What Is the Professional CNC Machining Air Conditioning Prototype Process?

polyester pet injection molding

А CNC machining air conditioning prototype process is a systematic workflow that transforms air conditioning design concepts into physical prototypes, проверка подлинности внешнего вида, structural rationality, heat exchange efficiency, и основная функциональная логика (НАПРИМЕР., airflow uniformity, noise control). В этой статье поэтапно разбивается процесс — от предварительного проектирования до окончательной отладки — с использованием таблиц, управляемых данными., практические рекомендации, и советы по устранению неполадок, которые помогут вам справиться с ключевыми проблемами и обеспечить успех прототипа..

Оглавление

1. Предварительная подготовка: Define Requirements & Lay the Design Foundation

Preliminary preparation sets the direction for the entire prototype development. Он ориентирован на две основные задачи: requirements analysis & conceptual design и 3D Моделирование & structural detailing, both tailored to the unique needs of different air conditioning types (НАПРИМЕР., compact structure for wall-mounted AC, multi-directional airflow for central AC).

1.1 Анализ требований & Conceptual Design

Before starting machining, clarify functional and appearance requirements to avoid misaligned development goals—this step reduces rework risk by 30% в среднем.

1.1.1 Functional Requirements Clarification

Different AC types have distinct functional priorities. The table below outlines key specs for common models:

AC TypeОсновная функциональная направленностьПример ключевых характеристик
Wall-Mounted ACCompact indoor unit, efficient heat exchangeCooling capacity: 2–3.5kW; Шум (indoor unit): ≤30dB; Indoor unit thickness ≤180mm
Vertical ACLarge airflow, stable baseCooling capacity: 3.5–5kW; Air supply range: 0°–90° (up/down swing); Base weight ≥30kg
Central AC OutletMulti-directional airflow, совместимостьAirflow uniformity: ±5% variation; Swing angle (слева/справа): 0°–120°; Material corrosion resistance

1.1.2 Внешний вид Концептуальный дизайн

Создавайте предварительные эскизы или 3D-чертежи, используя такие инструменты, как Эскиз или Носорог, with three key considerations:

  • Эстетическая координация: Wall-mounted ACs use slim, curved lines (radius 8–12mm) to fit home walls; vertical ACs adopt cylindrical or rectangular shapes for living room decor.
  • Взаимодействие человека и компьютера: Place displays and buttons at eye level (1.5–1.8m from the ground for wall-mounted ACs); use touch-sensitive or physical knobs with clear icons.
  • Environmental Adaptation: Add dust filters (removable design for easy cleaning) and drainage ports (positioned to avoid water leakage); use anti-mildew materials for high-humidity areas.

1.2 3D Моделирование & Structural Detailing

Use professional CAD software to translate concepts into precise models, ensuring processability for CNC machining.

1.2.1 Выбор программного обеспечения & Core Structural Design

  • Выбор программного обеспечения: Расставить приоритеты Солидворкс, И nx, или Для/e— они поддерживают параметрическое проектирование, allowing easy adjustment of dimensions (НАПРИМЕР., evaporator size, air duct width) and compatibility with CAM software.
  • Разбивка компонентов: Split the AC into parts like indoor/outdoor unit housing, Компоненты воздушного воздуховода (deflectors, volutes), радиаторы, motor brackets, и управляющие панели for separate machining.
  • Key Structure Optimization:
  1. Жилье: Determine material thickness (1–3mm for plastic, 0.8–1.5mm for aluminum alloy) and assembly structures (снимки, M3–M4 screw holes with ±0.1mm tolerance).
  2. Air Ducts: For wall-mounted ACs, optimize airflow paths to reduce turbulence (НАПРИМЕР., curved volutes with 5°–10° expansion angle); for central AC outlets, design multi-layer deflectors for uniform air distribution.
  3. Heat Sinks: Design fin density (0.5–1mm spacing) и форма (wavy or louvered) based on heat exchange efficiency—wavy fins improve heat dissipation by 15% compared to flat fins.
  4. Detail Features: Add brand logos (embossed height 0.8–1mm), indicator light holes (диаметр 3–5 мм), and filter mounting grooves (depth 5–8mm, Допуск ± 0,05 мм).

