Wie lautet die Formel für die Biegezugabe?

Biegezugabe (BA) = pi x (R + K x T) x (A / 180), wobei R der Innenbiegeradius ist, K der K-Faktor, T die Materialdicke und A der Biegewinkel in Grad ist. Sie ergibt die Bogenlänge des Materials, die eine Biegung verbraucht. Addieren Sie die Biegezugabe zur Summe der geraden Bördellängen, erhalten Sie die Länge des Abwicklungsbilds.

Was ist der K-Faktor?

Der K-Faktor beschreibt, wo die neutrale Faser innerhalb der Biegung liegt, als Bruchteil der Materialdicke. Ein K von 0.33 bedeutet, dass die neutrale Faser von der Innenfläche aus ein Drittel durch das Material liegt; 0.5 wäre die mathematische Mitte. Er verschiebt sich mit dem Biegeradius und der Streckgrenze des Materials: Engere Radien drücken K nach unten, hochfeste Legierungen drücken es noch weiter, weil weniger Material unter Zug- oder Druckspannung steht.

Was ist der Biegeabzug und wie unterscheidet er sich von der Biegezugabe?

Den Biegeabzug (BD) ziehen Sie ab, die Biegezugabe zählen Sie hinzu. BD = 2 x Außenbismaß - BA. Die Umrechnung ist simpel, das Verwechslen der beiden Größen führt aber regelmäßig zu falschen Abwicklungslängen und damit zu Teilen, deren Löcher nicht passen.

Warum liefern zwei Betriebe für dieselbe Zeichnung unterschiedliche Abwicklungslängen?

Fast immer wegen der K-Faktor-Annahme. Ein Betrieb mit K = 0.33 und einer mit K = 0.42 liegen beim selben 2mm-Material und gleichem Radius bei der entwickelten Länge mehrere Millimeter auseinander, und jedes Loch im Abwicklungsbild wandert mit. Die Abhilfe: geben Sie den K-Faktor auf der Zeichnung an, oder bemaßen Sie die Merkmale im Fertigteil statt im Abwicklungsbild.

Wie stark beeinflusst die Rückfederung den Endwinkel?

Die Rückfederung ist die elastische Rückverformung des Materials nach dem Entlasten, das Teil öffnet sich also wieder. Baustahl bei einem Radius von 1x t federt typischerweise 1 bis 3 Grad zurück, Aluminiumlegierungen 3 bis 5, Edelstahl oder hochfeste Stähle 4 bis 8. Das Überbiegen um den erwarteten Rückfederungsbetrag mit anschließendem Nachfedernlassen ist Standardpraxis, weshalb die Wiederholgenauigkeit mit plus oder minus 1 Grad angegeben wird und nicht als exakter Winkel.

Was ist der Unterschied zwischen Luftbiegen, Gesenkbiegen und Prägen?

Luftbiegen drückt das Oberwerkzeug in die Matrizenöffnung, ohne dass das Material den Grund berührt, und ist das gängigste Verfahren mit dem höchsten Werkzeugkorridor. Gesenkbiegen schließt das Material vollständig in die Matrizenecken und liefert engere Innenradien. Prägen presst die vollen Flächen zusammen, um die Dicke zu kontrollieren, und ist am teuersten.

Verändert der Biegeradius die Abwicklungslänge so stark wie die Dicke?

Ja, aber weniger offensichtlich. Bei 2mm Baustahl und 90 Grad führt der Wechsel von einem Radius 1x t (2mm) auf 3x t (6mm) die Biegezugabe von 4.40mm auf 10.68mm, also rund 6mm zusätzliche Abwicklungslänge für diese eine Biegung. Das ist beim Addieren der Bördelmaße nicht offensichtlich, und deshalb kosten großzügige Radien nicht immer weniger: Sie verbrauchen Abwicklungslänge, und auf einer verschachtelten Fläche ist Abwicklungslänge Material.

Wie sollte ich ein Blechteil bemaßen, um Diskussionen über das Abwicklungsbild zu vermeiden?

Bemaßen Sie das Fertigteil, nicht das Abwicklungsbild. Geben Sie die Bördellängen als nach dem Biegen gemessene Werte an, beziehen Sie sich auf die Biegelinie als Bezugsebene und geben Sie die Biegezugabe oder den Biegeabzug an, den Ihr Betrieb erwartet. Lassen Sie die neutrale Faser weg: Sie ist eine Funktion von Material und Radius, keine unabhängige Variable.

