cnc加工冰淇淋机手板模型过程

CNC加工冰淇淋机手板模型过程方案

一、项目目标

通过CNC加工技术制作冰淇淋机手板模型，验证产品外观设计、结构合理性、装配可行性及功能实用性，为量产提供优化依据。

二、材料选择

部件 材料 用途与要求

机身外壳 铝合金（6061/6063） 轻便、易加工，阳极氧化处理（黑色/银色），表面喷砂质感。

内胆容器 304不锈钢 食品级材质，耐高温腐蚀，镜面抛光处理（Ra≤0.2μm）。

搅拌叶片 304不锈钢 + 聚四氟乙烯 食品接触面光滑耐磨，叶片可拆卸，轴芯采用不锈钢增强强度。

透明观察窗 亚克力/PC板 透明度高，耐低温，边缘抛光倒角（R1~R2mm）。

电气组件 尼龙/POM 绝缘支架、按键面板等，阻燃且耐电弧。

密封圈 硅胶 防水防漏，耐高温（-20℃~200℃），用于盖子与内胆密封。

三、CNC加工流程

1. 编程与工艺规划

3D拆面与路径设计：

将模型拆分为独立部件（外壳、内胆、支架等），分别编程。

粗加工：大直径平刀（φ12~φ20mm）快速去余量，切削参数：

转速：8000~12000rpm，进给：2000~3000mm/min，切深：1~2mm。

精加工：小直径球头刀（φ4~φ6mm）处理曲面，参数：

转速：15000~20000rpm，进给：800~1200mm/min，切深：0.1~0.2mm。

孔位加工：钻头（φ2~φ8mm）+丝锥（M3~M6）完成安装孔、螺丝孔。

特殊工艺：

内胆镜面抛光：先用数控磨床粗磨，再手工抛光至Ra≤0.2μm。

叶片曲面：五轴联动加工复杂螺旋面，公差±0.05mm。

2. 关键部件加工

机身外壳：

薄壁处（如<2mm）增加工艺肋支撑，加工后拆除。

阳极氧化前喷砂（Ra1.6~Ra3.2），颜色根据设计需求（如哑光黑）。

搅拌机构：

叶片与轴芯采用过盈配合，CNC加工后激光焊接固定。

轴承位预留间隙（0.05~0.1mm），避免转动干涉。

透明观察窗：

亚克力板钻孔后倒角抛光，边缘贴防滑橡胶条。

3. 表面处理

铝合金：阳极氧化（厚度10~15μm），颜色可选。

不锈钢：内胆镜面抛光，外壳拉丝处理（No.4工艺）。

透明件：钻石抛光+防雾镀膜（防止冷凝水附着）。

四、组装与功能测试

1. 组装流程

核心部件预装：

电机+搅拌轴+叶片组装，测试转动平衡性（动平衡误差≤0.1g/cm²）。

温控传感器（PT100）嵌入内胆，接线隐藏于机身内部。

外壳装配：

通过卡扣+螺丝固定外壳，安装控制面板、指示灯、按键。

透明观察窗用硅胶密封胶固定，确保防水。

电气连接：

线路板与电机、加热管、显示屏连接，使用绝缘套管保护导线。

2. 功能测试

制冷性能：加入冷冻液（或代用冰激凌原料），测试压缩机降温速度（如-18℃达标时间≤20分钟）。

搅拌稳定性：连续运行2小时，检查叶片是否抖动或异响。

密封性测试：内胆注水后倒置12小时，无渗漏为合格。

人机交互：测试触控屏响应、计时器精度、报警灯触发逻辑。

五、质量控制与检测

检测项目 方法与工具 标准

尺寸精度 三坐标测量仪（CMM） 关键尺寸公差±0.05mm，非关键±0.1mm

外观检查 目视+放大镜（10倍） 无划痕、凹坑、色差，边缘倒角均匀

装配验证 手动组装+扭矩测试 螺丝扭矩达标（如M3螺丝10~12N·m）

功能性测试 制冷设备、转速计、密封性测试台 制冷温度达标，搅拌转速误差≤5%

七、注意事项

薄壁防变形：机身外壳加工时采用对称切削，减少应力变形。

食品级安全：所有接触冰淇淋的部件需符合FDA标准，避免锐边或毛刺。

热膨胀补偿：搅拌轴与电机连接处预留0.1mm间隙，防止高温变形卡死。

通过以上流程，可精准实现冰淇淋机手板模型的CNC加工与功能验证，为产品设计优化提供可靠支持。