2. Выбор материала & Планирование процессов: Match Materials to Performance Needs

Choosing the right materials and defining machining strategies are critical for prototype performance. This phase follows amaterial selection → parameter setting → sequence planningworkflow to ensure efficiency and precision.

2.1 Выбор материала: Balance Performance, Расходы, and Processability

Different AC components require materials with specific properties (НАПРИМЕР., thermal conductivity for heat sinks, corrosion resistance for outdoor units). The table below compares suitable options:

КомпонентРекомендуемый материалКлючевые свойстваПреимущества обработкиДиапазон затрат (за кг)
Indoor Unit HousingABS Пластик / ПК СмесьЛегкий вес, воздействие, low noise transmissionЛегко разрезать; smooth surface for painting\(3- )6
Outdoor Unit HousingАлюминиевый сплав (6061) / Нержавеющая сталь (304)Коррозионная устойчивость, долговечный, ПогодаGood for anodization; high strength for outdoor use\(6- )10 (Алюминий); \(15- )22 (SS)
Air Duct ComponentsABS Пластик / Алюминиевый сплавВысокая жесткость, Хорошая стабильностьПластик: No burrs; Металл: Suitable for curved machining\(3- )6 (Пластик); \(6- )10 (Металл)
Heat SinksАлюминиевый сплав (1050) / МедьОтличная теплопроводность (Ал: 220 W/m · k; Кузок: 401 W/m · k)Fast machining; easy to form fins\(5- )8 (Алюминий); \(18- )25 (Медь)
Control PanelsАБС + ПК СмесьИзоляция, воздействие сопротивления, smooth surface for silk-screenCompatible with touch-sensitive film installation\(4- )7

Пример: Wall-mounted AC heat sinks use aluminum alloy (рентабельный, легкий вес), while high-end central AC heat sinks use copper (superior thermal conductivity) for large cooling capacity.

2.2 Планирование процессов: Define CNC Machining Strategies

Clear process planning ensures efficient and precise machining, сокращение времени производства 20%.

2.2.1 Tool Selection by Material & Задача

МатериалЗадача обработкиТип инструментаСпецификации
Пластик (ABS/PC)ГрубаяCarbide Flat-End MillΦ6–10mm, 2–3 зуба
Пластик (ABS/PC)ОтделкаCarbide Ball-Nose MillΦ2–4mm, 4–6 зубов
Алюминиевый сплавГрубаяCarbide End MillΦ4–6mm, 2 зубы
Алюминиевый сплавОтделкаTiAlN-Coated Carbide CutterΦ3–5mm, 4 зубы
Нержавеющая стальГрубаяHigh-Speed Steel End MillΦ4–8mm, 2 зубы
Нержавеющая стальОтделкаDiamond-Coated CutterΦ2–4mm, 4 зубы

2.2.2 Настройка параметров резки

Оптимизированные параметры предотвращают деформацию материала и обеспечивают качество поверхности.:

МатериалСтадия обработкиСкорость (об/мин)Скорость корма (мм/зуб)Глубина резки (мм)Охлаждающая жидкость
ABS ПластикГрубая300–6000.2–0,50.5–2Сжатый воздух
ABS ПластикОтделка800–15000.1–0,20.1–0,3Сжатый воздух
Алюминиевый сплав (6061)Грубая1500–25000.1–0,31–3Эмульсия
Алюминиевый сплав (6061)Отделка2500–40000.05–0,10.05–0,1Эмульсия
Нержавеющая сталь (304)Грубая800–12000.08–0,150.3–1Эмульсия
Нержавеющая сталь (304)Отделка1500–20000.03–0,080.03–0,05Эмульсия

