以下是CNC加工空氣凈化器手板模型的詳細流程，重點針對復雜結構、高精度裝配和功能性驗證：

1. 設計階段

需求分析與拆解

核心組件：

外殼：上下殼體、進風口、出風口（格柵）。

濾芯模塊：HEPA濾芯支架、活性炭濾網（簡化為可拆卸結構）。

風機模塊：風機腔體、導流板（模擬氣流路徑）。

功能部件：傳感器支架（如PM2.5檢測）、顯示屏、按鍵、指示燈。

結構優化：

簡化內部濾芯（保留卡槽結構），保留外觀和機械裝配特征（如卡扣、螺絲孔）。

設計可拆卸部件（如濾芯、面板），便于展示內部結構。

3D建模與工程圖

軟件：使用 SolidWorks 或 UG NX 建模，確保精度（公差±0.05mm）。

關鍵設計：

進風口：蜂窩狀格柵（用CNC鉆孔或激光切割）。

濾芯支架：鏤空結構（模擬濾網安裝位），添加卡扣固定。

風機腔體：內壁光滑（減少風阻），預留導流槽。

傳感器孔：預留Φ2mm小孔（模擬傳感器安裝）。

輸出文件：導出 .stl/.step 文件，并生成二維圖紙（標注尺寸、螺紋規格、表面處理要求）。

2. CNC加工準備

材料與設備選擇

材料：

外殼/濾芯支架：ABS/PC塑料（CNC雕刻）或鋁合金（輕量化）。

進風口格柵：亞克力（透明）或尼龍（耐磨）。

風機腔體：鋁合金（散熱性）或樹脂（絕緣性）。

設備：

小型精密CNC機床（如Desktop CNC）或五軸加工中心（復雜曲面）。

刀具庫：球頭刀（曲面）、平底刀（平面）、槽刀（凹槽）、絲錐（螺紋孔）。

工藝規劃

分件加工：將凈化器拆分為外殼、濾芯、風機腔體、格柵等部件，單獨編程加工。

刀具路徑：

粗加工：大進給量去除余量（切深1mm-2mm），留0.5mm-1mm精加工余量。

精加工：小切深（0.1mm-0.2mm）提高表面光潔度，球頭刀處理弧度。

清角：用錐度刀清理直角角落的殘留。

夾具設計：

使用定位治具固定工件，確保多部件裝配精度（如上下殼體的垂直度）。

薄壁部件（如濾芯支架）添加工藝支撐防止變形。

3. CNC加工過程

粗加工

裝夾：用虎鉗或真空吸盤固定材料，校準水平。

切削參數：

塑料：轉速8000-12000rpm，進給速度300-500mm/min。

鋁合金：轉速15000-20000rpm，進給速度400-600mm/min。

切深：1mm-2mm（分層銑削），避免過載。

策略：優先加工大平面（如外殼底座），再處理細節（如按鈕、凹槽）。

精加工

刀具：換用小直徑球頭刀（Φ2mm-Φ4mm）加工弧度（如格柵邊緣），尖刀處理螺紋孔。

參數調整：降低進給速度（50%-70%），提高轉速，避免過切。

表面處理：通過平行銑削保證平面度（Ra3.2以上），曲面用環切路徑。

特殊工藝

蜂窩格柵：用Φ1mm以下刀具鉆孔，或激光微加工（密集小孔）。

螺紋孔：用絲錐攻M2-M4螺紋（預鉆底孔大小為螺紋直徑的80%）。

透光按鍵：亞克力板材加工后，用金剛石砂輪拋光至透明無劃痕。

濾芯卡扣：添加防脫設計（如倒鉤結構），確保濾芯固定。

4. 后處理與組裝

去毛刺與打磨

用砂紙（400目→2000目）逐級打磨銳邊，金屬部件倒角（C0.2-C0.5）。

透明件（如按鍵）用羊毛輪拋光，避免刮花。

表面處理

塑料件：噴涂啞光漆（模擬量產質感）或電鍍（如金屬光澤）。

金屬件：陽極氧化（鋁合金）或噴漆防銹。

顯示屏：粘貼透明亞克力片，模擬屏幕顯示（可UV打印刻度）。

組裝與調試

裝配順序：從內到外（如先裝濾芯，再裝外殼）。

功能性測試：

檢查卡扣手感、濾芯安裝是否牢固。

模擬氣流測試（用風速儀檢測進風口與出風口）。

傳感器支架可粘貼假傳感器（如LED燈）模擬工作狀態。

5. 應用場景與優化

優勢：

精度高（±0.05mm），適合復雜結構（如蜂窩格柵、濾芯卡扣）。

材料多樣，可測試塑料輕便性、金屬散熱性等性能。

支持功能性驗證（如裝配、氣流路徑、人機交互）。

優化方向：

成本控制：非關鍵部件（如外殼）可用3D打印替代，降低CNC工時。

效率提升：合并部分零件（如外殼一體加工），減少裝夾次數。

功能擴展：添加微型風機（需電路集成）或傳感器（如空氣質量檢測）。

注意事項

材料變形：

薄壁部件（如濾芯支架）加工時需預留收縮率（塑料約0.5%），并添加支撐。

金屬件加工后需時效處理（自然冷卻24小時）消除應力。

公差配合：

濾芯與支架的間隙建議0.1mm-0.2mm，螺紋孔錯位需小于0.1mm。

上下殼體的裝配間隙均勻（≤0.2mm）。

表面處理：

金屬部件需噴砂或拉絲處理掩蓋刀痕，塑料件避光儲存防老化。

透明件避免使用腐蝕性溶劑清洗（如酒精）。

通過CNC加工的空氣凈化器手板模型可直接用于裝配驗證、用戶體驗測試或展會展示，是高端產品開發中高精度原型的首選方案。