Developing a juicer prototype model requires a precise CNC machining process to validate design rationality, проверка соответствия компонента (НАПРИМЕР., blade assembly, juice flow paths), and evaluate user-centric details (НАПРИМЕР., non-slip base, button layout). Unlike large appliances, juicers have compact, multi-functional structures—from transparent juice cups to wear-resistant transmission parts—that demand tailored machining strategies. This guide breaks down the full workflow, from preliminary design to final assembly, with key parameters, выбор материала, и практические советы, которые помогут обеспечить успех прототипа.
1. Предварительная подготовка: Заложите основу для механической обработки
Успех обработки на станках с ЧПУ начинается с тщательной подготовки., включая 3D моделирование, выбор материала, и готовность оборудования/инструмента. This stage ensures the subsequent process avoids rework and meets design goals.
(1) 3D Моделирование: Define Juicer Structure with Precision
Используйте профессиональное программное обеспечение CAD (НАПРИМЕР., Солидворкс, и, Вкус) to create a detailed 3D model that covers all critical components. The model must balance aesthetic design, functional logic, и возможность механической обработки.
| Component Category | Ключевые детали дизайна | Точные требования | Цель |
| Основная часть (Shell) | Streamlined contour, non-slip base (groove depth 2mm), button mounting holes (Φ8mm) | Shell dimensional error ±0.2mm; допуск положения отверстия ±0,1 мм | Ensure structural stability; fit control buttons and power components |
| Juice Cup (Прозрачный) | Inner cavity volume (НАПРИМЕР., 500mL), feeding port (Φ50mm), juice outlet (Φ15mm) | Cavity roundness error ≤0.1mm; wall thickness uniformity ±0.05mm | Ensure smooth juice flow; avoid leakage at connections |
| Tool Holder & Части передачи | Blade mounting slot (depth 5mm), gear cavity (for POM gears), motor fixing holes | Slot depth tolerance ±0.05mm; gear cavity clearance 0.1mm | Fit rotating components; ensure smooth blade operation |
Советы по оптимизации модели:
- Component Splitting: Split integrated structures (НАПРИМЕР., cup body + крышка) на независимые части, чтобы избежать взаимодействия инструментов. Например, machine the juice cup and its lid separately, затем собрать с уплотнительным кольцом.
- Маркировка процесса: Маркируйте важные функции (НАПРИМЕР., “polish inner wall of juice cup”) и справочные данные (НАПРИМЕР., нижняя часть основания в качестве начала координат) для руководства программированием ЧПУ.
- Проверка помех: Use software to simulate blade rotation and juice flow—ensure 0.5mm clearance between blade and cup wall to prevent friction.
(2) Выбор материала: Сопоставьте производительность с ролями компонентов
Juicer components have distinct functional needs (прозрачность, износостойкость, сила), поэтому выбор материала имеет решающее значение. Ниже подробное сравнение подходящих вариантов.:
| Тип материала | Применимые компоненты | Ключевые свойства | Преимущества обрабатываемости |
| ABS Пластик | Main shell, база, крышка | Высокая ударная стойкость (Izod strength 20 KJ /), легко окрасить, бюджетный | Низкий износ инструмента; machinable at 8,000–12,000 rpm (fast and efficient) |
| ПК Пластик | Transparent juice cup, смотровое окно | Высокая прозрачность (светопропускание ≥88%), воздействие (10x сильнее стекла) | Возможна прецизионная резка; minimal edge chipping (≤0.1mm) |
| Пома (Полиоксиметилен) | Передачи, tool holder (износостойкие детали) | Низкий коэффициент трения (0.15), устойчивость к износу, Хорошая стабильность | No deformation during machining; suitable for small transmission parts |
| Алюминиевый сплав (6061) | Motor brackets, metal decorative parts | Высокая жесткость (предел прочности 276 МПА), коррозионная устойчивость | Fast cutting speed; surface can be anodized for enhanced texture |
Подготовка заготовки материала:
- Cut blanks with 5–10mm machining allowance on all sides to accommodate roughing and finishing:
- A PC juice cup (окончательный размер: Φ80mm×120mm) needs a Φ90mm×130mm blank.
- An ABS main shell (200mm×150mm×80mm) requires a 210mm×160mm×90mm blank.