2.2.3 Machining Sequence

Следуйте этому порядку, чтобы избежать повреждения компонентов и обеспечить точность.:

  1. Сначала обрабатывайте крупные детали (НАПРИМЕР., внутренние/наружные корпуса) чтобы установить ссылку на сборку.
  2. Обработка сложных криволинейных поверхностей (НАПРИМЕР., volutes, deflectors) слоями (0.5–1 мм на слой) для обеспечения точности формы.
  3. Обработка мелких прецизионных деталей (НАПРИМЕР., motor brackets, Кнопки панели управления) последний, чтобы предотвратить столкновение.

3. Исполнение обработки с ЧПУ: Turn Models into Physical Components

Этот этап является основой создания прототипа., после “machine preparation → roughing → semi-finishing → finishingworkflow to ensure component precision (tolerance ±0.03mm for key parts).

3.1 Machine Preparation & Программирование

  • Machine Selection:
  • Most parts (корпусы, радиаторы) Используйте 3-axis CNC milling machine (точность позиционирования ±0,01 мм).
  • Complex parts like volutes or central AC deflectors require a 5-axis CNC machine for multi-angle machining.
  • Программирование & Калибровка:
  1. Import 3D models into CAM software (НАПРИМЕР., Мастеркам, И nx) to generate toolpaths; set safety planes (5–10mm above the workpiece) to avoid tool collision.
  2. Clamp materials (plastic plates, aluminum blocks) and calibrate the zero point using a touch probe (accuracy ±0.005mm).

3.2 Грубая & Полуфинизируя: Shape the Basic Form

  • Грубая: Remove 80–90% of excess material to approach the component’s basic shape. Например:
  • Жилье: Mill the outer contour first, then dig the internal cavity (avoids plastic collapse).
  • Heat Sinks: Rough-cut the base shape, leaving 0.5–1mm allowance for fin machining.
  • Полуфинизируя: Correct roughing deviations and leave a 0.1–0.2mm allowance for finishing. Ключевые шаги включают в себя:
  • Smoothing air duct inner walls to reduce airflow resistance.
  • Pre-drilling screw holes (90% of final diameter) for precise tapping later.

3.3 Отделка: Достичь точности & Качество поверхности

Finishing determines the prototype’s appearance and functional performance. The table below outlines requirements for key components:

КомпонентШероховатость поверхностиМетод обработки
Indoor Unit HousingРа ≤0,8 мкмPolish with 800–1200 mesh sandpaper; удалить следы инструмента
Heat SinksRa ≤0.4μmHigh-speed finishing for fin spacing (0.5–1 мм); deburr fin edges with a wire brush
VolutesRa ≤0.6μm5-axis finishing for curved surfaces; ensure smooth airflow path
Панель управленияРа ≤1,6 мкмPolish and clean; prepare for silk-screen or touch-sensitive film
  • Special Structure Machining:
  • Heat sink fins: Use a specialized fin cutter to ensure uniform spacing (±0.05mm variation).
  • AC outlet deflectors: Machine swing shafts with tolerance ±0.02mm to ensure smooth movement.

4. Пост-обработка & Сборка: Повысить производительность & Эстетика

Постобработка устраняет дефекты и подготавливает детали к сборке., while careful assembly ensures the prototype functions as intended.

4.1 Пост-обработка: Improve Durability & Появление

  • Выслушивание & Уборка:
  • Пластиковые детали: Use a blade to remove burrs; clean with isopropyl alcohol to eliminate oil residue.
  • Металлические детали: Sand with 400–800 mesh sandpaper; для алюминия, use a wire brush to remove oxidation.
  • Поверхностная обработка:
КомпонентМетод леченияЦель
Indoor Unit HousingSpray matte/glossy paint; hot-stamp brand logosУлучшить эстетику; prevent scratches
Outdoor Unit HousingАнодировать (алюминий) or electroplate (нержавеющая сталь); add anti-UV coatingУлучшить коррозионную стойкость; withstand outdoor weather
Панель управленияSilk-screen buttons/icons; spray insulating paintEnsure visibility; prevent electrical leakage
  • Functional Enhancement:
  • Attach rubber seals to filter mounting grooves (improves air tightness by 20%).
  • Install waterproof membranes on control panels to prevent dust/water ingress.

