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Ein Verteilerblock ist ein gefertigtes Bauteil, das Flüssigkeit, Luft oder Vakuum zwischen Pumpen, Ventilen, Aktuatoren und Sensoren leitet. Anstatt mit Dutzenden von Armaturen und Schläuchen viele potenzielle Leckstellen zu schaffen, vereint ein sorgfältig konstruierter Verteiler die erforderlichen Kanäle direkt in einem einzigen Bauteil. Weniger Leckstellen, eine geringere Stellfläche des Gesamtsystems und eine schnellere Montage sind die offensichtlichen Vorteile.
Das Risiko eines einzigen unsachgemäßen Fertigungsmerkmals im Inneren dieses Blocks kann jedoch schwerwiegende Probleme im gesamten System verursachen. Verteilerblöcke werden nach ihrer Leistung beurteilt (konstante Durchflussraten; ordnungsgemäße Abdichtung aller Verbindungen; frei von Verunreinigungen in den inneren Kanälen) und nicht nach dem Aussehen wie viele andere gefertigte Teile.
Dieser Leitfaden zu CNC-gefrästen Verteilern zeigt, wie sie in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, wie die zu verwendenden Materialien identifiziert werden und, für Ingenieure noch wichtiger, wie sichergestellt wird, dass jedes Bauteil die Präzisionsanforderungen erfüllt, die für Hydraulik-, Pneumatik- und andere Fluidtechniksysteme erforderlich sind.
Hydraulik- und Pneumatiksysteme nutzen das gleiche Grundprinzip – das Leiten eines Mediums durch einen zentralen Verteilerblock – aber ihre Bearbeitungsanforderungen könnten nicht unterschiedlicher sein. Das Verständnis dieser Unterschiede hilft Ihnen, die richtigen automobilen CNC-gefrästen Verteilerblöcke oder industriellen CNC-Verteilerblöcke für Ihre Anwendung zu spezifizieren.
| Merkmal | Hydraulik-Verteilerblöcke | Pneumatik-Verteilerblöcke |
| Betriebsdruck | Bis zu 5.000 PSI (345 bar) | Bis zu 250 PSI (17 bar) |
| Hauptmaterial | 4140 legierter Stahl, 1018 Kohlenstoffstahl, duktiles Gusseisen | Aluminium 6061-T6, Messing |
| Kernanliegen | Hohe Zyklenfestigkeit, Kontaminationsempfindlichkeit | Kleine Lecks, lange Zyklenfrequenz |
| Kritische Bearbeitungsanforderung | Gratkontrolle, Dichtflächenqualität | Gewindequalität der Anschlüsse, Integrität der O-Ring-Nuten |
| Wandstärke | Mindestens 3 mm für Druckwechselbelastung | Weniger kritisch |
Hydraulische CNC-gefräste Verteilerblöcke werden oft aus 4140 legiertem Stahl hergestellt, da er sich immer wieder als das zuverlässigste Material für diese Art von Anwendung erwiesen hat, insbesondere bei vielen Zyklen mit Last- und Druckänderungen. Darüber hinaus ist 1018 Kohlenstoffstahl in der Regel eine akzeptable Wahl für diese Art von Anwendungen. 316 Edelstahl ist die bevorzugte Wahl bei der Herstellung von maritimen CNC-gefrästen Verteilerblöcken aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit und leichten Reinigungsfähigkeit.
Bei pneumatischen Verteilerblöcken oder CNC-Bearbeitungsprojekten werden Hydraulikventile am besten aus Aluminium (6061-T6) hergestellt, vor allem wegen seines geringen Gewichts, seiner Korrosionsbeständigkeit, seiner Bearbeitbarkeit und seiner relativ geringen Kosten im Vergleich zu anderen Materialien. Wenn Sie ein CNC-gefertigtes Hydraulikventil für Ihre Fertigungsprozesse benötigen, ist Aluminium in der Regel das ideale Material für den Ventilkörper. Als zusätzliche Anmerkung: Viele CNC-Bearbeitungsprozesse für Hydraulikventile in der Getränkeabfüllindustrie verwenden ebenfalls entweder Aluminium oder 316L Edelstahl, abhängig von den Anforderungen des verwendeten flüssigen Mediums.
Präzision bei der Bearbeitung von Verteilern zu erreichen, ist nicht nur eine Frage der Einhaltung der Grundmaße. Während Verteiler in einem CMM-Bericht „im Rahmen der Spezifikation" liegen können, können interne Messungen verborgene Probleme offenbaren, die zu einem kompletten Systemausfall führen. Hier sind einige der kritischen Methoden zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit.
Tiefloch- und Kanonenbohren
Standard-Bohrverfahren versagen, wenn das Tiefen-zu-Durchmesser-Verhältnis 5:1 übersteigt, da sie Schwierigkeiten haben, Wärme abzuleiten und Späne effizient zu entfernen. Hochwertige hydraulische Verteilerblöcke, die ordnungsgemäß bearbeitet sind, haben kanonenbohrte Löcher mit einer Geradheitstoleranz von .1 mm pro 100 mm bei einem Tiefen-zu-Durchmesser-Verhältnis von 20:1 oder höher; die meisten CNC-Hersteller von hydraulischen Verteilerblöcken verwenden einen speziellen Kanonenbohrer, um ein gerades Finish zu erzeugen und einen Wanddurchbruch zu verhindern.
