Richtlinien für die Blechkonstruktion: Konstruktion von Blechteilen

Blechbearbeitung ist ein Verfahren, das es uns ermöglicht, durch Schneiden, Stanzen, Formen und Lochen verschiedene Teile aus einem Blech zu formen. Obwohl es nach einem einfachen Prozess klingt, ist es mit einer gewissen Komplexität verbunden. Zunächst werden dreidimensionale CAD-Dateien in Maschinencode übersetzt. Dieser Code steuert dann die Maschine und gewährleistet Präzision in jedem Schritt.

Deshalb ist es wichtig, während des Konstruktionsprozesses bestimmte Richtlinien für die Blechkonstruktion zu beachten . Diese Richtlinien enthalten wichtige Designüberlegungen, die zu einer besseren Bearbeitbarkeit, einer verbesserten Endbearbeitung und einer Optimierung der Vorlaufzeiten beitragen. In diesem Leitfaden zur Blechkonstruktion erläutern wir einige der wichtigsten Aspekte, die Ihnen bei der Optimierung Ihrer Blechkonstruktion helfen . Los geht's!

7 Designrichtlinien für Blechelemente

Diese Designrichtlinien sind Ihre Anlaufstelle zur Optimierung des Metallherstellungsprozesses.

1. Konstruktionsmodelle als Blechteile

Um eine reibungslose Fertigung zu gewährleisten, konvertieren Sie Formteile mit speziellen Blechmerkmalen in Ihrer CAD-Konstruktion, wie z. B. Basisflansch und Randflansch, in SolidWorks in Blech. Warum ist das wichtig? Dies verbessert die Chancen für automatisches Glätten, ausreichend Biegetoleranz und eine präzise DFX-Ausgabe für die Fertigung.

Vermeiden Sie während der Konstruktionsphase die Verwendung von Volumenkörpermodellen für Bleche. Ihnen fehlen manchmal wichtige Formdetails.

2. Bereitstellung von technischen Zeichnungen mit Modellen

Vergessen Sie nicht, Ihren 3D-Blechmodellen 2D-Konstruktionszeichnungen beizufügen. Was bewirken diese Zeichnungen? Sie vermitteln deutlich:

• Kritische Dimensionen

• Toleranzen Biegehinweise

• Bohrungsbeschriftungen

• Materialangaben

• Anweisungen zur Fertigstellung

Diese Anweisungen sind nicht immer in eine 3D-Datei eingebettet. Daher ist es wichtig, dass Sie diese in einer separaten 2D-Zeichnung freigeben.

Die meisten Blechkonstruktionsdienste verlassen sich für eine genaue Einrichtung und Inspektion auf diese Zeichnungen.

3. Seien Sie flexibel mit Biegeradius

Der Biegeradius ist wichtiger als viele denken. Flexibilität beim Biegeradius ermöglicht die Verwendung von Standardwerkzeugen, was kostengünstig und zeitsparend ist. In der Industrie ist es üblich, den inneren Biegeradius gleich der Blechdicke zu halten (z. B. 2 mm Radius für ein 2 mm dickes Blech ).

Profi-Tipp: Klären Sie die Kühlbeschränkungen immer mit Ihrem Hersteller ab, um Sonderanfertigungen zu vermeiden.

4. Lassen Sie Platz für Werkzeuge

Vergessen Sie nicht, beim Biegen ausreichend Platz für die Abkantwerkzeuge zu lassen. Konstruktionsmerkmale, die zu nahe an den Biegungen platziert sind, wie Löcher, Laschen oder Ausschnitte, können den Werkzeugprozess etwas erschweren.

Profi-Tipp: Halten Sie Konstruktionsmerkmale mindestens viermal so weit von Biegungen entfernt wie die Blechdicke. Das heißt, wenn das Blech 2 mm dick ist, sollten diese Merkmale mindestens 8 mm von den Biegungen entfernt sein.

Dadurch wird die Genauigkeit der Biegungen sichergestellt und Komplikationen während des Werkzeugprozesses vermieden.

5. Biegungen und versetzte Biegungen

Biegungen sind entscheidend; sie können über Erfolg oder Misserfolg Ihres gesamten Designs entscheiden. Halten Sie einen gewissen Abstand zwischen Biegungen und versetzten Biegungen ein, um die Integrität des Designs zu wahren. Halten Sie zwischen den Biegungen einen Abstand von mindestens dem 3- bis 4-fachen der Materialstärke ein.

Bei versetzten Biegungen ist mehr Sorgfalt erforderlich. Stellen Sie sicher, dass genügend Spielraum vorhanden ist, um Werkzeugkatastrophen zu vermeiden.

6. Löcher und Schlitze (Mindestgröße, Abstand von den Kanten)

Um Verformungen beim Stanzen oder Laserschneiden zu vermeiden, sollte zwischen Löchern und Schlitzen ein Mindestdurchmesser eingehalten werden, der dem Blechdurchmesser entspricht. Warum ist das wichtig? Es reduziert Spannungen und verbessert die Herstellbarkeit.

