen Ober- und Unterwerkzeug gepresst wird und sich daher der Innenradius auf den Bereich der Biegung konzentriert.

Das Ergebnis ist ein genauerer Radius, das Blech gibt mehr nach und die Rückfederung ist geringer.

Die Wahl des Werkzeugs ist für die Bodenbearbeitung von entscheidender Bedeutung, da die Bediener den besten Winkel für Stempel und Matrize sowie die erwartete Rückfederung ermitteln müssen, um den erforderlichen Profilwinkel zu erhalten. Stempel und Matrize müssen denselben Winkel aufweisen, um ein gutes Biegeergebnis zu erzielen.

In diesem Fall sind der Radius des Stempels und der Winkel der V-Öffnung direkt mit dem Boden verbunden, was bedeutet, dass es nicht die gleiche Flexibilität wie das Luftbiegen bietet.

Für jeden Biegewinkel und jede Blechdicke ist ein eigener Werkzeugsatz erforderlich, und das Gleiche gilt oft für verschiedene Materialien aufgrund von Unterschieden in Rückfederung und Kompensation im Werkzeug erforderlich.

Die ideale Breite der V-Öffnung (U-förmige Öffnungen können nicht verwendet werden) beträgt 6S für Bleche bis zu einer Dicke von 3 mm und erhöht sich auf 12S für Bleche mit einer Dicke von mehr als 12 mm.

Auch hier gilt die Faustformel: V=8S.

Das akzeptable Minimum Biegeradius für Stahlblech reicht von 0,8S bis 2S, wobei die Materialqualität eine Rolle spielt.

Bei weichen Werkstoffen wie Kupferlegierungen kann der Radius des Biegewinkels viel kleiner sein, wobei eine Untergrenze von 0,25S möglich ist.

Bei größeren Biegeradien erfordert das Bodenbiegen eine Tonnage, die in etwa der des Luftbiegens entspricht.

Bei kleineren Radien erfordert das Aufsetzen jedoch eine Kraft, die bis zu fünfmal größer sein kann als beim Luftbiegen, was zu einer höheren Genauigkeit führen kann.

Der resultierende Biegewinkel wird vollständig durch das Werkzeug bestimmt, mit Ausnahme der Rückfederung, die korrigiert werden kann.

Es ist erwähnenswert, dass die Rückfederung bei der Bodenbearbeitung in der Regel geringer ist als beim Luftbiegen.

Theoretisch lassen sich mit dem Bottoming Winkelgenauigkeiten von bis zu ±0,25 Grad erreichen.

Aufgrund der zunehmenden Kontroll- und Einstellmöglichkeiten von Abkantpressen, selbst bei preiswerteren Maschinen, wird das Luftbiegen jedoch immer mehr zur bevorzugten Methode gegenüber dem Bodenbiegen.

Vorteile:

  • Gute Präzision bei geringem Kraftaufwand
  • Gute Biegewiederholungen bei großen Produktionsserien;
  • Geringe Rückfederung
  • Wenn sich Löcher in der Nähe der Biegelinie befinden, werden sie beim Biegen zwischen die Werkzeuge gepresst und nicht verformt, wie es beim Luftbiegen der Fall ist;
  • Die Toleranz beträgt etwa ein halbes Grad.

Benachteiligungen:

  • Eine Winkelkorrektur durch eine weitere Abwärtsbewegung des Stempels ist nicht möglich, da sich der Stempel bereits im V-förmigen Boden befindet;
  • Das Absenken kann nur für Biegungen mit Winkeln zwischen 80° und 90° verwendet werden;
  • Es werden Werkzeugsätze für ein bestimmtes Profil benötigt;
  • Das Aussehen des Profils ist nicht so gut.

Prägung

Manch einer mag diesen Namen für seltsam halten. Tatsächlich bezieht sich das Prägen auf den Prozess des "Stanzens von Metallmünzen", bei dem jedes einzelne Stück in Form und Größe mit jedem anderen identisch ist.

Aus diesem Grund kann der Begriff "Prägen" im Biegeprozess verwendet werden, um eine Methode zu bezeichnen, mit der sehr genaue Ergebnisse auf einer konstanten Basis erzielt werden können.

Für das Prägen ist die vier- bis fünffache Kraft erforderlich, die für das Luftbiegen benötigt wird, so dass eine Hochleistungs-Abkantpresse und entsprechende Werkzeuge benötigt werden.