4.2 Сборка & Отладка: Проверка функциональности

Follow a sequential assembly order to avoid rework, then conduct comprehensive testing:

4.2.1 Assembly Sequence

  1. Assemble core components: Mount the evaporator/condenser to the housing → install the fan and motor → attach air duct components.
  2. Add secondary parts: Install the control panel → attach the filter → connect wires (use heat-shrinkable tubes for insulation).
  3. Secure structures: Use screws (крутящий момент: 1.5–2.0 N·m for M3 screws), снимки, or epoxy glue (for air duct joints).

4.2.2 Функциональная отладка

Тестовый предметИнструменты/МетодыКритерии прохождения
Airflow UniformityAnemometer (measured at 1m from the outlet)Variation ≤5% across different points; meets design airflow rate (НАПРИМЕР., 300m³/h for wall-mounted AC)
Noise LevelSound level meter (indoor unit: 1m away; outdoor unit: 3m away)Indoor unit ≤30dB; outdoor unit ≤55dB
Heat Exchange EfficiencyThermometer (measure inlet/outlet air temperature)Охлаждение: Temperature drop ≥8°C (в помещении); Обогрев: Temperature rise ≥5°C (в помещении)
Water LeakageFill drainage port with water (1Л); observe for 30 минутыNo leakage from housing or joints
Swing FunctionProtractor + секундомерSwing angle meets design specs (НАПРИМЕР., 0°–90° for wall-mounted AC); no jitter

5. Случаи применения: Tailor Processes to AC Types

Different AC types require adjusted processes to meet their unique needs.

5.1 Wall-Mounted AC Prototype

  • Фокус: Compact structure and silent operation.
  • Process Adjustments:
  • Use thin aluminum alloy (0.8мм) for the indoor unit housing to reduce thickness (≤180mm).
  • Optimize air duct curvature to reduce turbulence (noise ≤30dB); test filter removal/installation ease.

5.2 Central AC Outlet Prototype

  • Фокус: Multi-directional airflow and corrosion resistance.
  • Process Adjustments:
  • Используйте из нержавеющей стали (304) for outdoor-facing parts (коррозионная стойкость); machine deflectors with 5-axis CNC for 0°–120° swing.
  • Test compatibility with central AC main units (airflow matching, installation fit).

Перспектива Yigu Technology

В Yigu Technology, Мы видим CNC machining air conditioning prototype process как “performance validator—it identifies design flaws early to save mass production costs. Наша команда уделяет приоритетное внимание двум направлениям: precision and functionality. For key parts like heat sinks, we use aluminum alloy with 5-axis finishing (fin spacing ±0.05mm) to ensure heat exchange efficiency. For air ducts, we optimize curvature via CFD simulation and CNC machining (Ra ≤0.6μm) to reduce noise. Мы также интегрируем постобработку 3D-сканирования для проверки точности размеров. (± 0,03 мм), сокращение темпов доработок за счет 25%. Сосредоточив внимание на этих деталях, мы помогаем клиентам сократить время выхода на рынок на 1–2 недели. Whether you need a wall-mounted or central AC prototype, we tailor solutions to meet global energy efficiency and safety standards.

Часто задаваемые вопросы

  1. Q.: How long does the entire CNC machining air conditioning prototype process take?

А: Typically 12–18 working days. This includes 2–3 days for preparation (requirements analysis, моделирование), 4–6 дней для обработки ЧПУ, 2–3 дней для постобработки, 3–4 days for assembly, and 1–2 days for debugging/testing.

Оглавление

Индекс
Прокрутите вверх