Biegeradius und Biegezugabe

Die entwickelte Länge eines gebogenen Blechs ist nicht die Summe seiner Bördel. Irgendwo innerhalb jeder Biegung wird das Metall außen gestreckt und innen gestaucht, und die neutrale Schicht dazwischen verbraucht die zusätzliche Länge. Diese Seite gibt die Formel, die K-Faktor-Werte, den Unterschied zwischen Biegezugabe und Biegeabzug sowie ein vollständiges Rechenbeispiel.

Die vier Werte, die Sie brauchen

Begriff	Symbol	Bedeutung
Materialdicke	T	Nenndicke des zu biegenden Blechs.
Innenbiegeradius	R	Radius der konkaven Biegeseite. Er wird nicht unabhängig gewählt — er ist eine Folge von Werkzeug und Dicke.
K-Faktor	K	Lage der neutralen Faser, als Bruchteil der Dicke angegeben, gemessen von der Innenfläche.
Biegewinkel	A	Der Winkel, um den das Material gebogen wird, in Grad. 90° ist der Regelfall.

Der Innenradius ist nicht kostenlos.Auf Standard-Luftbiegewerkzeugen liegt der erreichbare Innenradius ungefähr bei einer Materialdicke. Ein kleinerer Radius schärft die Ecke nicht einfach — er ändert Werkzeug und Abwicklungslänge. Die Konstruktionsregeln stehen auf der SeiteDesign für Blech..

Die Formel der Biegezugabe

BA = π × (R + K × T) × (A / 180)

Die Biegezugabe ist die Bogenlänge des Materials, die eine Biegung verbraucht.

Die Länge des Abwicklungsbilds ergibt sich damit als:

Abwicklungslänge = Summe der Bördellängen + Summe der Biegezugaben

Eine Biegezugabe pro Biegung. Ein Teil mit vier Biegungen hat vier Biegezugaben.

Biegeabzug: dasselbe Problem, multipliziert mit minus

Die meisten CAD-Werkzeuge rechnen mit dem Biegeabzug statt mit der Biegezugabe, weil sich das Außenbismaß an einem realen Teil leichter messen lässt:

BD = 2 × Außenbismaß − BA

OSSB = Außenbismaß, also der Abstand von der Biegeebene zur Außenfläche.

Diese beiden Größen zu vertauschen ist der häufigste Fehler im Abwicklungsbild. Wenn ein Betrieb bei einem Teil mit vier Biegungen eine Abwicklungslänge 4mm zu kurz kalkuliert, liegt die übliche Ursache in einem Vorzeichenfehler zwischen den beiden Konventionen — nicht in unterschiedlichen K-Faktoren.

K-Faktor nach Material und Radius

K ist keine Eigenschaft des Metalls allein. K ändert sich mit dem Biegeradius und der Streckgrenze, weil beide bestimmen, wieviel Material unter Zugspannung gegenüber Druckspannung liegt.

Material	R < 1×t	R = 1×t	R = 2×t	R = 4×t
Baustahl (Q235 / S235)	0.32–0.38	0.38–0.42	0.42–0.46	0.46–0.50
Edelstahl 304 / 316	0.30–0.35	0.36–0.40	0.40–0.44	0.44–0.48
Aluminium 5052 / 6061	0.30–0.36	0.36–0.42	0.42–0.46	0.46–0.50
Hochfestes Stahlblech (>600 MPa)	0.22–0.28	0.28–0.34	0.34–0.40	0.40–0.45

Verwenden Sie für die Kalkulation den Mittelwert des Bereichs. Für das Abwicklungsbild Merkmale, deren Lage nach dem Biegen zählt, geben Sie den K-Faktor stattdessen auf der Zeichnung an, statt es jedem Lieferanten zu überlassen — siehedie Abstandsregeln für Bohrungen, warum die daraus entstehenden Millimeterunterschiede zählen.

Rechenbeispiel: 2mm Baustahl, 90°-Biegung

Ein U-Profil mit zwei 50mm Bördeln und einem 60mm Steg, aus 2mm Baustahl Q235, geformt mit Standardwerkzeug bei 2mm Innenradius.

Schritt	Rechnung	Ergebnis
Innenradius R	Standardwerkzeug bei 1×t auf 2mm	2.0 mm
Materialdicke T	Nennmaß	2.0 mm
K-Faktor K	Baustahl bei R = 1×t, Mittelwert von 0.38–0.42	0.40
Biegewinkel A	Jede der beiden Biegungen	90°
Biegezugabe je Biegung	π × (2.0 + 0.40 × 2.0) × (90/180)	4.40 mm
Summe der geraden Schenkel	50 + 50 + 60	160.0 mm
Länge des Abwicklungsbilds	160.0 + (2 × 4.40)	168.80 mm

Prüfen Sie nun die Empfindlichkeit. Hätte der Betrieb statt 0.40 mit K = 0.33 gerechnet, wäre die Biegezugabe 4.18mm und die Abwicklungslänge 168.36mm — 0.44mm daneben bei einem Teil mit zwei Biegungen. Bei einem Halter mit vier Biegungen verdoppelt sich dieser Unterschied ungefähr, und das letzte Merkmal landet fast 1mm von der Stelle entfernt, an die die Zeichnung es gesetzt hat.