Bei der Prägung müssen Stempel und Matrize den gleichen Winkel aufweisen, den das Profil erfordert. Im Falle einer 90°-Biegung müssen also ein 90°-Stempel und eine 90°-Matrize verwendet werden, ohne dass eine Rückfederung berücksichtigt wird.

Die Breite der Matrize ist beim Prägen kleiner als beim Boden- und Luftbiegen und sollte idealerweise das Fünffache der Blechdicke betragen.

Dieser Parameter soll verhindern, dass die Stempelspitze aufgrund des kleineren Innenradius zu stark in das Blech eindringt.

Das Prägen wird für Dicken über 2 mm nicht empfohlen, um Schäden an der Abkantpresse, den Werkzeugen oder dem Blech zu vermeiden.

Beim Prägen drückt das Oberwerkzeug das Blech in die Öffnung des Unterwerkzeugs bis zum Boden der V-Öffnung (siehe Abb. 6).

Für das Prägen ist wesentlich mehr Kraft erforderlich als für das Biegen mit Luft und die Bodenbearbeitung, in der Regel die 5- bis 10-fache Tonnage, manchmal sogar die 25- bis 30-fache. Allerdings bietet es den Vorteil, dass es ein hohes Maß an Präzision bietet.

Aufgrund des immensen Drucks, den die Stempelspitze auf das Material ausübt, kommt es zu einer dauerhaften Verformung über den gesamten Blechquerschnitt, wobei eine Rückfederung praktisch ausgeschlossen ist. Da der Stempel und der Winkel der V-Matrize identisch sind, kann der gewünschte Biegewinkel leicht gewählt werden, und Schwankungen der Blechdicke und der Materialeigenschaften haben nur geringe oder gar keine Auswirkungen auf das Prägeergebnis.

Die hohe Kraft und die permanente Verformung bedeuten, dass der minimal erreichbare Innenradius ab 0,4S geringer ist als bei Luft und Bodenbildung, wobei die Breite der V-Öffnung typischerweise etwa 5S erfordert. Eine breitere V-Öffnung würde eine größere Tiefe erfordern, um den gleichen Biegewinkel zu erreichen.

Im Allgemeinen ist das Prägen teurer als das Luftbiegen und das Bodenbiegen und wird daher nur sporadisch eingesetzt, in der Regel nur für dünne Bleche.

Vorteile:

  • Konsistente Ergebnisse
  • Sehr enge Toleranz eines Winkels (1/4 eines Grades)
  • Pässlichkeit von Biegeblech Metall mit großen Dickentoleranzen
  • Die Stanzspitze dringt mit hoher Kraft in das Material ein und verhindert die Rückfederung des Blechs:
  • Die Möglichkeit, sehr kleine Radien zu erhalten (die Hälfte der Blechdicke).

Benachteiligungen:

  • Abkantpresse und Werkzeuge verschleißen schnell;
  • Schlechtes Aussehen des Blechs;
  • Nur bei Winkeln bis zu 90°
  • Nicht anwendbar für Bleche mit einer Dicke über 2 mm.

Drei-Punkt-Biegen

Das Dreipunktbiegen ist eine relativ neue Biegetechnik, die von manchen als eine spezielle Variante des Luftbiegens angesehen wird.

Bei dieser Technik wird eine spezielle Matrize verwendet, bei der das Unterwerkzeug über einen Servomotor präzise in der Höhe verstellt werden kann. Das Blech biegt sich über die Biegeradien der Matrize, bis es den Boden berührt, wobei der Biegewinkel mit zunehmender Tiefe des Matrizenbodens abnimmt.

Die Höhe der unteren Matrize kann sehr genau bestimmt werden (±0,01 mm), wobei zwischen dem Stößel und dem Oberwerkzeug mit Hilfe eines hydraulischen Kissens Korrekturen vorgenommen werden, um Abweichungen in der Blechstärke auszugleichen. Auf diese Weise können Biegewinkel mit einer Genauigkeit von weniger als 0,25 Grad erreicht werden.

Zu den Vorteilen des Dreipunktbiegens gehört eine hohe Flexibilität in Verbindung mit einer hohen Biegepräzision. Zu den Hindernissen gehören jedoch hohe Kosten und eine begrenzte Auswahl an verfügbaren Werkzeugen. Daher ist diese Technik derzeit auf sehr anspruchsvolle Nischenmärkte beschränkt, wo die zusätzlichen Kosten durch die genannten Vorteile aufgewogen werden.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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