Querbohrungen und Gratkontrolle (Querbohrungen)
Grate, die an querbohrten Kreuzungen entstehen, können eine Durchflusseinschränkung verursachen und auch abbrechen und eine Kontamination von Ventilen+ verursachen. Winzige metallische Partikel in Ihrem Hydrauliksystem sind für den größten Teil verklemmter Proportionalventil-Schieber verantwortlich. Nach brancheninternen Statistiken sind bis zu 90 % der Ausfälle von Magnetventilen auf Kontamination zurückzuführen, und ein Großteil der Kontamination stammt von schlecht entgrateten hydraulischen Verteilerblöcken^+.
Robuste Entgratungsstrategien sind unerlässlich, um diese Kontaminationsprobleme zu vermeiden. Führende Anbieter von CNC-Hydraulik-Verteilerblöcken verwenden typischerweise thermisches Entgraten, um jegliche Möglichkeit einer Gratkontamination auszuschließen.^+ Vibrationsentgraten ist ebenfalls wirksam bei der Herstellung gratfreier Teile; thermische Verfahren können jedoch Grate erreichen, die sich in inneren Hohlräumen befinden und mit mechanischem oder Vibrationsentgraten nicht erreichbar sind.
Oberflächengütestandards für die Ventilmontage
Wenn die Ventilmontageflächen nicht mit der korrekten Oberflächengüte bearbeitet wurden, entstehen Lecks, wenn das Ventil mit dem empfohlenen Drehmoment angezogen wird. Die Oberflächengüten für Stahl-CNC-Hydraulik-Verteilerblöcke in Hochdruck-Hydrauliksystemen sind:
Ra = max. 0,4 µm für Ventilmontageflächen
Ebenheit = max. ≤ 0,01 mm für die Ventilmontagefläche
Ra = max. 3,2 µm für die O-Ring-Nuten
Ra = 0,8 µm für alle Gewinde der Anschlüsse und Montagebohrungen.
Ohne diese Standards wird ein ordnungsgemäß angezogenes Ventil im Laufe der Zeit aufgrund der normalen thermischen Ausdehnung und Kontraktion des Systems lecken.
Spannungsarmglühen des Materials
Vor der Bearbeitung durchlaufen Blöcke aus Gusseisen oder Stahl einen Alterungsprozess, um das interne, dem Block/Bauteil entsprechende Spannungsniveau abzubauen+. Wenn diese Spannungen vor der Bearbeitung nicht abgebaut werden, kann dies zu Maßabweichungen führen, nachdem das Rohmaterial der durch die Bearbeitung erzeugten Wärme ausgesetzt wurde. Die Wechselwirkung der Eigenspannungen im Rohmaterial infolge der Bearbeitungswärme kann ein Bauteil nach seiner vollständigen Bearbeitung leicht verziehen. Spannungsarmglühen ist für hydraulische CNC-gefräste Verteilerblöcke nicht optional, da sie über längere Zeiträume hinweg leckagefrei abdichten müssen.
Prozessbegleitende und CMM-Prüfung
Was Sie nicht messen können, können Sie nicht kontrollieren. Aufgrund des hohen Präzisionsniveaus, das für Verteiler erforderlich ist, umfasst das Qualitätssicherungsprogramm:
Erstmusterprüfung (FAI) - Überprüfung aller kritischen Abmessungen gemäß Teileprogramm.
Prozessbegleitende Messtasterprüfung - Überprüfung der Positionstoleranzen und Tiefen von Bohrungen während des Bearbeitungszyklus.
Abschließende CMM-Prüfung - Vollständiger Maßbericht für jede produzierte Charge von gefertigten Teilen.
Die typische Präzisions-CNC-Bearbeitung von Hydraulikverteilern erzeugt Positionstoleranzen von ± .02 mm für Positionsmerkmale und Bohrungsdurchmessertoleranzen von ± .01 mm für alle geriebenen oder präzisionsgebohrten Kanäle innerhalb des Hydraulikverteilers+. Kritische Merkmale in hochpräzisen Anwendungen wie industriellen CNC-Hydraulik-Verteilerblöcken, die in hydraulischen Pressen verwendet werden, können ± .005 mm einhalten.
Unsere Kompetenz bei CNC-gefrästen Verteilerblöcken deckt alle wichtigen Branchen ab, jede mit individuellen Materialanforderungen.
| Verteiler-Typ | Hauptmaterialien | Druckstufe | Schlüsseleigenschaften | Typische Anwendungen |
| Hydraulik | 4140 legierter Stahl, 1018 Kohlenstoffstahl | Bis zu 5.000 PSI | Hohe Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit | Schwere Maschinen, Spritzguss, Industriemaschinen |
| Pneumatik | Aluminium 6061-T6, Messing C36000 | Bis zu 250 PSI | Leicht, korrosionsbeständig, kosteneffizient | Fabrikautomation, Robotik, Luftsteuerungssysteme |
| Wasser/Kühlmittel | 316 Edelstahl, Aluminium 6061 | Bis zu 500 PSI | Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, reinigbar | Laserschneider, CNC-Bearbeitungszentren, Kühlsysteme |
| Kraftstoff und Öl | 304/316 Edelstahl | Bis zu 1.000 PSI | Kohlenwasserstoffbeständigkeit | Motorprüfstände, Kraftstoffausgabe, Schmiersysteme |
| Hohe Reinheit | 316L Edelstahl, PEEK |
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