Le développement d'un modèle de prototype de presse-agrumes nécessite un processus d'usinage CNC précis pour valider la rationalité de la conception., tester l'ajustement des composants (Par exemple, assemblage de lame, voies d'écoulement du jus), et évaluer les détails centrés sur l'utilisateur (Par exemple, base antidérapante, disposition des boutons). Contrairement aux gros électroménagers, les presse-agrumes sont compacts, des structures multifonctionnelles (des gobelets à jus transparents aux pièces de transmission résistantes à l'usure) qui exigent des stratégies d'usinage sur mesure. Ce guide détaille le flux de travail complet, de l'avant-projet à l'assemblage final, avec des paramètres clés, sélections de matériaux, et des conseils pratiques pour assurer le succès du prototype.
1. Préparation préliminaire: Poser les bases de l'usinage
Le succès de l'usinage CNC commence par une préparation minutieuse, y compris la modélisation 3D, sélection des matériaux, et préparation de l'équipement/des outils. Cette étape garantit que le processus ultérieur évite les retouches et répond aux objectifs de conception..
(1) 3D Modélisation: Définir la structure du presse-agrumes avec précision
Utiliser un logiciel de CAO professionnel (Par exemple, Solide, et, Goût) pour créer un modèle 3D détaillé qui couvre tous les composants critiques. Le modèle doit équilibrer la conception esthétique, logique fonctionnelle, et faisabilité de l'usinage.
| Catégorie de composant | Détails de conception clés | Exigences de précision | But |
| Corps principal (Coquille) | Contour simplifié, base antidérapante (profondeur de rainure 2mm), trous de montage des boutons (Φ8mm) | Erreur dimensionnelle de la coque ±0,2 mm; tolérance de position du trou ±0,1 mm | Assurer la stabilité structurelle; installer les boutons de commande et les composants d'alimentation |
| Coupe de jus (Transparent) | Volume de la cavité interne (Par exemple, 500ml), port d'alimentation (Φ50mm), sortie de jus (Φ15mm) | Erreur de rondeur de la cavité ≤0,1 mm; uniformité de l'épaisseur de paroi ± 0,05 mm | Garantit un écoulement fluide du jus; éviter les fuites au niveau des connexions |
| Porte-outil & Pièces de transmission | Fente de montage de lame (profondeur 5mm), cavité d'engrenage (pour engrenages POM), trous de fixation du moteur | Tolérance de profondeur de fente ±0,05 mm; dégagement de la cavité d'engrenage 0,1 mm | Monter les composants rotatifs; assurer le bon fonctionnement de la lame |
Conseils d'optimisation du modèle:
- Fractionnement des composants: Diviser les structures intégrées (Par exemple, corps de tasse + couvercle) en pièces indépendantes pour éviter les interférences avec l'outil. Par exemple, usiner le gobelet à jus et son couvercle séparément, puis assembler avec une bague d'étanchéité.
- Marquage de processus: Étiqueter les fonctionnalités critiques (Par exemple, “polir la paroi intérieure de la tasse à jus”) et données de référence (Par exemple, fond de base comme origine) pour guider la programmation CNC.
- Vérification des interférences: Utilisez un logiciel pour simuler la rotation de la lame et l'écoulement du jus : assurez-vous d'un espace de 0,5 mm entre la lame et la paroi du gobelet pour éviter toute friction..
(2) Sélection des matériaux: Faire correspondre les performances aux rôles des composants
Les composants du presse-agrumes ont des besoins fonctionnels distincts (transparence, se résistance à l'usure, force), le choix des matériaux est donc critique. Vous trouverez ci-dessous une comparaison détaillée des options appropriées:
| Type de matériau | Composants applicables | Propriétés clés | Avantages de l'usinabilité |
| Plastique abs | Coque principale, base, couvercle | Résistance à l'impact élevé (Force Izod 20 KJ /), Facile à colorer, faible coût | Faible usure des outils; usinable entre 8 000 et 12 000 tr/min (rapide et efficace) |
| Plastique PC | Tasse à jus transparente, fenêtre d'observation | Transparence élevée (transmission de la lumière ≥88%), résistant à l'impact (10x plus fort que le verre) | Découpe de précision réalisable; écaillage minimal des bords (≤0,1 mm) |
| Pom (Polyoxyméthylène) | Engrenages, porte-outil (pièces de l'usure) | Coefficient de frottement faible (0.15), résistance à l'usure élevée, bonne stabilité dimensionnelle | Aucune déformation lors de l'usinage; adapté aux petites pièces de transmission |
| Alliage en aluminium (6061) | Supports moteur, pièces décoratives en métal | Rigidité élevée (résistance à la traction 276 MPA), résistant à la corrosion | Vitesse de coupe rapide; la surface peut être anodisée pour une texture améliorée |
Préparation du blanc de matériau:
- Découpez des ébauches avec une surépaisseur d'usinage de 5 à 10 mm sur tous les côtés pour faciliter l'ébauche et la finition.:
- Un gobelet à jus PC (taille finale: Φ80 mm × 120 mm) nécessite un flan de Φ90 mm × 130 mm.