Profi-Tipp: Um die Strukturintegrität zu erhalten und Risse zu vermeiden, halten Sie die Löcher mindestens die doppelte Materialstärke von den Kanten und die dreifache Materialstärke von den Biegungen entfernt.

7. Vertiefungen und Prägungen

Vertiefungen und Prägungen sind für jedes Design wichtig, da sie für die nötige Steifigkeit, Belüftung und Freiräume sorgen, ohne das Design zu überladen. Normalerweise werden Vertiefungen und Prägungen mit einem Stempel oder einer Matrize hergestellt.

Das endgültige Design muss eine Mindestwandstärke und einen Mindestabstand zu Löchern und Biegungen einhalten (normalerweise das Dreifache der Materialstärke oder in manchen Fällen sogar mehr).

Durch Befolgen dieser Richtlinien für die Blechkonstruktion können Ingenieure und Designer sicherstellen, dass die von ihnen hergestellten Teile nicht nur strukturell solide, sondern auch kostengünstig und bereit für die Fertigung und Produktion sind.

Blechfertigungstechnologie

Im Folgenden sind die sechs wichtigsten Technologien zur Blechherstellung aufgeführt:

Biegen

Beim Biegen wird im Wesentlichen ein bestimmter Teil einer Stahlplatte gebogen, um die gewünschte Krümmung oder den gewünschten Winkel zu erzeugen. Dieses Verfahren wird üblicherweise mit einer mechanischen Biegemaschine oder einem manuellen Biegewerkzeug durchgeführt. In der Regel sind mehrere Biegungen erforderlich, um die gewünschte Form zu erhalten.

Laserschneiden

Laserschneiden ist eine Bearbeitungstechnologie, bei der ein energiereicher Laserstrahl zum präzisen Schneiden von Metallblechen verwendet wird. Der Laserstrahl lässt sich steuern und fokussieren, um komplexe Formen und Konturen zu schneiden.

Dehnen

Recken ist eine Methode zum Strecken von Stahlplatten. Diese Methode wird häufig zur Herstellung dünner Plattenteile oder Geräte verwendet. Dabei wird das Material gedehnt, um es dünner und länger zu machen. Das Recken erfolgt üblicherweise mit einer Presse und speziellen Reckgeräten.

Schweißen

Schweißen ist ein Verfahren, bei dem Metallplatten mithilfe einer Wärmequelle miteinander verbunden werden. Zu den gängigen Schweißverfahren gehören Lichtbogenschweißen, Laserschweißen, Schutzgasschweißen usw., die zum Verbinden verschiedener Teile oder Platten verwendet werden.

Rollen

Beim Walzen wird Kraft auf das Blech ausgeübt, um es durch den Spalt zwischen den Walzen zu führen. Dadurch verändern sich Form und Größe des Blechs. Walzen wird häufig zum Ausdünnen, Richten und zur Formkorrektur von Blechen eingesetzt.

Stanzen

Stanzen ist ein Verfahren zum Formen von Stahlblechen in die gewünschte Form. Es wird üblicherweise zur Herstellung hochpräziser Teile verwendet. Bei diesem Verfahren wird das Stahlblech mit einem speziellen Stanzwerkzeug auf eine feste Unterlage gelegt und anschließend mit Hochdruckgas oder mechanischer Kraft gepresst, um es in die gewünschte Form zu bringen.

Einfluss von Materialien auf die Blechkonstruktion

Materialtoleranzen sind inhärente Eigenschaften von Blechteilen und können durch inhärente Schwankungen aufgrund von Faktoren wie Materialeigenschaften und Herstellungsprozessen charakterisiert werden. Diese Toleranzen werden insbesondere von der Materialdicke beeinflusst, wobei jede Dickenkategorie unterschiedliche Toleranzgrade aufweist.

Materialtoleranzen – Dicke

Die Wahl der richtigen Blechdicke ist ein entscheidender Schritt in der Blechfertigung. Sie beeinflusst verschiedene Faktoren, darunter die Gesamtfestigkeit und das Gewicht des Teils sowie allgemeine Konstruktionsmerkmale wie Mindestbiegeradius, Loch- und Schlitzgröße und Flanschlänge. Eine gleichmäßige Dicke des gesamten Blechteils ist entscheidend für gleichbleibende Qualität und Leistung.

Richtlinien zur Materialstärke

Bei Materialtoleranzen tendieren die Toleranzen häufig zu negativen Werten. Das bedeutet, dass die tatsächlichen Abmessungen des fertigen Teils etwas kleiner sein können als im Entwurf angegeben. Dies ist ein entscheidender Faktor, der bei der Konstruktion und Fertigung berücksichtigt werden muss, um die funktionale und strukturelle Integrität des Endprodukts zu gewährleisten.

Für ein detailliertes und spezifisches Verständnis empfiehlt sich die Betrachtung der Dickentoleranztabelle. Diese Tabelle bietet einen umfassenden Einblick in die zu erwartenden Unterschiede zwischen verschiedenen Materialien und Dicken und ist eine wertvolle Ressource für Designer und Hersteller, die Wert auf Präzision und Qualität im Endprodukt legen.

