Ein Blechteil entsteht aus vier Entscheidungen: dem Innenbiegeradius als Vielfaches der Blechdicke, dem K-Faktor, der diesen Radius in die gestreckte Länge umrechnet, dem Abstand von Bohrungen und Schenkeln zur Biegelinie und der Toleranzklasse für Schnitt- und Biegemaße. Dieser Leitfaden liefert die Formeln, eine Tabelle der Mindestbiegeradien aus Herstellerangaben und die Normen hinter den Toleranzen, nämlich ISO 2768-1, ISO 9013, DIN 6930-2 und DIN 6935.
Was ist der K-Faktor und wie bestimmt er die Abwicklung?
Beim Biegen dehnen sich die Außenfasern, die Innenfasern werden gestaucht. Dazwischen liegt eine neutrale Faser, deren Länge unverändert bleibt, und die gestreckte Länge einer Biegung entspricht der Länge dieser Faser. Der K-Faktor legt ihre Lage fest: K = t / T, darin ist t der Abstand von der Innenfläche zur neutralen Faser und T die Blechdicke. Für einen Biegewinkel A in Grad und einen Innenradius R gilt für den Biegezuschlag
BA = A × π / 180 × (R + K × T)
Mit T = 2 mm, R = 2 mm, A = 90° und K = 0,4 ergibt sich BA = 1,5708 × 2,8 = 4,40 mm; der K-Wert dient hier nur der Rechnung. Sind die beiden Außenschenkel 30 mm und 50 mm lang, beträgt die Außeneinlage R + T = 4 mm je Schenkel, der Biegeabzug 2 × 4 − 4,40 = 3,60 mm und die gestreckte Länge 80 − 3,60 = 76,40 mm. Dieselbe Zahl folgt aus den geraden Abschnitten: 26 + 46 + 4,40.
K ist keine Materialkonstante. Er hängt von Güte, Dicke, Radius, Biegewinkel und Biegeverfahren ab. Deshalb lässt sich K in jedem CAD-System überschreiben, und jeder Betrieb führt eigene Werte. Eine Änderung von K um 0,1 verschiebt den Zuschlag dieser 90°-Biegung um 0,31 mm. Bei sechs Biegungen mit demselben Fehler liegt die Teilelänge um bis zu 1,9 mm daneben, ein Mehrfaches der ±0,3 mm, die ISO 2768-m bei einer Länge von 30 bis 120 mm zulässt. Kalibrieren Sie K mit einer Probebiegung in der Güte und Dicke, die Sie kaufen, oder lassen Sie sich die Biegetabelle des Lieferanten geben.
DIN 6935 wählt für Stahl einen anderen Weg. Sie rechnet die gestreckte Länge mit einem Ausgleichswert υ statt mit K, und Beiblatt 2 tabelliert berechnete υ-Werte für Biegewinkel, Radien und Dicken.
Welcher Mindestbiegeradius gilt für Stahl und Aluminium?
Der Mindestinnenradius hängt von Güte, Zustand, Dicke und Werkzeug ab; deshalb wird er als Vielfaches der Blechdicke t angegeben. Höhere Festigkeit und größere Dicke erhöhen das Vielfache. Tabelle 1 nennt veröffentlichte Werte für vier Werkstoffe. Jede Zeile stammt von einem Hersteller oder Händler, nicht aus einem Konstruktionshandbuch.
Tabelle 1. Mindestinnenbiegeradius für eine 90°-Biegung, als Vielfaches der Dicke t
| Werkstoff | 1,5 bis 3 mm | über 3 bis 6 mm | über 6 bis 10 mm |
|---|---|---|---|
| Domex 355MC (SSAB, entspricht S355MC der EN 10149-2) | 0,2 | 0,3 | 0,5 |
| Strenx 700MC D/E (SSAB, entspricht S700MC der EN 10149-2) | 0,8 | 1,2 | 1,6 |
| EN AW-5754, O/H111 | 1,0 | 1,0 | 2,0 |
| EN AW-5754, H22/H32 | 1,0 | 1,5 | 1,5 |
| EN AW-5083, O/H111 | 1,0 | 1,5 | 2,5 |
Quelle: SSAB-Produktseiten für Domex 355MC (angegebene Bänder 1,8–3,0, 3,01–6,0 und 6,01–16,0 mm) und Strenx 700MC D/E (Bänder 2,0–3,0, 3,01–6,0 und 6,01–10,0 mm), jeweils für Längs- und Querbiegung; Metallservice, Faktor F für Aluminium (Radius = F × Dicke).