- Une coque principale en ABS (200mm×150mm×80mm) nécessite un flan de 210 mm × 160 mm × 90 mm.
(3) Équipement & Préparation des outils: Garantir la précision de l'usinage
Sélectionnez les équipements et outils CNC en fonction de la complexité des composants et des propriétés des matériaux pour éviter les défauts tels que les marques d'outils ou les écarts dimensionnels..
| Type d'équipement/outil | Critères de sélection | Spécifications recommandées |
| Centre d'usinage CNC | 3-axe pour pièces plates; 5-axe pour surfaces courbes (Par exemple, paroi intérieure de la tasse à jus) | Précision de positionnement ±0,005 mm; plage de vitesse de broche : 8 000 à 24 000 tr/min |
| Frappeurs | Carbure monobloc pour plastiques; acier à grande vitesse (HSS) pour alliage d'aluminium | – Brouillage: Broyeurs à fond plat de Φ8 à Φ12 mm (enlèvement de matière rapide)- Finition: Broyeurs à tête sphérique de Φ2 à Φ6 mm (surfaces courbes); Petits moulins Φ0,5–2 mm (logo/boutons) |
| Outils spéciaux | Fraises coniques (chanfreiner les bords des gobelets à jus); polisseurs de diamants (Transparence du PC) | Angle de conicité 45°; grain de polisseur de diamant 1,200# (pour le raffinement de la surface du PC) |
| Luminaires | Ventouses sous vide (pièces plates ABS/PC); étaux de précision (composants en aluminium/POM) | Pression de vide ≥0,8 MPa; force de serrage de l'étau ≥3 kN (empêche le déplacement de la pièce) |
2. Exécution de l'usinage CNC: Des composants vierges aux composants prototypes
Cette étape divise l'usinage en ébauche et finition pour équilibrer efficacité et précision, ce qui est essentiel pour les composants de presse-agrumes aux structures diverses..
(1) Usinage brutal: Façonner la Fondation
L'ébauche élimine la plupart des excès de matière pour rapprocher l'ébauche de la forme finale., donner la priorité à la vitesse tout en évitant d’endommager les outils.
| Type de composant | Focus sur l'ébauche | Opérations clés & Paramètres |
| Coque principale en ABS | Contour extérieur de la machine, rainures de base, boutonnières | Utiliser un broyeur à fond plat de Φ10 mm; vitesse de coupe 10,000 RPM, taux d'alimentation 1,200 mm / min; profondeur de couche 3mm |
| Tasse à jus PC | Paroi extérieure et cavité intérieure du moulin; sorties d'alimentation/jus pré-percées | Utiliser une fraise en bout de Φ8 mm; vitesse de coupe 9,000 RPM, taux d'alimentation 800 mm / min; conserver une surépaisseur de finition de 0,5 mm |
| Cavité d'engrenage POM | Contour de la cavité de la machine et trous de montage | Utiliser une fraise en bout de Φ6 mm; vitesse de coupe 8,000 RPM, taux d'alimentation 600 mm / min; Évitez la surchauffe (Le POM fond à 160°C) |
Inspection après ébauche:
- Utilisez un pied à coulisse numérique pour vérifier les dimensions clés (Par exemple, diamètre de la tasse à jus, hauteur de la coque) et assurez-vous qu'ils se situent à ± 0,5 mm de la valeur de conception.
- Nettoyer les puces avec de l'air comprimé, particulièrement essentiel pour les pièces de PC (les copeaux laissés sur les surfaces provoquent des rayures lors de la finition).
