Developing a mixer prototype model requires a precise CNC machining process to validate design rationality, test component fit (Z.B., Klingenbaugruppe, transmission structures), and evaluate user-centric details (Z.B., non-slip base, button responsiveness). Unlike simple appliances, mixers have compact, high-functionality structures—from curved stirring 刀组 (knife sets) to transparent mixing cups—that demand tailored machining strategies. In diesem Leitfaden wird der gesamte Arbeitsablauf erläutert, vom Vorentwurf bis zur Endmontage, mit Schlüsselparametern, Materialauswahl, und praktische Tipps für den erfolgreichen Prototypenbau.
1. Vorläufige Vorbereitung: Legen Sie den Grundstein für die Bearbeitung
Der Erfolg der CNC-Bearbeitung beginnt mit einer gründlichen Vorbereitung, inklusive 3D-Modellierung, Materialauswahl, und Ausrüstungs-/Werkzeugbereitschaft. This stage avoids rework and ensures alignment with design goals.
(1) 3D Modellierung: Define Mixer Structure with Precision
Verwenden Sie professionelle CAD -Software (Z.B., Solidworks, Und, Schmecken) to create a detailed 3D model covering all critical components. Das Modell muss ein ausgewogenes ästhetisches Design aufweisen, Funktionslogik, und Machbarkeit der Bearbeitung.
| Komponentenkategorie | Wichtige Designdetails | Präzisionsanforderungen | Zweck |
| Hauptteil (Hülse) | Streamlined contour, non-slip base (groove depth 2mm), button mounting holes (Φ8mm) | Shell dimensional error ±0.2mm; hole position tolerance ±0.1mm | Ensure structural stability; fit control buttons and motor components |
| Mixing Cup (Transparent) | Inner cavity volume (Z.B., 600mL), feeding port (Φ60mm), discharge outlet (Φ20mm) | Cavity roundness error ≤0.1mm; wall thickness uniformity ±0.05mm | Ensure smooth material mixing; avoid leakage at connections |
| Knife Set & Tool Holder | Blade curve (radius 5mm), mounting slot (depth 6mm), gear cavity (for POM gears) | Slot depth tolerance ±0.05mm; gear cavity clearance 0.1mm | Rotierende Teile montieren; sorgen für einen reibungslosen Klingenbetrieb |
Tipps zur Modelloptimierung:
- Komponentenaufteilung: Geteilte integrierte Strukturen (Z.B., Körbchenkörper + Deckel) in unabhängige Teile zerlegen, um Werkzeugbeeinträchtigungen zu vermeiden. Zum Beispiel, machine the mixing cup and its lid separately, dann mit einem Dichtring zusammenbauen.
- Prozessmarkierung: Beschriften Sie kritische Funktionen (Z.B., “polish inner wall of mixing cup”) und Referenzdaten (Z.B., Basisboden als Ursprung) zur Anleitung der CNC-Programmierung.
- Interferenzprüfung: Use software to simulate blade rotation—ensure 0.5mm clearance between blade and cup wall to prevent friction and material jamming.
(2) Materialauswahl: Passen Sie die Leistung an die Komponentenrollen an
Mixer components have distinct functional needs (Transparenz, Resistenz tragen, Stärke), Daher ist die Materialauswahl von entscheidender Bedeutung. Nachfolgend finden Sie einen detaillierten Vergleich geeigneter Optionen:
| Materialtyp | Anwendbare Komponenten | Schlüsseleigenschaften | Vorteile der Bearbeitbarkeit |
| ABS -Plastik | Hauptschale, Base, Deckel | Resistenz mit hoher Wirkung (Izod-Stärke 20 KJ /), leicht zu färben, niedrige Kosten | Geringer Werkzeugverschleiß; bearbeitbar mit 8.000–12.000 U/min (schnell und effizient) |
| PC -Kunststoff | Transparent mixing cup, Beobachtungsfenster | Hohe Transparenz (Lichtdurchlässigkeit ≥88 %), wirkungsbeständig (10x stärker als Glas) | Präzises Schneiden möglich; minimaler Kantenabplatzer (≤0,1 mm) |
| Pom (Polyoxymethylen) | Getriebe, Werkzeughalter (Tragenresistente Teile) | Niedriger Reibungskoeffizient (0.15), hoher Verschleißfestigkeit, gute dimensionale Stabilität | Keine Verformung während der Bearbeitung; Geeignet für kleine Getriebeteile |
| Aluminiumlegierung (6061) | Motorhalterungen, dekorative Metallteile | Hohe Starrheit (Zugfestigkeit 276 MPA), korrosionsbeständig | Schnelle Schnittgeschwindigkeit; Die Oberfläche kann für eine verbesserte Textur eloxiert werden |
| Edelstahl (304) | Simulation knife shafts (optional) | Hohe Stärke, korrosionsbeständig, Tragenresistent | Suitable for high-precision cutting; maintains shape under stress |
Vorbereitung des Materialrohlings:
- Cut blanks with 5–10mm machining allowance on all sides to accommodate roughing and finishing:
- A PC mixing cup (Endgröße: Φ90mm×150mm) needs a Φ100mm×160mm blank.
