Eine Abwicklung ist nur richtig, wenn die Biegezugabe stimmt, und die Biegezugabe hängt davon ab, wo die neutrale Faser im Werkstoff liegt. Diese Lage beschreibt der K-Faktor, und er ist die Zahl, die aus einer Zeichnung ein Zuschnittmaß macht. Stimmt er nicht, wird das Teil pro Biegung um Bruchteile eines Millimeters zu kurz oder zu lang – bei einer Biegung unkritisch, bei sechs Biegungen ein verschrotteter Rahmen.
Was ist die Biegezugabe-Formel?
Die Biegezugabe ist die Länge der neutralen Faser durch die Biegung: BA = π (R + K×T) × A / 180, wobei R der Innenbiegeradius, T die Blechdicke, A der Biegewinkel in Grad und K der K-Faktor ist, also die Lage der neutralen Faser als Anteil der Dicke (typisch 0,33–0,50). Die Zuschnittlänge ergibt sich aus der Summe der Außenschenkel minus der Biegekürzungen oder aus der Summe der Innenschenkel plus der Biegezugaben. Die Biegekürzung ist BK = 2 × OSSB − BA, mit dem Außen-Rücksprung OSSB = (R + T) × tan(A/2). Der K-Faktor ist keine Konstante: Er ändert sich mit dem R/T-Verhältnis, dem Werkstoff und dem Werkzeug. Deshalb sollte ein Wert aus der CAD-Bibliothek am Erstmuster bestätigt und nicht für jeden Auftrag blind übernommen werden.
Warum die neutrale Faser nicht in der Mitte liegt
Beim Biegen wird die Außenseite der Biegung gestreckt und die Innenseite gestaucht. Dazwischen liegt eine Fläche, die weder gestreckt noch gestaucht wird; ihre Länge muss der flache Zuschnitt enthalten. Bei dünnem Blech mit großem Biegeradius liegt diese Fläche nahe der Mitte (K nahe 0,5). Bei enger Biegung oder bei kaltverfestigendem Werkstoff wie Edelstahl wandert sie nach innen, und K sinkt. Deshalb verhält sich ein 1-mm-Blech mit R1 anders als ein 3-mm-Blech mit R1 – selbst bei gleichem Werkstoff.
Die vier Begriffe, die oft verwechselt werden
| Begriff | Was es ist | Einsatz |
|---|---|---|
| Biegezugabe (BA) | Länge der neutralen Faser durch den Bogen der Biegung | Wird zu den Innenschenkellängen addiert oder von den Außenmaßen abgezogen |
| Biegekürzung (BK) | Biegezugabe minus Rücksprung, verdoppelt | Wird von der Summe der Außenschenkellängen abgezogen |
| Außen-Rücksprung (OSSB) | Abstand von der Außenecke zum Tangentenpunkt | Dient zur Berechnung der Biegekürzung und zur Kontrolle der Abwicklung |
| K-Faktor | Lage der neutralen Faser als Anteil der Blechdicke | Die Eingangsgröße, mit der die Zugabe zum realen Teil passt |
Ein Rechenbeispiel
Beispiel: 2 mm Stahlblech, Innenbiegeradius R = 2 mm, Biegewinkel A = 90°, K-Faktor 0,42. Die Biegezugabe ist BA = π (2 + 0,42 × 2) × 90 / 180 = 4,46 mm. Der Außen-Rücksprung ist OSSB = (2 + 2) × tan(45°) = 4,00 mm, die Biegekürzung also BK = 2 × 4,00 − 4,46 = 3,54 mm. Für einen 90°-Winkel mit Außenschenkeln von 50 mm und 30 mm ergibt sich ein flacher Zuschnitt von 50 + 30 − 3,54 = 76,46 mm. Mit K = 0,33 werden daraus 76,22 mm – ein Viertelmillimeter, der darüber entscheidet, ob das Teil passt oder nicht.
Woher der K-Faktor tatsächlich kommt
- R/T-Verhältnis – je größer der Innenradius im Verhältnis zur Dicke, desto näher liegt K an 0,5; enge Radien drücken ihn in Richtung 0,33.
- Werkstoff – kaltverfestigende Werkstoffe wie Edelstahl verhalten sich bei gleichem R/T anders als Baustahl.
- Werkzeug – Matrizenöffnung und Stempelradius bestimmen den tatsächlich entstehenden Innenradius, der nicht dem in der Zeichnung stehen muss.
- Verfahren – Freibiegen, Aufsetzen und Prägen erzeugen unterschiedliche Innenradien und Rückfederungen; dieselbe Zeichnung braucht an verschiedenen Pressen also unterschiedliche Werte.
Wie wir es in der Fertigung handhaben
Wir berechnen die Abwicklung aus der Zeichnung, bestätigen sie am ersten Teil und korrigieren den K-Faktor, bevor die Serie läuft. Bei einem Winkel mit einer Biegung ist das eine Prüfung von zwei Minuten; bei einem geschweißten Rahmen mit zwölf Biegungen entscheidet es darüber, ob der Rahmen gerade ist oder sich nicht montieren lässt. Wird das Teil im Werkzeug statt an der Abkantpresse geformt, ergibt sich die Abwicklung aus dem Streifenlayout; die beiden Wege werden nie in einer Rechnung vermischt. Sende Zeichnung und Werkstoff, und wir nennen die Zuschnittlänge, die wir tatsächlich schneiden.
Kernpunkt
Nutze BA = π(R + K×T)×A/180, ziehe die Biegekürzung von den Außenmaßen ab und behandle K als gemessenen Wert statt als Konstante. Bestätige ihn am Erstmuster, besonders bei Edelstahl und engen Radien – danach ist die Abwicklung für das gesamte Programm berechenbar.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Biegezugabe-Formel?
BA = π (R + K×T) × A / 180, wobei R der Innenbiegeradius, T die Blechdicke, A der Biegewinkel in Grad und K der K-Faktor ist (Lage der neutralen Faser als Anteil der Dicke).
Welcher K-Faktor ist typisch?
Zwischen 0,33 und 0,50. Enge Biegungen und kaltverfestigende Werkstoffe liegen am unteren Ende, großzügige Radien in weichen Werkstoffen am oberen. Der Wert muss am Erstmuster bestätigt werden und darf nicht aus einer Tabelle kopiert werden.
Was ist der Unterschied zwischen Biegezugabe und Biegekürzung?
Die Biegezugabe ist die Länge der neutralen Faser durch die Biegung und wird zu den Innenmaßen addiert. Die Biegekürzung ist der doppelte Außen-Rücksprung minus Biegezugabe und wird von den Außenmaßen abgezogen. Beide beschreiben dieselbe Biegung von unterschiedlichen Seiten.
Erstellen Sie die Abwicklung aus der Zeichnung?
Ja – wir berechnen sie, schneiden das erste Teil, prüfen die geformten Maße und korrigieren den K-Faktor, bevor die Serie läuft. Bei im Werkzeug geformten Teilen ergibt sich die Abwicklung stattdessen aus dem Streifenlayout.