(2) Finition: Atteindre la précision & Qualité de surface
La finition affine les composants pour répondre aux exigences de conception finale, se concentrer sur la transparence (PC), douceur (Abs), et précision dimensionnelle (POM/aluminium).
| Type de composant | Mise au point finale | Opérations clés & Paramètres |
| Tasse à jus PC | Polir les murs intérieurs/extérieurs (transparence); bords de chanfrein (éviter la netteté) | Utiliser un broyeur à tête sphérique de Φ4 mm (mur intérieur); vitesse de coupe 15,000 RPM, taux d'alimentation 500 mm / min; puis polissage au diamant (transmission de la lumière ≥85%) |
| Coque principale en ABS | Surface de coque lisse; graver des étiquettes de logo/bouton (profondeur 0,3 mm) | Utiliser un broyeur à tête sphérique de Φ2 mm; vitesse de coupe 12,000 RPM, taux d'alimentation 700 mm / min; rugosité de surface Ra ≤0,8 μm |
| Cavité d'engrenage POM | Affiner les murs creux; assurer le jeu des engrenages (0.1MM) | Utiliser une fraise en bout de Φ3 mm; vitesse de coupe 9,000 RPM, taux d'alimentation 500 mm / min; tolérance dimensionnelle ±0,05 mm |
Contrôles de qualité de finition:
- Pour les pièces PC: Utiliser un spectrophotomètre pour vérifier la transparence (≥85%) et un testeur de rugosité de surface pour confirmer Ra ≤0,4 μm.
- Pour cavités d'engrenages POM: Utilisez une jauge d'épaisseur pour vérifier le jeu (0.1MM) et assurez-vous que les engrenages tournent en douceur sans se coincer.
3. Post-traitement: Améliorer l'esthétique & Fonctionnalité
Le post-traitement comble le fossé entre les composants usinés et un prototype de presse-agrumes réaliste, se concentrer sur le raffinement de la surface et la préparation à l'assemblage.
(1) Traitement de surface: Tailleur à matériau & Rôle du composant
| Matériau/composant | Étapes de traitement de surface | Résultat attendu |
| Coque principale en ABS | 1. Poncez avec du papier de verre 400#→800#→1200# (supprimer les marques d'outils)2. Dégraisser avec de l'alcool isopropylique3. Peinture en spray mate/brillante (50µm d'épaisseur) | Adhérence de la peinture ≥4B (pas de pelage); brillant de surface 30–70 GU (par conception) |
| Tasse à jus PC | 1. Polissage du diamant (1,200#→2 000# grain)2. Nettoyer avec un nettoyant pour lentilles3. Appliquer un revêtement anti-rayures | Pas de rayures visibles; niveau anti-rayures ≥3H (essai au crayon) |
| Supports en aluminium | 1. Dégraisser avec un nettoyant alcalin2. Anodiser (gris argenté, 8–Film de 10 μm)3. Jet de sable (finition mate) | Résistance à la corrosion: Aucune rouille après un test au brouillard salin de 48 heures; coefficient de frottement ≤0,15 |
| Pièces d'engrenage POM | Aucun traitement supplémentaire (surface naturellement lisse) | Le coefficient de frottement reste 0.15; aucune usure après 1,000 essais de rotation |
(2) Assemblée & Débogage fonctionnel
Un assemblage approprié garantit que les composants fonctionnent ensemble de manière transparente, tandis que les tests fonctionnels valident l’utilisabilité du prototype.
Étapes d'assemblage:
- Vérification avant assemblage: Vérifiez que toutes les pièces répondent aux exigences dimensionnelles (Par exemple, la tasse à jus s'adapte à la coque avec un dégagement de 0,5 mm).
- Fixation des composants:
- Collez le gobelet à jus en PC à la coque en ABS avec un adhésif de qualité alimentaire (garantir l'absence de fuite).
- Visser les supports de moteur en aluminium à la base (couple 5 N · m, éviter d'endommager le fil).
- Installez des engrenages POM et des lames de simulation en résine imprimées en 3D (remplacez les vraies lames métalliques pour plus de sécurité).
- Essai d'étanchéité: Versez 200 mL d'eau dans le gobelet à jus ; vérifiez s'il y a des fuites au niveau des connexions. (pas d'infiltration d'eau à l'intérieur 10 minutes).
Débogage fonctionnel:
- Fonctionnement des boutons: Boutons de test/impulsions 100 fois - course 2 mm ± 0,2 mm, force de rétroaction 5–8N (confortable pour les utilisateurs).
- Rotation de la lame: Simuler un jus avec un moteur (500 RPM)— assurez-vous que la lame tourne en douceur, pas de friction avec la paroi de la coupelle.