(3) Оборудование & Подготовка инструмента: Обеспечьте точность обработки
Select CNC equipment and tools based on component complexity and material properties to avoid defects like tool marks or dimensional deviations.
| Тип оборудования/инструмента | Критерии выбора | Рекомендуемые характеристики |
| Обрабатывающий центр с ЧПУ | 3-axis for flat parts; 5-axis for curved surfaces (НАПРИМЕР., juice cup inner wall) | Точность позиционирования ±0,005 мм; диапазон скоростей шпинделя 8000–24000 об/мин. |
| Фрезеры | Solid carbide for plastics; Высокоскоростная сталь (HSS) for aluminum alloy | – Грубая: Φ8–Φ12mm flat-bottom mills (быстрое удаление материала)- Отделка: Φ2–Φ6mm ball-head mills (Изогнутые поверхности); Φ0.5–2mm small mills (logo/buttons) |
| Special Tools | Taper cutters (chamfering juice cup edges); diamond polishers (PC transparency) | Taper angle 45°; diamond polisher grit 1,200# (for PC surface refinement) |
| Светильники | Vacuum suction cups (flat ABS/PC parts); precision vises (aluminum/POM components) | Vacuum pressure ≥0.8 MPa; vise clamping force ≥3 kN (prevents workpiece displacement) |
2. Исполнение обработки с ЧПУ: From Blank to Prototype Components
This stage divides machining into roughing and finishing to balance efficiency and precision—critical for juicer components with diverse structures.
(1) Грубая обработка: Shape the Foundation
Черновая обработка удаляет большую часть лишнего материала, чтобы приблизить заготовку к окончательной форме., приоритет скорости, избегая повреждения инструмента.
| Тип компонента | Черновая обработка | Ключевые операции & Параметры |
| ABS Main Shell | Machine outer contour, base grooves, button holes | Use Φ10mm flat-bottom mill; Скорость резки 10,000 об/мин, скорость корма 1,200 мм/мин; layer depth 3mm |
| PC Juice Cup | Mill outer wall and inner cavity; pre-drill feeding/juice outlets | Используйте концевую фрезу Φ8 мм.; Скорость резки 9,000 об/мин, скорость корма 800 мм/мин; retain 0.5mm finishing allowance |
| POM Gear Cavity | Machine cavity outline and mounting holes | Use Φ6mm end mill; Скорость резки 8,000 об/мин, скорость корма 600 мм/мин; Избегайте перегрева (POM melts at 160°C) |
Контроль после черновой обработки:
- Use a digital caliper to check key dimensions (НАПРИМЕР., juice cup diameter, высота корпуса) and ensure they are within ±0.5mm of the design value.
- Clean chips with compressed air—especially critical for PC parts (chips left on surfaces cause scratches during finishing).
(2) Отделка: Достичь точности & Качество поверхности
Finishing refines components to meet final design requirements, focusing on transparency (ПК), smoothness (АБС), и точность размеров (POM/aluminum).
| Тип компонента | Finishing Focus | Ключевые операции & Параметры |
| PC Juice Cup | Polish inner/outer walls (прозрачность); chamfer edges (prevent sharpness) | Используйте шаровую мельницу диаметром 4 мм. (inner wall); Скорость резки 15,000 об/мин, скорость корма 500 мм/мин; then diamond polish (light transmittance ≥85%) |
| ABS Main Shell | Smooth shell surface; engrave logo/button labels (depth 0.3mm) | Use Φ2mm ball-head mill; Скорость резки 12,000 об/мин, скорость корма 700 мм/мин; шероховатость поверхности Ra ≤0,8 мкм |
| POM Gear Cavity | Refine cavity walls; ensure gear clearance (0.1мм) | Use Φ3mm end mill; Скорость резки 9,000 об/мин, скорость корма 500 мм/мин; dimensional tolerance ±0.05mm |
Завершение проверок качества:
- For PC parts: Use a spectrophotometer to verify transparency (≥85%) and a surface roughness tester to confirm Ra ≤0.4μm.
- For POM gear cavities: Use a feeler gauge to check clearance (0.1мм) and ensure gears rotate smoothly without jamming.
3. Пост-обработка: Улучшить эстетику & Функциональность
Post-processing bridges the gap between machined components and a realistic juicer prototype, focusing on surface refinement and assembly readiness.
