Lernfeld 7 · Prüfung Teil 2
Kaltumformen, Biegevorrichtungen und Biegemaschinen
Kaltumformen von Blechen und Profilen kurz erklärt: Kaltverfestigung, Rückfederung, Biegeverfahren und sicheres Arbeiten an der Abkantpresse.
Darum geht es
Kaltumformen findet unterhalb der Rekristallisationstemperatur statt, bei Stahl meist bei Raumtemperatur. Die Körner werden gestreckt, Festigkeit und Härte steigen, die Verformbarkeit sinkt: Der Werkstoff verfestigt sich. Wie stark man biegen darf, begrenzt die Dehnung der äußeren Randfaser; sie wächst, je kleiner der Innenradius im Verhältnis zur Dicke ist. Mindestbiegeradien stehen in Tabellen und Normen, Stähle mit dem Zusatzsymbol C sind besonders für das Kaltumformen geeignet.
Nach dem Entlasten federt ein Teil der Verformung zurück. Die Rückfederung ist umso größer, je höher die Streckgrenze und je größer das Verhältnis von Radius zu Dicke ist; nichtrostende Stähle federn deutlich stärker als S235. Man gleicht sie durch Überbiegen aus, an CNC-Abkantpressen oft mit Winkelmessung und Korrekturwerten aus einem Probeteil.
Für Bleche gibt es Schwenkbiegemaschinen und Abkantpressen mit Ober- und Unterwerkzeug, für Ringe und Zylinder Walzrundbiegemaschinen. Rohre und Hohlprofile werden auf Rohrbiegemaschinen gebogen, bei dünnen Wänden mit Dorn, damit der Querschnitt rund bleibt und innen keine Falten entstehen. Kleinere Teile biegt man in Biegevorrichtungen mit Hebel. An Pressen schützen Lichtvorhänge und andere Schutzeinrichtungen, die nie überbrückt werden dürfen.
Das solltest du dir merken
- Kaltumformen erhöht Festigkeit und Härte und senkt die Verformbarkeit.
- Je kleiner der Biegeradius, desto größer die Dehnung außen und die Rissgefahr.
- Rückfederung durch Überbiegen ausgleichen; höhere Streckgrenze bedeutet mehr Rückfederung.
- Beim Rundbiegen auf drei Walzen die Blechenden vorher anbiegen.
- Dünnwandige Rohre mit Dorn biegen, sonst werden sie oval oder bilden Falten.
Formeln
- Dehnung der äußeren Randfaser
- Dehnung, Dicke, Innenradius; neutrale Faser in der Mitte der Dicke
- Moment an der Biegevorrichtung
- Biegemoment in Nm, Handkraft in N, Hebelarm in m
Typische Fehler in der Prüfung
- Rückfederung in die falsche Richtung korrigiert und den Winkel weiter geöffnet statt überbogen.
- Biegelinie parallel zur Walzrichtung gelegt und dadurch Risse an der Außenseite bekommen.
- Beim Rundbiegen die Enden nicht vorgebogen, sodass gerade Stücke bleiben.
Tipps aus der Werkstatt
- Federt der Winkel auf, wird überbogen, nicht nachgegeben. Mehr Rückfederung bringen höhere Streckgrenze, Edelstahl und große Radien. Außen reißt es, wenn der Radius zu klein ist: Die Dehnung der Randfaser ist s durch (2 · rᵢ + s).
Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.
12 Aufgaben zu „Kaltumformen, Biegevorrichtungen und Biegemaschinen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: KMK-Rahmenlehrplan Konstruktionsmechaniker/-in (2004 i. d. F. 2018), Lernfeld 7 (Umformen von Profilen); DIN EN 10025-2. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.