Drei Einschränkungen gelten. Die SSAB-Werte halten für Längs- und Querbiegung; bei anderen Erzeugnissen kann die Walzrichtung zählen, dann gehört sie auf die Zeichnung. Für austenitische Edelstähle wie 1.4301 haben wir keine Herstellertabelle gefunden, deshalb nennt dieser Artikel dort keine Zahl; fragen Sie den Lieferanten nach dem Radius, den er qualifiziert hat. Und ein Radius auf oder über dem Tabellenwert ist keine Garantie: Werkzeug, Rückfederung und der beim Schneiden entstandene Kantenzustand entscheiden weiterhin, ob die Biegung reißt.
Wie nah dürfen Bohrung oder Schenkel an einer Biegung liegen?
Ein Schenkel muss lang genug sein, um auf dem Gesenk aufzuliegen, und eine Bohrung zu nah an der Biegung wird oval gezogen. Protolabs nennt beide Grenzen als dasselbe Vielfache von Dicke T plus Innenbiegeradius R, getrennt nach Werkstoff und Dickenband.
Tabelle 2. Mindestschenkellänge und Mindestabstand zur Biegung, Protolabs-Werkzeuge
| Dicke T | Aluminium, Kupfer | Kaltgewalzter und verzinkter Stahl | Edelstahl |
|---|---|---|---|
| 0,024–0,050 in. (0,6–1,3 mm) | 3,0 × T + R | 3,5 × T + R | 3,5 × T + R |
| 0,060–0,090 in. (1,5–2,3 mm) | 2,5 × T + R | 2,75 × T + R | 2,75 × T + R |
| 0,100–0,134 in. (2,5–3,4 mm) | 2,5 × T + R | 2,5 × T + R | 2,5 × T + R |
| 0,160 in. und mehr (4,1 mm und mehr) | 3,0 × T + R | 3,5 × T + R | 4,0 × T + R |
Quelle: Protolabs, Sheet Metal Design Toolkit; metrische Werte gerundet.
Für ein Stahlblech von 2 mm mit R = 2 mm beträgt der Mindestschenkel 2,75 × 2 + 2 = 7,5 mm. Das sind Werkzeuggrenzen eines Anbieters, keine Norm; ein Betrieb mit anderen Gesenken kommt auf andere Werte. Die Grenze wächst mit Dicke und Radius, ein größerer Radius verlängert also jeden Schenkel und jede Freizone um eine Biegung.
Welche Toleranzen gelten für lasergeschnittene und gebogene Teile?
In der Tabelle dieses Anbieters tragen gebogene Merkmale weitere Grenzen als geschnittene. Tabelle 3 stellt die veröffentlichten Werte den Grenzen der Klasse m nach ISO 2768-1 gegenüber.
Tabelle 3. Veröffentlichte Blechtoleranzen (Protolabs, 2023) gegenüber ISO 2768-m
| Merkmal | Protolabs | ISO 2768-m |
|---|---|---|
| Kante zu Kante, Kante zu Bohrung, Bohrung zu Bohrung, eine Ebene | ±0,127 mm | ±0,2 mm (6–30 mm), ±0,3 mm (über 30–120 mm) |
| Bohrungsdurchmesser | ±0,127 mm | ±0,2 mm (6–30 mm) |
| Biegung zu Kante, eine Ebene | ±0,254 mm | ±0,2 mm (6–30 mm), ±0,3 mm (über 30–120 mm) |
| Biegung zu Bohrung, Biegung zu Biegung, eine Ebene | ±0,381 mm | ±0,2 mm (6–30 mm), ±0,3 mm (über 30–120 mm) |
| Biegung zu Biegung, drei oder mehr Biegungen | ±0,762 mm | ±0,3 mm (über 30–120 mm), ±0,5 mm (über 120–400 mm) |
| Biegewinkel | ±1° | ±0°30′ (kürzerer Schenkel über 10–50 mm) |
Quelle: Protolabs, Sheet Metal Tolerances (2023); ISO 2768-1:1989, Tabellen 1 und 3 (Klasse m, Werte wie im Artikel zu ISO 2768). Die Protolabs-Werte beschreiben diesen Anbieter, keine allgemeine Regel.