- An ABS main shell (220mm×160mm×90mm) requires a 230mm×170mm×100mm blank.
(3) Ausrüstung & Werkzeugvorbereitung: Stellen Sie die Bearbeitungsgenauigkeit sicher
Wählen Sie CNC-Geräte und -Werkzeuge basierend auf der Komplexität der Komponenten und den Materialeigenschaften aus, um Fehler wie Werkzeugspuren oder Maßabweichungen zu vermeiden.
| Ausrüstungs-/Werkzeugtyp | Auswahlkriterien | Empfohlene Spezifikationen |
| CNC-Bearbeitungszentrum | 3-Achse für flache Teile; 5-Achse für gekrümmte Flächen (Z.B., blade curves) | Positionierungsgenauigkeit ±0,005 mm; Spindeldrehzahlbereich 8.000–24.000 U/min |
| Fräser | Vollhartmetall für Kunststoffe; Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) für Metall | – Rauen: Φ8–Φ12 mm Flachbodenmühlen (schneller Materialabtrag)- Fertig: Φ2–Φ6 mm Kugelkopfmühlen (gebogene Oberflächen); Φ0,5–2 mm kleine Mühlen (Logo/Knöpfe) |
| Spezielle Werkzeuge | Kegelschneider (chamfering cup edges); diamond polishers (PC transparency) | Taper angle 45°; diamond polisher grit 1,200# (for PC surface refinement) |
| Vorrichtungen | Vacuum suction cups (flat ABS/PC parts); precision vises (Metallkomponenten) | Vacuum pressure ≥0.8 MPa; vise clamping force ≥3 kN (prevents workpiece displacement) |
2. CNC -Bearbeitungsausführung: Vom Rohling zum Prototypenbauteil
This stage divides machining into roughing and finishing to balance efficiency and precision—critical for mixer components with diverse structures.
(1) Grobe Bearbeitung: Gestalten Sie das Fundament
Durch das Schruppen wird das meiste überschüssige Material entfernt, um den Rohling nahezu in die endgültige Form zu bringen, Priorisierung der Geschwindigkeit bei gleichzeitiger Vermeidung von Werkzeugschäden.
| Komponententyp | Schruppfokus | Schlüsselvorgänge & Parameter |
| ABS-Hauptgehäuse | Außenkontur bearbeiten, Grundrillen, Knopflöcher | Verwenden Sie eine 10-mm-Flachbodenmühle; Schnittgeschwindigkeit 10,000 Drehzahl, Futterrate 1,200 mm/min; Schichttiefe 3mm |
| PC-Mischbecher | Außenwand und Innenhohlraum fräsen; Zufuhr-/Abfuhröffnungen vorbohren | Verwenden Sie einen Φ8-mm-Schaftfräser; Schnittgeschwindigkeit 9,000 Drehzahl, Futterrate 800 mm/min; 0,5 mm Schlichtaufmaß einbehalten |
| POM-Zahnradhohlraum | Umriss des Maschinenhohlraums und Befestigungslöcher | Verwenden Sie einen 6-mm-Schaftfräser; Schnittgeschwindigkeit 8,000 Drehzahl, Futterrate 600 mm/min; Vermeiden Sie eine Überhitzung (POM schmilzt bei 160°C) |
Inspektion nach dem Schruppen:
- Verwenden Sie einen digitalen Messschieber, um die wichtigsten Abmessungen zu überprüfen (Z.B., mixing cup diameter, Schalenhöhe) und stellen Sie sicher, dass sie innerhalb von ±0,5 mm vom Designwert liegen.