(1) Поверхностная обработка: Портной к материалу & Component Role
| Material/Component | Этапы обработки поверхности | Ожидаемый результат |
| ABS Main Shell | 1. Sand with 400#→800#→1200# sandpaper (удалить следы инструмента)2. Обезжирить изопропиловым спиртом3. Spray matte/gloss paint (50толщина мкм) | Адгезия краски ≥4B (Нет пилинга); surface gloss 30–70 GU (за дизайн) |
| PC Juice Cup | 1. Diamond polishing (1,200#→2,000# grit)2. Очистите средством для чистки линз3. Нанесите покрытие против царапин | Нет видимых царапин; уровень защиты от царапин ≥3H (карандашный тест) |
| Aluminum Brackets | 1. Обезжирить щелочным очистителем2.. Анодировать (серебристо-серый, 8– пленка 10 мкм)3. Пескоструйная обработка (матовая отделка) | Коррозионная стойкость: Отсутствие ржавчины после 48-часового испытания в солевом тумане.; коэффициент трения ≤0,15 |
| POM Gear Parts | Никакого дополнительного лечения (naturally smooth surface) | Friction coefficient remains 0.15; no wear after 1,000 rotation tests |
(2) Сборка & Функциональная отладка
Proper assembly ensures components work together seamlessly, while functional tests validate the prototype’s usability.
Сборные шаги:
- Проверка перед сборкой: Verify all parts meet dimensional requirements (НАПРИМЕР., juice cup fits shell with 0.5mm clearance).
- Component Fixing:
- Bond PC juice cup to ABS shell with food-grade adhesive (ensure no leakage).
- Screw aluminum motor brackets to the base (крутящий момент 5 N · m, avoid thread damage).
- Install POM gears and 3D-printed resin simulation blades (replace real metal blades for safety).
- Тест на герметичность: Pour 200mL water into the juice cup—check for leakage at connections (no water seepage within 10 минуты).
Функциональная отладка:
- Button Operation: Test switch/pulse buttons 100 times—stroke 2mm ±0.2mm, feedback force 5–8N (comfortable for users).
- Blade Rotation: Simulate juicing with a motor (500 об/мин)—ensure blade rotates smoothly, no friction with cup wall.
- Juice Flow: Pour water through the feeding port—check flow rate (≥50mL/min) and no residue in the cup.
4. Контроль качества & Оптимизация процесса
Strict quality control ensures the prototype meets design standards, while optimization reduces costs for future iterations.
(1) Ключевые стандарты контроля качества
| Control Item | Acceptance Criteria | Inspection Method |
| Точность размеров | – Juice cup: ± 0,1 мм- Shell: ± 0,2 мм- Gear cavity: ± 0,05 мм | ШМ (critical components); цифровой суппорт (Общие части) |
| Качество поверхности | – ПК: Ra ≤0.4μm, transparency ≥85%- АБС: Ра ≤0,8 мкм, Нет отметок инструмента | Surface roughness tester; spectrophotometer; Визуальный осмотр (500lux light) |
| Functional Performance | – No leakage (10-minute water test)- Blade rotation: 500 rpm ±50 rpm | Water leakage test; tachometer (blade speed) |
(2) Советы по оптимизации процессов
- Material Saving: Design hollow structures for ABS parts (НАПРИМЕР., base with 3mm thick walls) to reduce blank size—saves 20–30% material cost.
- Эффективность обработки: Combine roughing and semi-finishing for simple parts (НАПРИМЕР., decorative strips) to cut tool change time by 15%.
- Post-Processing Simplification: Для скрытых частей (НАПРИМЕР., motor brackets), skip anodizing—use natural aluminum finish to save 10–15% of treatment cost.
Yigu Technology’s Perspective on CNC Machining Juicer Prototype Models
В Yigu Technology, Мы верим functional precision and user experience are the core of juicer 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 cost: We use PC with diamond polishing for juice 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 juice cups at once, сокращение времени производства 30%. Our goal is to deliver prototypes that validate design and user needs at the lowest cost.
Часто задаваемые вопросы
- Why is PC plastic preferred for juicer juice cups instead of acrylic?
PC plastic has higher impact resistance (10x сильнее стекла) and better temperature stability (heat-resistant up to 135°C) than acrylic—critical for juice cups that may encounter accidental drops or warm liquids. Acrylic is prone to cracking and yellowing under heat, making it unsuitable for long-term juicer use.
- How to prevent POM parts from melting during CNC machining?
POM melts at 160°C, so we control temperature by: 1) Using low cutting speeds (8,000–10 000 об/мин) to reduce friction heat; 2) Blowing compressed air continuously to cool the workpiece; 3) Avoiding deep cuts (layer depth ≤2mm) to minimize heat accumulation. These steps keep POM temperature below 120°C during machining.
- What is the total time required to machine a single juicer prototype?
Total time is ~4–6 days: 1 day for 3D modeling/material prep, 1–2 days for CNC machining (грубая + отделка), 1 день для постобработки (polishing/painting), and 1–2 days for assembly/debugging. Batch production (10+ прототипы) can be shortened to 3–4 days with parallel processing.