Der Vergleich zeigt, warum eine Allgemeintoleranz am gebogenen Teil ein Gespräch vor der Bestellung braucht. ISO 2768-m verlangt ±0°30′ bei einem kürzeren Schenkel von 10 bis 50 mm, dieser Anbieter nennt ±1° für alle Biegungen. Ein Merkmal, das von einer Biegung aus bemaßt ist, kann ±0,3 mm überschreiten, ohne dass der Lieferant einen Fehler gemacht hat. Bemaßen Sie funktionswichtige Merkmale deshalb von einer einzigen Bezugskante, möglichst einer Schnittkante, und halten Sie Biegung-zu-Biegung-Maße aus der Liste der kritischen Maße heraus. Unser Netzwerk fertigt standardmäßig nach ISO 2768-m und enger, wo die Zeichnung es vorgibt; den Prozess zeigt Blechbearbeitung.
Welche Normen decken Schnittkanten, Biegen und Allgemeintoleranzen ab?
ISO 2768-1:1989 regelt Längen- und Winkelmaße ohne eigene Toleranzangabe. Ihr Anwendungsbereich nennt Werkstücke, die spanend hergestellt oder aus Blech geformt sind. Die Norm ist weiterhin veröffentlicht, eine Überarbeitung zu einer einteiligen ISO 2768 ist in Vorbereitung. ISO 2768-2 zu den allgemeinen Form- und Lagetoleranzen wurde 2021 zurückgezogen; für Blechteile entfallen damit die alten allgemeinen Ebenheitsklassen. Wo Ebenheit zählt, tragen Sie sie als eigene Toleranz ein.
DIN 6930-2:2011-10 enthält Allgemeintoleranzen für Stanzteile aus Stahl, die aus Flacherzeugnissen hergestellt werden, in den Klassen f, m, g und sg für Längen- und Winkelmaße, Koaxialität und Symmetrie. Sie gilt nur, wenn die Zeichnung oder ein zugehöriges Dokument auf sie verweist.
ISO 9013:2017 klassifiziert die Qualität thermisch geschnittener Kanten und nennt Toleranzen für Brennschnitt (3 bis 300 mm), Plasmaschnitt (0,5 bis 150 mm) und Laserschnitt (0,5 bis 32 mm). 2024 folgte Änderung 1, das BSI führt BS EN ISO 9013:2017+A1:2024 als gültig. Die Norm sagt selbst, dass Ebenheitsfehler nicht behandelt werden; der Verzug einer lasergeschnittenen Platte braucht eine eigene Anforderung. Nennen Sie Norm und Klasse auf der Zeichnung.
DIN 6935:2011-10, Kaltbiegen von Flacherzeugnissen aus Stahl, und ihr Beiblatt 2 sind als gültig geführt.
Was sollten Zeichnung und Abwicklungsdatei enthalten?
Prüfen Sie diese Punkte, bevor die Daten zur Kalkulation gehen:
- Werkstoffgüte und Zustand, nicht nur „Stahl“ oder „Aluminium“, weil Biegeradius und K-Faktor von der Güte abhängen.
- Einen Verweis auf die Allgemeintoleranz mit Jahreszahl, etwa ISO 2768-m, und eine Klasse nach ISO 9013, wenn eine Schnittkante funktional ist.
- Den Innenbiegeradius je Biegung und die Walz- oder Faserrichtung, wo sie zählt.