- Reinigen Sie Späne mit Druckluft – besonders wichtig für PC-Teile (Auf der Oberfläche verbleibende Späne verursachen bei der Endbearbeitung Kratzer).
(2) Fertig: Erreichen Sie Präzision & Oberflächenqualität
Durch die Endbearbeitung werden Komponenten verfeinert, um die endgültigen Designanforderungen zu erfüllen, Fokus auf Transparenz (PC), Glätte (ABS), und dimensionale Genauigkeit (POM/metal).
| Komponententyp | Finishing-Fokus | Schlüsselvorgänge & Parameter |
| PC-Mischbecher | Innen-/Außenwände polieren (Transparenz); Kanten abschrägen (Schärfe verhindern) | Verwenden Sie eine 4-mm-Kugelkopfmühle (Innenwand); Schnittgeschwindigkeit 15,000 Drehzahl, Futterrate 500 mm/min; dann Diamantpolitur (Lichtdurchlässigkeit ≥85 %) |
| ABS-Hauptgehäuse | Glatte Schalenoberfläche; Logo-/Knopfetiketten gravieren (Tiefe 0,3 mm) | Verwenden Sie eine Kugelkopfmühle mit einem Durchmesser von 2 mm; Schnittgeschwindigkeit 12,000 Drehzahl, Futterrate 700 mm/min; Oberflächenrauheit Ra ≤0,8μm |
| POM-Zahnradhohlraum | Hohlraumwände verfeinern; auf Getriebespiel achten (0.1mm) | Verwenden Sie einen Φ3-mm-Schaftfräser; Schnittgeschwindigkeit 9,000 Drehzahl, Futterrate 500 mm/min; Maßtoleranz ±0,05 mm |
| Aluminum Motor Bracket | Smooth mounting surfaces; drill precision holes (Φ5mm) | Use Φ5mm twist drill; Schnittgeschwindigkeit 18,000 Drehzahl, Futterrate 1,000 mm/min; hole roundness error ≤0.02mm |
Abschluss der Qualitätskontrollen:
- Für PC-Teile: Verwenden Sie ein Spektralfotometer, um die Transparenz zu überprüfen (≥85 %) und ein Oberflächenrauheitstester zur Bestätigung von Ra ≤0,4 μm.
- Für POM-Zahnradhohlräume: Überprüfen Sie das Spiel mit einer Fühlerlehre (0.1mm) and ensure gears rotate smoothly without jamming.
3. Nachbearbeitung: Verbesserung der Ästhetik & Funktionalität
Post-processing bridges the gap between machined components and a realistic mixer prototype, focusing on surface refinement and assembly readiness.
(1) Oberflächenbehandlung: An Material abschneiden & Komponentenrolle
| Material/Component | Schritte zur Oberflächenbehandlung | Erwartetes Ergebnis |
| ABS-Hauptgehäuse | 1. Mit 400#→800#→1200# Schleifpapier schleifen (Werkzeugspuren entfernen)2. Mit Isopropylalkohol entfetten3. Matt-/Glanzlack aufsprühen (50µm Dicke) | Lackhaftung ≥4B (Kein Schälen); Oberflächenglanz 30–70 GU (pro Design) |
| PC-Mischbecher | 1. Diamantpolieren (1,200#→ Körnung 2.000#)2. Mit Linsenreiniger3 reinigen. Tragen Sie eine kratzfeste Beschichtung auf | Keine sichtbaren Kratzer; Kratzfestigkeit ≥3H (Bleistifttest) |
| Aluminiumhalterungen | 1. Mit alkalischem Reiniger2 entfetten. Anodisieren (silbergrau, 8–10μm Film)3. Sandstrahlen (mattes Finish) | Korrosionsbeständigkeit: Kein Rost nach 48-Stunden-Salzsprühtest; Reibungskoeffizient ≤0,15 |
| POM-Getriebeteile | Keine zusätzliche Behandlung (natürlich glatte Oberfläche) | Friction coefficient remains 0.15; no wear after 1,000 rotation tests |
(2) Montage & Funktionales Debuggen
Proper assembly ensures components work together seamlessly, while functional tests validate the prototype’s usability.
Montageschritte:
- Kontrolle vor der Montage: Verify all parts meet dimensional requirements (Z.B., mixing cup fits shell with 0.5mm clearance).
- Component Fixing:
- Bond PC mixing cup to ABS shell with food-grade adhesive (Stellen Sie sicher, dass kein Auslaufen auftritt).