Rückfederung

Blech ist elastisch, es gewinnt nach dem Entlasten einen Teil seiner Verformung zurück und das Teil öffnet sich. Betriebe kompensieren, indem sie überbiegen und nachfedern lassen, weshalb die Wiederholgenauigkeit der Abkantpresse als Bereich und nicht als exakter Winkel angegeben wird.

Material	Erwartete Rückfederung bei 90°, R = 1×t	Umgang mit dem Material
Aluminium 5052	3° bis 5°	Überbiegen und am Erstmuster prüfen; der Zustand nach dem Glühen schwankt zwischen den Coils.
Aluminium 6061-T6	4° bis 6°	Die Zustandsform zählt mehr als die Legierung. Charge für Charge prüfen.
Baustahl Q235	1° bis 3°	Stabil und gutmütig; das am einfachsten wiederholbar zu biegende Material.
Edelstahl 304 / 316	4° bis 7°	Hohe Rückfederung bei höherer Umformkraft. Der Zustand nach dem Glühen verändert sie.
Hochfestes Stahlblech >600 MPa	5° bis 8°	Enges Prozessfenster; erfordert eine strengere Eingangskontrolle des Materials.

Luftbiegen, Gesenkbiegen und Prägen

Verfahren	Funktionsweise	Anwendung	Kostenwirkung
Luftbiegen	Das Oberwerkzeug drückt in die Matrizenöffnung; das Material berührt den Matrizengrund nie	Standard bei Laserschnitt und Abkanten; Prototypen und kleine Stückzahlen	Am niedrigsten — Standardwerkzeug
Gesenkbiegen	Das Material wird vollständig in die Matrizenecken geschlossen	Engere Innenradien, Wiederholbarkeit über Chargen	Mittel — erfordert passendes Werkzeug
Prägen	Volle Flächen werden zusammengepresst, um die Dicke zu kontrollieren	Hochfestes oder rückfederungskritisches Material, bei dem die Dicke kontrolliert werden muss	Hoch — eigenes Werkzeug und höhere Kraft

Unsere Abkantarbeit wird auf einer 100t / 3200mm Abkantpresse luftgebogen, mit ±1° Wiederholgenauigkeit. Enge Radien oder kontrollierte Dicke kalkulieren wir im Einzelfall.

Häufige Fehler

#	Fehler	Folge	Richtiger Ansatz
1	Biegezugabe verwenden, wo das Werkzeug den Biegeabzug erwartet	Abwicklungslänge je Biegung rund 2×OSSB zu kurz	Konkretisieren Sie die Konvention mit dem Lieferanten, bevor Sie das Abwicklungsbild freigeben.
2	K-Faktor angenommen statt angegeben	Löcher sitzen versetzt; Teile werden bei der Montage abgelehnt	K auf der Zeichnung angeben oder im Fertigteil bemaßen.
3	Eine Biegezugabe für ein Merkmal mit mehreren Biegungen	Profil oder Kasten fällt in sich zusammen; Teile passen nicht zusammen	Eine Zugabe pro Biegung, einzeln gezählt.
4	Rückfederung ignorieren	Der Bördel liegt außerhalb seines Passungsteils	Rückfederung des Materials berücksichtigen; am Erstmuster prüfen.
5	Enger Radius ohne Werkzeughinweis angefordert	Unerwartete Werkzeugkosten je Teil in der Kalkulation	Bei 1×t oder mehr konstruieren, außer das Aussehen erfordert etwas Engstes.
6	Bördelhöhe unter 1×t	Werkzeugkonflikt, Eckenrisse, Nacharbeit	Mindestens 1.5×t, bei 2×t für funktionale oder sichtbare Bördel.
7	Abwicklungsbild ohne Biegelinienbezug	Biegestelle mehrdeutig; jede Biegung landet anders	Die Biegelinie als bemaßten Bezug im Abwicklungsbild ergänzen.
8	Biegezugabe zu früh gerundet	Der Fehler summiert sich über mehrere Biegungen	Während der Rechnung die volle Genauigkeit behalten; erst am Ende runden.