Die Entwicklung eines Prototyps eines Elektroofens erfordert eine präzise CNC-Bearbeitung, um die strukturelle Rationalität zu überprüfen, funktionale Machbarkeit, und Aussehen, Textur – vor allem wegen seiner Struktur (Kabinett, Türscheibe, Heizkomponenten) und funktionale Anforderungen unterscheiden sich von Geräten wie elektrischen Schnellkochtöpfen. In diesem Leitfaden wird der gesamte CNC-Bearbeitungsablauf für Prototypen von Elektroöfen erläutert, vom Vorentwurf bis zur Nachbearbeitung, mit Schlüsselparametern, Materialauswahl, and problem-solving tips.
1. Vorläufige Vorbereitung: Design & Data Processing
Vor dem Bearbeitung, Gründliches Design und Datenoptimierung legen den Grundstein für Genauigkeit, effiziente Produktion. In dieser Phase liegt der Schwerpunkt auf der 3D-Modellierung und der Modellaufteilung zur Anpassung an die CNC-Funktionen.
(1) 3D Modellierung mit CAD -Software
Das 3D-Modell muss das Modell des Elektroofens vollständig widerspiegeln äußere Struktur, interne Komponenten, Und Prozesseigenschaften– Jedes Detail hat Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit und die endgültige Funktionalität. Wichtige Elemente, die einbezogen werden müssen:
| Strukturkategorie | Wichtige Designdetails | Präzisionsanforderungen | Zweck |
| Außenstruktur | Kabinettsumriss, Türscheibe (Sichtfenster aus Glas + handhaben), Löcher der Wärmeissipation, Bedienknöpfe/Tasten | Schrankdiagonalfehler ≤0,3 mm | Im geschlossenen Zustand auf Dichtigkeit achten; ästhetischen Ansprüchen entsprechen |
| Interne Struktur | Grillhalterungen (Slots), Befestigungslöcher für Heizrohre, Einbaupositionen des Thermostats | Genauigkeit des Grillschlitzes ±0,1 mm; Toleranz des Heizrohrlochabstands ±0,2 mm | Passen Sie echte Komponenten an (Z.B., Heizrohre, Thermostate) |
| Prozessmerkmale | Scharnierbefestigungsschlitze (Türscheibe + Kabinett), Zugschräge für Wärmeableitungslöcher | 0.3mm beweglicher Spielraum für Scharniere; 3°~5° Zugschräge | Ermöglichen Sie einen reibungslosen Türbetrieb; Vereinfachen Sie die CNC-Bearbeitung |
(2) Model Repair & Hierarchical Splitting
Komplexe Strukturen (Z.B., mehrstufige Grills, abnehmbare Türverkleidungen) können nicht als einzelnes Stück bearbeitet werden – die Aufteilung in einzelne Komponenten vermeidet Werkzeugbeeinträchtigungen und erleichtert das Spannen.
Splitting Principles:
- Priorisieren easy clamping: Split large parts (Z.B., Kabinett) into single-sided machinable sections to reduce setup time.
- Minimize tool interference: Machine deep cavity structures (Z.B., internal grill slots) separately instead of trying to access them from the outside.
- Mark assembly datums: When exporting STL files, label reference points (Z.B., cabinet bottom, door dowel holes) to ensure accurate reassembly later.
2. Materialauswahl & Processing Process Planning
Choosing the right materials for each part is critical—they must balance machinability, Funktionalität, und Kosten. Below is a detailed breakdown of material options and their corresponding processes:
(1) Prototype Material Selection
Different components of the electric oven require materials with specific properties (Z.B., Wärmewiderstand, Transparenz):
| Materialtyp | Applicable Parts | Machining Key Points | Oberflächenbehandlung |
| ABS | Cabinet body, control knobs | Easy to mill; Niedrig Werkzeugkleidung | Spray matte oil (adhesion ≥4B standard) to simulate metal texture |
| Aluminiumlegierung | Heat dissipation hole panels, handle brackets | Requires high spindle speed (to avoid burrs); Verwenden Sie Carbid -Werkzeuge | Anodisierung (silver-gray oxide film, 8–12μm thick) for anti-oxidation + wire drawing for uniform texture |
| Transparentes Acryl | Door panel observation window | Präzises Schneiden; Vermeiden Sie abplatzende Kanten | Polieren (Lichtübertragung ≥ 90%) um eine klare Sicht zu gewährleisten |
| Pom (Polyoxymethylen) | Scharnierwellenhülsen, Grillschienen | Niedriger Reibungskoeffizient; Vermeiden Sie eine Überhitzung (neigt zum Schmelzen) | Keine zusätzliche Behandlung (natürlich verschleißfest für gleitende Teile) |
(2) Core CNC Machining Processes
Der Bearbeitungsprozess wird auf die Form und das Material jedes Teils abgestimmt. Nachfolgend sind die wichtigsten Prozesskombinationen und ihre Zwecke aufgeführt:
| Prozessname | Anwendungsszenarien | Schlüsselparameter & Tipps |
| CNC -Fräsen | Schrankhohlräume (Tiefe ≥50mm), Lochanordnungen zur Wärmeableitung | Verwenden Sie für tiefe Hohlräume Werkzeuge mit langem Schaft (Vibration verhindern); Verwenden Sie die Array-Programmierung für Loch-Arrays (Effizienzsteigerung um 30–50 %) |
| Bohren & Klopfen | Scharnier M3-Gewindelöcher | Bohren Sie zuerst die unteren Löcher mit einem Durchmesser von 2,5 mm, Tippen Sie dann auf (avoids thread stripping) |
| Draht EDM | Special-shaped profiles (Z.B., acrylic viewing window) | Achieves accuracy ±0.02mm (critical for transparent, visible parts) |
3. Key Implementation Details for CNC Machining
To ensure precision and avoid defects, focus on programming strategies, clamping methods, and parameter optimization—especially for challenging structures like deep cavities or thin walls.