- Schrauben Sie die Aluminium-Motorhalterungen an die Basis (Drehmoment 5 N · m, Vermeiden Sie Gewindeschäden).
- Installieren Sie POM-Zahnräder und 3D-gedruckte Harzsimulationsklingen (Ersetzen Sie aus Sicherheitsgründen echte Metallklingen).
- Versiegelungstest: Pour 300mL water into the mixing cup—check for leakage at connections (Kein Eindringen von Wasser im Inneren 10 Minuten).
Funktionales Debuggen:
- Tastenbedienung: Testschalter/Impulstasten 100 Zeiten – Hub 2 mm ± 0,2 mm, Rückkopplungskraft 5–8 N (komfortabel für Benutzer).
- Klingendrehung: Simulate mixing with a motor (600 Drehzahl)– Stellen Sie sicher, dass sich die Klinge reibungslos dreht, no friction with cup wall.
- Materialfluss: Pour simulated ingredients (Z.B., Wasser + flour mixture) through the feeding port—check flow rate (≥80mL/min) and no residue in the cup.
4. Qualitätskontrolle & Prozessoptimierung
Strict quality control ensures the prototype meets design standards, while optimization reduces costs for future iterations.
(1) Wichtige Qualitätskontrollstandards
| Control Item | Akzeptanzkriterien | Inspection Method |
| Dimensionsgenauigkeit | – Mixing cup: ± 0,1 mm- Hülse: ± 0,2 mm- Gear cavity: ± 0,05 mm | CMM (critical components); digitaler Bremssattel (Allgemeine Teile) |
| Oberflächenqualität | – PC: Ra ≤0,4μm, transparency ≥85%- ABS: Ra ≤0,8μm, Keine Werkzeugmarken | Oberflächenrauheitstester; spectrophotometer; visuelle Inspektion (500lux light) |
| Functional Performance | – No leakage (10-minute water test)- Blade rotation: 600 rpm ±50 rpm | Water leakage test; tachometer (blade speed) |
(2) Tipps zur Prozessoptimierung
- Material Saving: Design hollow structures for ABS parts (Z.B., base with 3mm thick walls) to reduce blank size—saves 20–30% material cost.
- Bearbeitungseffizienz: Combine roughing and semi-finishing for simple parts (Z.B., decorative strips) to cut tool change time by 15%.
- Post-Processing Simplification: Für versteckte Teile (Z.B., Motorhalterungen), skip anodizing—use natural aluminum finish to save 10–15% of treatment cost.
Yigu Technology’s Perspective on CNC Machining Mixer Prototype Models
Bei Yigu Technology, Wir glauben functional precision and cost balance are the core of mixer prototype machining. Many clients overcomplicate processes—for example, using 5-axis machines for flat ABS shells when 3-axis works, or over-polishing hidden POM parts. Our team optimizes for both quality and efficiency: We use PC with diamond polishing for mixing cups (ensuring transparency ≥85%) and 3-axis machines for most components to cut 20% of machining time. We also simplify blade simulation (3D-printed resin instead of metal) for safety and cost. For batch prototypes, we use multi-cavity fixtures to machine 2–3 mixing cups at once, Reduzierung der Produktionszeit durch 30%. Our goal is to deliver prototypes that validate design and user needs at the lowest cost.
FAQ
- Why is POM preferred for mixer gear components instead of ABS?
POM has a lower friction coefficient (0.15 vs. 0.3 für abs) and higher wear resistance, making it ideal for transmission gears that require smooth rotation and long-term use. ABS is prone to wear and deformation under repeated friction, which would cause gear jamming in mixers.
- How to prevent PC mixing cups from scratching during CNC machining?
We take three key steps: 1) Verwenden Sie scharf, high-quality solid carbide tools to minimize cutting force; 2) Apply a protective film to the cup surface before machining; 3) Clean chips with compressed air (not cloth) to avoid abrasive scratches. These measures keep the PC surface scratch-free.
- What is the total time required to machine a single mixer prototype?
Total time is ~4–7 days: 1 day for 3D modeling/material prep, 1–2 days for CNC machining (Rauen + fertig), 1–2 Tage für die Nachbearbeitung (polishing/painting), and 1–2 days for assembly/debugging. Serienfertigung (10+ Prototypen) can be shortened to 3–5 days with parallel processing.