- Flux de jus: Versez de l’eau par l’orifice d’alimentation – vérifiez le débit (≥50 ml/min) et aucun résidu dans la tasse.
4. Contrôle de qualité & Optimisation du processus
Un contrôle de qualité strict garantit que le prototype répond aux normes de conception, tandis que l'optimisation réduit les coûts des itérations futures.
(1) Normes clés de contrôle de la qualité
| Élément de contrôle | Critères d'acceptation | Méthode d'inspection |
| Précision dimensionnelle | – Tasse à jus: ± 0,1 mm- Coquille: ± 0,2 mm- Cavité d'engrenage: ± 0,05 mm | Cmm (composants critiques); étrier numérique (parties générales) |
| Qualité de surface | – PC: Ra ≤0,4 μm, transparence ≥85%- Abs: RA ≤0,8 μm, pas de marques d'outil | Testeur de rugosité de surface; spectrophotomètre; inspection visuelle (500lumière luxueuse) |
| Performances fonctionnelles | – Aucune fuite (10-test d'eau minutieux)- Rotation de la lame: 500 tr/min ±50 tr/min | Test de fuite d'eau; tachymètre (vitesse de la lame) |
(2) Conseils d'optimisation des processus
- Économie de matière: Concevoir des structures creuses pour pièces ABS (Par exemple, base avec parois de 3 mm d'épaisseur) pour réduire la taille du flan : permet d'économiser 20 à 30 % du coût du matériau.
- Efficacité d'usinage: Combinez ébauche et semi-finition pour des pièces simples (Par exemple, bandes décoratives) réduire le temps de changement d'outil de 15%.
- Simplification du post-traitement: Pour les pièces cachées (Par exemple, supports de moteur), évitez l'anodisation : utilisez une finition en aluminium naturel pour économiser 10 à 15 % du coût du traitement.
Le point de vue de Yigu Technology sur les modèles prototypes de presse-agrumes d'usinage CNC
À la technologie Yigu, nous croyons précision fonctionnelle et expérience utilisateur sont au cœur de l'usinage de prototypes de presse-agrumes. De nombreux clients compliquent excessivement les processus, par exemple, utiliser des machines 5 axes pour les coques ABS plates lors de travaux en 3 axes, ou un polissage excessif des pièces POM cachées. Notre équipe optimise à la fois la qualité et le coût: Nous utilisons du PC avec polissage au diamant pour les gobelets à jus (assurant une transparence ≥85%) et machines 3 axes pour la plupart des composants à découper 20% du temps d'usinage. Nous simplifions également la simulation des pales (3Résine imprimée en D au lieu du métal) pour la sécurité et le coût. Pour les prototypes par lots, nous utilisons des appareils multi-cavités pour usiner 2 à 3 gobelets à jus à la fois, Réduire le temps de production de 30%. Notre objectif est de fournir des prototypes qui valident la conception et les besoins des utilisateurs au moindre coût..
FAQ
- Pourquoi le plastique PC est-il préféré pour les gobelets à jus de presse-agrumes au lieu de l'acrylique?
Le plastique PC a une plus grande résistance aux chocs (10x plus fort que le verre) et une meilleure stabilité de la température (résistant à la chaleur jusqu'à 135°C) que l'acrylique - essentiel pour les gobelets à jus qui peuvent rencontrer des chutes accidentelles ou des liquides chauds. L'acrylique a tendance à se fissurer et à jaunir sous l'effet de la chaleur., le rendant impropre à une utilisation à long terme du presse-agrumes.
- Comment empêcher les pièces POM de fondre pendant l'usinage CNC?
Le POM fond à 160°C, nous contrôlons donc la température en: 1) Utilisation de vitesses de coupe faibles (8,000–10 000 tr/min) pour réduire la chaleur de friction; 2) Souffler de l'air comprimé en continu pour refroidir la pièce; 3) Éviter les coupures profondes (profondeur de couche ≤2mm) pour minimiser l'accumulation de chaleur. Ces étapes maintiennent la température du POM en dessous de 120°C pendant l'usinage.
- Quel est le temps total nécessaire pour usiner un seul prototype de presse-agrumes?
La durée totale est d'environ 4 à 6 jours: 1 journée de modélisation 3D/préparation des matériaux, 1–2 jours pour l’usinage CNC (brouillage + finition), 1 jour pour le post-traitement (polissage/peinture), et 1 à 2 jours pour l'assemblage/le débogage. Production par lots (10+ prototypes) peut être raccourci à 3 à 4 jours avec un traitement parallèle.