А CNC machining ice cream machine prototype process — это систематический рабочий процесс, который превращает концепции дизайна в физические прототипы., validating appearance, структура, сборка, and functionality for mass production optimization. This article breaks down the process step-by-step—from material selection to quality control—using data-driven tables, практические рекомендации, и советы по устранению неполадок, которые помогут вам справиться с ключевыми проблемами и обеспечить успех прототипа..
1. Предварительная подготовка: Определить цели & Выберите материалы
Предварительная подготовка задает направление всего процесса обработки.. It starts with clarifying project objectives and selecting materials tailored to the ice cream machine’s unique needs (НАПРИМЕР., безопасность пищевых продуктов, low-temperature resistance).
1.1 Цели проекта
The core goals of developing an ice cream machine prototype via CNC machining are:
- Проверять appearance design (НАПРИМЕР., shell shape, viewing window integration) matches brand aesthetics.
- Тест structural rationality (НАПРИМЕР., thin-wall shell stability, stirring mechanism alignment).
- Confirm осуществимость сборки (НАПРИМЕР., соответствие компонента, wiring accessibility).
- Проверять functional practicality (НАПРИМЕР., refrigeration speed, stirring smoothness, герметичность).
Почему эти цели важны? Пропуск выравнивания цели может привести к неправильному направлению обработки, например, чрезмерное внимание к внешнему виду при пренебрежении стандартами безопасности пищевых продуктов, который требует 50% больше времени на доработку.
1.2 Выбор материала: Сопоставление свойств с компонентами
Различные части машины для производства мороженого требуют материалов с особыми характеристиками.. В таблице ниже сравниваются наиболее подходящие варианты, а также их использование и требования:
| Компонент | Материал | Ключевые свойства | Требования к обработке | Диапазон затрат (за кг) |
| Оболочка тела | Алюминиевый сплав (6061/6063) | Легкий вес, Легко в машине, коррозионная устойчивость | Анодированный (черный/серебристый), пескоструйная поверхность (Ра1.6~Ра3.2) | \(6- )10 |
| Лайнер-контейнер | 304 Нержавеющая сталь | Пищевой, high-temperature/corrosion-resistant | Mirror polishing (Ra≤0.2μm) | \(15- )22 |
| Stirring Blades | 304 Нержавеющая сталь + Teflon Coating | Smooth food-contact surface, износостойкий | Removable design; shaft core made of stainless steel for strength | \(18- )25 |
| Transparent Viewing Window | Acrylic/PC Board | Высокая прозрачность, low-temperature resistance (-20° C+) | Edge polishing chamfer (R1~R2mm), anti-fog coating | \(8- )12 |
| Электрические компоненты | Nylon/POM | Insulated, Пламя-возобновляющий, arc-resistant | Used for brackets and button panels | \(4- )7 |
| Sealing Ring | Силикон | Водонепроницаемый, leak-proof, temperature-resistant (-20°C~200°C) | Seals lid-liner junction; нет обработки на станке с ЧПУ (формован) | \(9- )13 |
Пример: А liner container Использование 304 stainless steel to meet FDA food safety standards, while the viewing window chooses acrylic for cost-effectiveness and transparency—critical for users to monitor ice cream consistency.
2. Процесс обработки с ЧПУ: От программирования к производству компонентов
Этап обработки на станке с ЧПУ является основой создания прототипа.. Это следует за линейным рабочим процессом: программирование & process planning → key component machining → surface treatment.
2.1 Программирование & Планирование процессов
Precise programming ensures components match design specifications. Используйте программное обеспечение CAM (НАПРИМЕР., Мастеркам, PowerMill) to generate toolpaths and set parameters:
- 3D Model Splitting: Divide the prototype into independent parts (оболочка, liner, лезвия, скобки) для отдельного программирования.
- Настройка параметров резки:
| Стадия обработки | Тип инструмента | Скорость (об/мин) | Кормить (мм/мин) | Глубина резки (мм) |
| Грубая | Large-diameter flat knife (φ12~φ20mm) | 8000~12000 | 2000~3000 | 1~2 |
| Отделка | Small-diameter ball head knife (φ4~φ6mm) | 15000~20000 | 800~1200 | 0.1~0.2 |
| Hole Drilling | Drill bit (φ2~φ8mm) + Кран (M3~M6) | 5000~8000 | 500~1000 | N/a (drill to depth) |
- Специальные процессы:
- Liner Mirror Polishing: First rough-grind with a CNC grinder, then hand-polish to achieve Ra≤0.2μm (ensures easy cleaning and no food residue).
- Blade Spiral Surfaces: Use five-axis linkage machining for complex curves (Допуск ± 0,05 мм) to ensure uniform stirring.