(1) Programmierung & Tool Strategy
Different features (Z.B., Hohlräume, Löcher der Wärmeissipation) require specific toolpaths to balance speed and accuracy:
Cavity Machining (Z.B., Cabinet Internal Space)
- Rough machining: Verwenden “contour height layered cutting” with a Φ12mm flat-bottom tool to quickly remove material. Lassen Sie eine Schlichtzugabe von 0,3 mm, um ein Überschneiden zu vermeiden.
- Fertig: Wechseln Sie zu einem 6-mm-Kugelkopfwerkzeug und verwenden Sie es “Wickelschneiden” entlang der Hohlraumoberfläche. Dadurch wird sichergestellt, dass die Innenwand glatt ist (Oberflächenrauheit Ra ≤1,6μm), entscheidend für den richtigen Sitz der Komponenten.
Heat Dissipation Hole Processing
- Runde Array-Löcher (Φ5mm): Verwenden “Hackbohren” (2–3 mm bohren, Zurückziehen, um Späne zu entfernen) um Werkzeugbruch in tiefen Löchern zu verhindern.
- Speziell geformte Löcher (Z.B., lange Streifen): Verwenden Sie ein Φ3-mm-Werkzeug mit einer 0,8-mm-Stufe “gefräste Nut” Weg – das sorgt für saubere Kanten ohne übermäßigen Werkzeugverschleiß.
(2) Spannmethoden & Bearbeitungsparameter
Clamping directly affects part stability during machining, while parameters (Spindelgeschwindigkeit, Futterrate) impact surface quality and efficiency:
| Teiltyp | Spannmethode | Spindelgeschwindigkeit (Drehzahl) | Futterrate (mm/min) | Schnitttiefe (mm) |
| Cabinet Body (ABS) | Flat pliers + platen | 10,000–15,000 | 1,200–2.000 | 0.5–0,8 |
| Aluminum Alloy Panel | Vacuum suction cup (flat surface) | 18,000–22,000 | 800–1.500 | 0.2–0,5 |
| Transparentes Acryl | Double-sided tape fixing | 20,000–25,000 | 500–1,000 | 0.1–0,3 |
(3) Solving Common Machining Difficulties
Two major challenges in electric oven prototype machining are deep cavity vibration and thin-wall deformation—here’s how to address them:
| Difficulty | Ursache | Lösung |
| Deep Cavity Vibration (≥50mm depth) | Long tool overhang leads to instability | Use TiAlN-coated carbide tools (increase rigidity); reduce feed rate to 800mm/min; boost cutting fluid flow (cool tool and clear chips) |
| Thin-Wall Deformation (side wall ≤2mm) | Material is too fragile to withstand cutting forces | Adoptieren “layered cutting + reinforcement”: Add temporary support ribs during machining, then mill them off after the part is stable |
4. Nachbearbeitung & Funktionale Überprüfung
Nach der Bearbeitung, post-processing enhances appearance and functionality, while functional tests confirm the prototype meets design goals.