- Maße von einer Bezugskante aus, Biegepositionen als Innen- oder Außenmaß und ausdrücklich als solches benannt.
- Ebenheit, falls gefordert, als eigene Toleranz.
- Ein 3D-Modell und eine Abwicklung als STEP oder DXF neben dem PDF; was ein Lieferant an CAD-Daten braucht, listet der Artikel zum CAD-Datenpaket für Angebote, das Schriftfeld behandelt die Zeichnungs-Checkliste.
Häufige Fragen
- Was ist der K-Faktor beim Biegen?
- K ist der Abstand t von der Innenfläche der Biegung zur neutralen Faser, geteilt durch die Blechdicke T. Er liegt bei 0,5, solange die neutrale Faser in der Mitte der Dicke bleibt, und sinkt, sobald sie zur Biegeninnenseite wandert. CAD-Systeme rechnen mit ihm den Biegezuschlag aus.
- Welcher Mindestbiegeradius gilt für Stahlblech?
- Einen einheitlichen Wert gibt es nicht. SSAB nennt 0,2 × Dicke für Domex 355MC bei 1,8 bis 3,0 mm und 1,6 × Dicke für Strenx 700MC D/E bei 6 bis 10 mm, jeweils für eine 90°-Biegung. Der Radius hängt von Güte, Dicke und Biegeverfahren ab; entnehmen Sie ihn den Herstellerangaben der Güte, die Sie kaufen.
- Welche Allgemeintoleranz gilt für Blechteile?
- ISO 2768-1 nennt in ihrem Anwendungsbereich Werkstücke aus spanender Fertigung oder aus geformtem Blech, in den Klassen f, m, c und v. DIN 6930-2:2011-10 deckt Stanzteile aus Stahl in den Klassen f, m, g und sg ab, aber nur, wenn die Zeichnung darauf verweist.
- Gilt ISO 9013 für das Laserschneiden?
- Ja, für Laserschnitte von 0,5 mm bis 32 mm Werkstoffdicke. ISO 9013:2017, 2024 geändert, ordnet thermische Schnitte den Verfahren Brennschneiden, Plasmaschneiden und Laserschneiden zu. Ebenheitsfehler des geschnittenen Teils behandelt die Norm nicht.
- Ist DIN 6935 noch gültig?
- Ja. DIN 6935:2011-10 zum Kaltbiegen von Flacherzeugnissen aus Stahl führt DIN Media als gültig. Beiblatt 2 von 2011-10 enthält berechnete Ausgleichswerte für die gestreckte Länge.
Quellen
- ISO 2768-1:1989, Lebenszyklus und Anwendungsbereich, Werkstücke aus spanender Fertigung oder aus Blech geformt (ISS, nationales ISO-Mitglied)
- DIN ISO 2768-1:1991-06 (DIN Media)
- ISO 9013:2017, Anwendungsbereich und Status (ISS, nationales ISO-Mitglied)
- BS EN ISO 9013:2017+A1:2024, gültig, veröffentlicht am 31.10.2024 (BSI)
- DIN 6930-2:2011-10, Stanzteile aus Stahl, Allgemeintoleranzen (DIN Media)
- DIN 6935:2011-10, Kaltbiegen von Flacherzeugnissen aus Stahl (DIN Media)
- DIN 6935 Beiblatt 2:2011-10, berechnete Ausgleichswerte (DIN)
- SSAB Domex 355MC, Mindestinnenbiegeradius für eine 90°-Biegung
- SSAB Strenx 700MC D/E, Mindestinnenbiegeradius für eine 90°-Biegung
- Metallservice, mechanische Kennwerte für walzblankes Aluminium-Halbzeug, Mindestbiegeradius-Faktor F
- Protolabs, Sheet Metal Design Toolkit: Mindestschenkellänge und Merkmale nahe der Biegung
- Protolabs, Sheet Metal Tolerances (2023)
- Bending (metalworking): Biegezuschlag und Definition des K-Faktors (Wikipedia)
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