Materialtoleranzen - Eigenschaften

Die physikalischen Eigenschaften von Blechmaterialien können je nach Material und Herstellungsverfahren variieren, beispielsweise hinsichtlich Oberflächenspannung, Rückfederung, Zugfestigkeit usw.

Bei der Materialauswahl müssen Sie die durch Ihr Design zulässige Abweichung und einen Sicherheitsfaktor berücksichtigen. Beispielsweise weist warmgewalzter Kohlenstoffstahl im Allgemeinen eine größere Materialvariation auf als kaltgewalzter Kohlenstoffstahl (wobei warmgewalzter Kohlenstoffstahl aufgrund von Nachbearbeitungen auch teurer ist). Für präzisere Biegungen ist kaltgewalzter Stahl die bessere Wahl, da er die Abweichungen zwischen den Materialchargen begrenzt und die Biegekonsistenz verbessert.

Toleranzrichtlinie für die Blechbearbeitung

Toleranzen sind die zulässigen Abweichungen von den Abmessungen oder anderen Eigenschaften eines Produkts. Bei der Konstruktion eines Blechprodukts ist es wichtig, die für den vorgesehenen Verwendungszweck des Produkts akzeptablen Toleranzen zu berücksichtigen. Manche Anwendungen erfordern möglicherweise engere Toleranzen, beispielsweise wenn eine präzise Passung oder Ausrichtung erforderlich ist.

Allgemeine Toleranztabelle für die Blechverarbeitung

Praktische Tipps für verkaufsfertige Designs

Auch bei jahrelanger Erfahrung mit Blechkonstruktionen passieren Fehler. Mit diesen praktischen Tipps erhalten Sie stets fertigungsgerechte Konstruktionen:

• Flansche auf Basis der Materialstärke gestalten

• Vermeiden Sie Features, die zu nahe an Kurven liegen

• Verwenden Sie gängige Materialien und Standards

• Runden Sie die scharfen Ecken ab, um Risse zu vermeiden

• Lassen Sie beim Formen Platz für den Werkzeugzugriff

Fehler lassen sich nicht vermeiden, aber wenn Sie diese Designtipps befolgen, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass Ihnen einige davon erspart bleiben.

Abschluss

Die Konstruktion ist wahrscheinlich die wichtigste Phase jedes Fertigungsprojekts. Ein Fehler und Sie geraten in ernsthafte Schwierigkeiten. Wenn Sie jedoch die in diesem Artikel beschriebenen Richtlinien zur Blechkonstruktion befolgen , reduzieren Sie die Fehlerwahrscheinlichkeit auf nahezu Null.

Egal, welche Blechkonstruktionssoftware Sie verwenden, die Einhaltung der Best Practices der Branche ist immer hilfreich. Wenn Sie nach dem besten Blechkonstruktionsservice suchen , fällt Ihnen nur ein Name ein: BERGEK . Mit langjähriger Erfahrung in diesem Bereich ist BERGEK Ihr zuverlässiger Partner für Konstruktion und Fertigung.

Häufig gestellte Fragen

Wie wichtig ist die Materialstärke bei der Blechkonstruktion?

Bei der Blechkonstruktion ist die Einhaltung einer gleichmäßigen Wandstärke entscheidend. Blechteile haben typischerweise eine Dicke von 0,9 mm bis 20 mm. Die Anleitung betont, dass bei der Bestimmung der Dicke auch Stanzungen (Löcher) und andere Merkmale (z. B. Senklöcher) berücksichtigt werden müssen, da einige Merkmale eine Nachbearbeitung erfordern können.

Was sind die wichtigsten Überlegungen zum Biegen bei der Blechkonstruktion?

Biegen ist ein kritischer Prozess in der Blechbearbeitung. Dieser Leitfaden erläutert die Bedeutung von Faktoren wie Biegeradius, Biegewinkel und Rückfederung. Der Leitfaden empfiehlt, dass der Innenradius der Biegung mindestens der Materialstärke entsprechen und für alle Biegewinkel eine Toleranz von +/- 1 Grad eingehalten werden sollte. Darüber hinaus wird die Bedeutung konsistenter Führungen und einer minimalen Flanschlänge während des Biegeprozesses erläutert.

Können Sie die Rolle des K-Faktors bei der Blechkonstruktion erklären?

Der K-Faktor ist entscheidend für die Berechnung von Draufsichten in der Blechkonstruktion. Er steht im Zusammenhang mit der Materialdehnung während des Biegevorgangs. Dieser Leitfaden bietet eine Reihe von K-Faktoren (0 – 0,5) sowie eine Tabelle mit grundlegenden K-Faktor-Werten für verschiedene Materialien und Biegeverfahren.

Welchen Einfluss haben Toleranzen auf die Blechkonstruktion?

Toleranzen sind entscheidend für die Genauigkeit von Blechteilen. Dieser Leitfaden bietet allgemeine Toleranzen für alle Aspekte der Blechfertigung, einschließlich Umformen, Biegen und Längenmaßen. Der Leitfaden betont die Bedeutung von Genauigkeit zur Erfüllung von Konstruktionsspezifikationen und Funktionsanforderungen.

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