(1) Oberflächenbehandlung
Surface treatment improves both aesthetics and performance—match the process to the part’s role:
| Teil | Schritte zur Oberflächenbehandlung | Erwartetes Ergebnis |
| Cabinet Body (ABS) | 1. Grind with 600# Sandpapier (Werkzeugspuren entfernen); 2. Mattschwarze Farbe aufsprühen; 3. Siebdruck-Bedienfeldlogos (Temperaturskalen, Funktionssymbole) | Lackhaftung ≥4B; Logogenauigkeit ±0,1 mm (klar, ausgerichtet) |
| Aluminum Alloy Panel | 1. Anodisieren (bilden einen 8–12 μm dicken silbergrauen Oxidfilm); 2. Von Hand entlang der Faserrichtung schleifen (Drahtzeichnung) | Verbesserter Verschleißfestigkeit; gleichmäßige Metallstruktur |
| Sichtfenster aus Acryl | Polieren mit Schleifpaste (Schritt für Schritt von grob nach fein) | Lichtdurchlässigkeit ≥90 %; Keine Kratzer |
(2) Montage & Funktionstests
Durch die Montage wird sichergestellt, dass die Komponenten zusammenarbeiten, während Tests Schlüsselfunktionen wie Wärmeisolierung und Temperaturkontrolle validieren:
Functional Assembly:
- Scharniermontage: Stellen Sie sicher, dass sich die Tür reibungslos mit einem Spalt von ≤ 0,5 mm öffnet/schließt (prevents heat leakage).
- Grill fixing: Check that the grill slides along rails with resistance ≤5N; positioning slots fit tightly (no wobble).
Mock Tests:
- Heat insulation test: Simulate heating with a resistance wire (mimic heating tube). Ensure the distance between the cabinet shell and “heating tube” is ≥20mm; shell temperature rise ≤45°C (safe for users).
- Temperature control simulation: Adjust the control knob—verify that the stroke matches the “thermostat” (virtual element) scale with an error ≤5% (accurate temperature regulation).
5. Inspektion & Kostenoptimierung
Inspection ensures precision, while optimization reduces costs without sacrificing quality—critical for prototype development.
(1) Critical Dimension Inspection
Verwenden Sie eine Koordinatenmessmaschine (CMM) to check key dimensions that impact functionality:
- Door panel diagonal error ≤0.3mm (sealing when closed).
- Heating tube mounting hole spacing ±0.15mm (matches real component sizes).
- Hinge slot clearance 0.3mm (smooth door operation).
(2) Kosten & Efficiency Optimization Tips
Three strategies to lower costs and speed up production:
- Disassemble for cost savings: Split the door into glass (acrylic cutting) and frame (ABS milling) instead of machining as one piece—cuts cost by 20–30%.
- Fast clamping with zero-point positioning: Use a zero-point system to reduce tool-setting time when changing parts; single clamping error ≤0.005mm (maintain accuracy).
- Hybrid processes for details: Combine CNC milling (for large structures) with SLA 3D printing (for small details like knob top grain)—faster than full CNC for intricate features.
Yigu Technology’s Perspective on Electric Oven Prototype CNC Machining
Bei Yigu Technology, Wir glauben precision balancing and process optimization are key to efficient electric oven prototype machining. Viele Kunden machen die Bearbeitung zu kompliziert, indem sie beispielsweise alle Teile mit der gleichen Präzision bearbeiten, Verwendung einer kostenintensiven Aluminiumlegierung für nicht wärmerelevante Paneele. Unser Team hilft bei der strategischen Materialauswahl: ABS für Schränke (kostengünstig, einfach zu beenden) und Aluminiumlegierung nur für wärmeableitende Teile (braucht Haltbarkeit). Wir optimieren auch Werkzeugwege – für tiefe Schrankkavitäten, Unsere TiAlN-beschichteten Werkzeuge und reduzierten Vorschübe reduzieren die Vibrationen 40%, während unsere “layered cutting + reinforcement” Diese Methode eliminiert die Verformung dünner Wände. Zusätzlich, Wir verwenden Hybrid-CNC + 3D printing to speed up detail production by 25%. Our goal is to deliver prototypes that accurately validate design goals at the lowest possible cost.
FAQ
- Why is acrylic used for the electric oven’s viewing window instead of glass?
Acrylic is lighter, Impact-resistent, and easier to CNC-cut with high precision (Lichtübertragung ≥ 90%) than glass—critical for prototypes where weight and machining flexibility matter. Glass is heavier, more fragile during machining, and harder to shape into custom sizes, making it impractical for prototype development.
- What’s the purpose of the 3°~5° draft slope on heat dissipation holes?
The draft slope simplifies CNC machining: it allows the tool to exit the hole cleanly without scraping the edges (reducing burrs). Without a draft slope, the tool would rub against the hole’s vertical walls, causing rough surfaces or tool wear—both of which increase rework time.
- How long does it take to CNC machine a full electric oven prototype?
For a single prototype, the total time is ~3–5 days: 1 day for design/data processing, 1–2 days for CNC machining (Abhängig von der Komplexität der Teil), 0.5–1 Tag für die Nachbearbeitung, und 0,5–1 Tag für Montage/Test. Serienfertigung (10+ Prototypen) kann durch den Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen und paralleler Bearbeitung auf 2–3 Tage verkürzt werden.