Definition Biegen:
Biegen ist das Umformen eines festen Körpers, wobei der
plastische Zustand (bleibende Formänderung) des Werkstoffes in der Umformzone
im Wesentlichen durch ein Biegemoment bewirkt wird. Dieses wird hervorgerufen
durch von außen aufgebrachte Zug- oder Druckbeanspruchung bzw. durch
Drehmomente.
Was ist
Elastizität und Plastizität:
Umformen heißt, durch äußere Kräfte die Form eines
Werkstückes bleibend zu verändern.
Dazu muss sich der Werkstoff plastisch verhaften, das heißt,
er darf nach Aufhebung der äußeren Kräfte nicht in seine alte Form
zurückkehren.
Jede Formgebung beginnt im elastischen Bereich. Bei Entlastung geht hier die Formänderung noch
vollständig zurück.
Wenn eine bleibende Formänderung erzielt werden soll, muss
die äußere Kraft gesteigert werden, bis die plastische Formänderung eintritt.
Die Grenze zwischen elastischem und plastischem Bereich
nennt man Elastizitätsgrenze.
Beim Biegen wird die Elastizitätsgrenze überschritten. Der
Werkstoff wird plastisch verformt.
Beim Biegen werden die äußeren Bereiche des Werkstückes
gestreckt, die inneren dagegen gestaucht. Zwischen beiden befindet sich ein
Werkstoffbereich, dessen Länge sich beim Biegen nicht ändert. Dieser Bereich
wird als neutrale Faser bezeichnet.
Die gestreckte Länge von Biegeteilen entspricht der Länge
der neutralen Faser.
Biegewiederstand
& Biegefestigkeit:
Jeder Werkstoff setzt seiner Formänderung durch Biegekräfte
einen Wiederstand entgegen. Dieser Wiederstand wird als Biegewiederstand
bezeichnet und ist für die verschiedenen Werkstoffe unterschiedlich. Wichtig
sind dabei auch die Form des Querschnitts und die Lage der neutralen Faser.
Die Biegefestigkeit (sigma) ist die größte Spannung, die ein
Werkstoff bis zum Bruch erträgt. Die Einheit der Biegefestigkeit ist das MPa
(1MPa =1N/mm²)
Mindestbiegeradius:
Die Größe des Biegeradius hängt ab von:
- - Der Dehnbarkeit des Werkstoffes,
- - Der Dicke des Werkstückes,
- - Dem Biegewinkel
Mit steigender Festigkeit nimmt die Dehnbarkeit von
Werkstoffen ab. Deshalb muss der Biegeradius für Werkstoffe mit hoher
Festigkeit größer sein als für solche mit niedriger Festigkeit.
Mit steigender Werkstückdicke werden die äußeren
Werkstofffasern in der Zugzone immer mehr gestreckt. Bei zu kleinem Biegeradius
kann der Werkstoff über die Zugfestigkeit hinaus belastet werden und dadurch
einreißen. Deshalb muss der Biegeradius für Werkstücke mit großer Dicke größer
sein als für solche mit kleiner Dicke.
Mit steigendem Biegewinkel werden die äußeren
Werkstofffastern in der Zugzone immer mehr gestreckt. Bei zu großem Biegewinkel
kann der Werkstoff über die Zugfestigkeit hinaus belastet werden und dadurch
einreißen. Deshalb muss der Biegeradius für Werkstücke mit großem Biegewinkel größer
sein als für solche mit kleinem Biegewinkel.
Faustregel für
Mindestbiegeradien:
Stahl r=
1 bis 3 x s
Kupfer r=
0,8 bis 1,2 x s
Alu r=
2 bis 2,5 x s
Messing,
Zink r= 1 bis 2 x s
Arbeitsvorgang
Kant- und Rundbiegen von Hand:
Beim Biegen wird ein Teil des
Werkstückes durch Hand- oder Maschinenkraft an einer bestimmten Stelle
(Kantbiegen) oder fortlaufend an mehreren eng aneinander liegenden Stellen
(Rundbiegen) in eine andere Form gebracht.
-
Schritt 1: Werkstück fest im Schraubstock
spannen
-
Schritt 2: Hammerschläge immer in Richtung
fester Backe
Beim Rundbiegen ist das Biegen von Werkstoff mit einem größeren Biegeradius als dem kleinstmöglichen. Beim Rundbiegen im Schraubstock wird die erforderliche Biegeform mit dem Werkstück zusammen gespannt
- 1. Werkstück in den Schraubstock spannen, dabei angerissene Mitte des Werkstücks mit Mitte des Biegedorns müssen Übereinstimmen
- 2. Werkstück biegen mit Biegedorn oder Biegeschiene (Rundbiegen)
- 3. Nachspannen
- 4. Form nach Zeichnung mit Biegebacken herstellen, dabei Setzeisen benutzen.
Biegen von Rohren
und Profilen:
Beim freien Biegen von Rohren ohne Hilfsmittel entstehen
besonders große Querschnittsveränderungen. Dadurch entstehen am Außenbogen
Einschnürungen und Risse in der Rohrwandung.
Das Rohr wird im Biegebereich abgeflacht und bekommt eine
ovale Form. Die Veränderungen sind bei Rohren deshalb so groß, weil sich die
äußeren Fasern nicht an innerwiegenden Fasern abstützen können. Um dieses zu
vermeiden, werden entsprechende Mahnahmen angewendet, damit wird die Form des
Rohres beibehalten.
Das kann durch Folgende Methoden geschehen:
- - Sandfüllung
- - Schmelzbarer Stoff
- - Zugfeder
Ausklinken von
Gehrungen:
Beim Biegen von Profilstahlen muss je nach Biegewinkel der
zugehörige Gehrungsausschnittwinkel ausgesenkt bzw. gesägt werden, damit die
Schenkel nach dem Biegen geschlossen sind
Beim Anreißen ist der Abstand a zu berücksichtigen, der von
der Schenkeldicke s und dem Biegewinkel a abhängig sind
Je größer der Biegewinkel a, desto größer wird der Abstand !
Biegewerkzeuge und
Biegemaschinen:
- - Schwenkbiegemaschinen : eine kreisende Bewegung wird ausgeübt
- - Rundbiegemaschinen : eine geradlinige Bewegung wird ausgeübt
- - Gesenkbiegemaschinen : Walze
Zu Biegewerkzeugen gehören:
- - Flachzange : zum Halten von Ösen und Winkeln
- - Schlosserhammer
- - Schraubstock
- - Schonhammer
- - Biegeform : zum Rollen von Blechen
- - Biegevorrichtung : - Vorrichtungen die die Biegeform vorkörpern
- - Herstellung großer Stückzahl
- - Biegedorn
- - Setzeisen
-
Unfallverhütung:
- - Werkstück fest und sicher einspannen
- - Hammerkopf muss Fest sein
- - Werkstück immer in Richtung feste Backe biegen
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