2.2 Советы по обработке ключевых компонентов
Each component requires tailored machining strategies to avoid defects:
- Оболочка тела (Thin-Wall <2мм): Add process rib support during machining (removed post-production) to prevent deformation; use symmetrical cutting to reduce stress.
- Stirring Mechanism:
- Achieve interference fit between blades and shaft core; fix with laser welding post-machining.
- Reserve 0.05~0.1mm clearance at the bearing position to avoid rotational jamming.
- Transparent Viewing Window: Chamfer and polish edges after drilling; attach non-slip rubber strips to prevent scratches during assembly.
3. Процесс сборки: Строить & Тестирование функциональности
Assembly transforms machined components into a functional prototype. Follow a sequential workflow to ensure accuracy and safety.
3.1 Пошаговая сборка
- Предварительная установка основного компонента:
- Собирать мотор + stirring shaft + лезвия; test rotational balance (dynamic balance error ≤0.1g/cm²) Чтобы избежать вибрации.
- Встроить temperature control sensor (PT100) into the liner; hide wiring inside the fuselage to prevent interference.
- Сборка корпуса:
- Закрепите корпус пряжками + винты; установить панель управления, индикаторные лампы, и кнопки (совместить с предварительно обработанными отверстиями).
- Fix the transparent viewing window with silicone sealant to ensure waterproofing.
- Electrical Connections:
- Connect the circuit board to the motor, heating tube, and display screen; protect wires with insulating sleeves to meet safety standards.
3.2 Контрольный список функционального тестирования
Validate the prototype’s performance with targeted tests:
| Категория теста | Инструменты/Методы | Критерии прохождения |
| Refrigeration Performance | Freezing liquid (or ice cream raw materials), thermometer | Cools to -18°C in ≤20 minutes |
| Stirring Stability | Tachometer, noise meter | Runs continuously for 2 hours with no blade shaking or abnormal noise |
| Тест на герметичность | Наполнение водой (liner 80% полный) | No leakage after inverting the liner for 12 часы |
| Взаимодействие человека и компьютера | Touch screen tester, таймер | Touch response <0.5с; timer accuracy ±1min; alarm light triggers correctly (НАПРИМЕР., низкая температура) |
4. Контроль качества: Обеспечить точность & Безопасность
Strict quality control prevents defective prototypes from advancing to mass production. Use standardized tests and tools to verify key metrics.
4.1 Стандарты контроля качества
| Testing Item | Инструменты | Стандарты |
| Точность размеров | Координировать измерительную машину (ШМ) | Критические размеры: ± 0,05 мм; Non-critical dimensions: ± 0,1 мм |
| Визуальный осмотр | 10x Magnifying Glass, Visual Check | No scratches, ямы, or chromatic aberration; uniform edge chamfering |
| Assembly Verification | Torque wrench | Screw torque meets standards (НАПРИМЕР., M3 screws: 10~12N·m) |
| Food-Safe Compliance | FDA standard checklist | All food-contact parts (liner, лезвия) meet FDA requirements; no sharp edges/burrs |
Перспектива Yigu Technology
В Yigu Technology, Мы видим CNC machining ice cream machine prototype process как “risk reducer”—it identifies design flaws early to save mass production costs. Наша команда уделяет приоритетное внимание двум направлениям: precision and food safety. For liners, Мы используем 304 stainless steel with mirror polishing (Ra≤0.2μm) to ensure hygiene. Для лезвий, five-axis machining guarantees ±0.05mm tolerance for smooth stirring. We also add thermal expansion compensation (0.1mm gap between shaft and motor) to prevent low-temperature jamming. By integrating 3D scanning post-machining, we cut rework rates by 25% and deliver prototypes 1–2 weeks faster. Нужен ли вам внешний вид или функциональный прототип, we tailor the process to your goals while meeting global safety standards.
Часто задаваемые вопросы
- Q.: How long does the entire CNC machining ice cream machine prototype process take?
А: Обычно 10–14 рабочих дней. Включает 1–2 дня на подготовку., 3–4 дня на механическую обработку, 1–2 days for surface treatment, 2–3 дня на сборку, and 1–2 days for testing/quality control.
- Q.: Могу ли я заменить 304 stainless steel with aluminum alloy for the liner?
А: Нет. Aluminum alloy is not food-safe for direct ice cream contact (may react with acidic ingredients) and lacks the corrosion resistance of 304 нержавеющая сталь. Using aluminum alloy would fail FDA standards and require full prototype rework.
- Q.: What causes blade jamming, и как это исправить?
А: Common causes are insufficient bearing clearance (<0.05мм) or misaligned blades. Исправляет: Re-machine the bearing position to 0.05~0.1mm clearance; use five-axis machining to re-align blade spiral surfaces (Допуск ± 0,05 мм). Это устраняет заклинивание за 1–2 часа..