CN106077829A - 金属壳体、外观面纹理加工方法、刀具及电子设备 - Google Patents

金属壳体、外观面纹理加工方法、刀具及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及金属壳体加工技术领域，尤其涉及一种金属壳体、外观面纹理加工方法、刀具及电子设备。金属壳体的外观面上的纹理包括多条平行的直线形条状凹槽，每条直线形条状凹槽的横截面中均包括两个相对的斜线和连接两个斜线的底端的圆弧，两个斜线和圆弧均关于横截面中的竖直中心线对称设置，并且两个斜线之间的距离沿从下向上的方向逐渐变大，圆弧向下凸出。金属壳体外观面纹理加工方法用于加工上述金属壳体，刀具用于上述金属壳体外观面纹理加工方法，电子设备包括上述金属壳体。上述纹理可以在外观面上形成具有竖线光亮的外观效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体外观面的精细度。

Description

金属壳体、外观面纹理加工方法、刀具及电子设备
技术领域
本发明涉及金属壳体加工技术领域，尤其涉及一种金属壳体、外观面纹理加工方法、刀具及电子设备。
背景技术
现有金属壳体(如手机、平板电脑等的外壳)多采用铝合金制成，铝合金做表面处理通常是在CNC加工之后做打磨和喷砂处理，然后再做阳极氧化处理。其中，喷砂后的铝合金外观面具有一定的粗糙度，主要是因为喷砂采用锆砂/铁砂等轰击金属表面，在金属表面形成凹凸不平的纹理，氧化之后表面形成氧化微孔，在光照条件下形成散射。这样的金属壳体外观面处理方法导致现有金属壳体的外观效果基本趋于同化状态。
因此，亟需一种新颖的金属外观效果来提升金属壳体表面的精细度，进而提高产品的竞争力。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种外观精细度更高的金属壳体。
本发明的另一个目的在于提供一种能够获得精细度更高的外观面的金属壳体外观面纹理加工方法。
本发明的再一个目的在于提供一种用于上述金属壳体外观面纹理加工方法以加工出精细度更高的外观面的刀具。
本发明的再一个目的在于提供一种电子设备，该电子设备的外观面具有更高的精细度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供一种金属壳体，金属壳体的外观面上具有纹理，纹理包括：多条平行的直线形条状凹槽，每条直线形条状凹槽的横截面中均包括两个相对的斜线和连接两个斜线的底端的圆弧，两个斜线和圆弧均关于横截面中的竖直中心线对称设置，并且两个斜线之间的距离沿从下向上的方向逐渐变大，圆弧向下凸出。
根据本发明，所有直线形条状凹槽等间距排列。
根据本发明，金属壳体的外观面包括主体平面和曲面，曲面连接在主体平面的侧边，直线形条状凹槽在主体平面和曲面上连贯延伸。
本发明另一方面提供一种用于加工上述任一项金属壳体的金属壳体外观面纹理加工方法，包括如下步骤：S1、以使金属壳体的外观面竖直定向的方式放置金属壳体，并保持金属壳体固定不动；S2、采用刀具在金属壳体的外观面上依次加工出多条横向的直线形条状凹槽。
根据本发明，在步骤S1中：金属壳体的长度方向与竖直方向平行。
根据本发明，在步骤S1中：采用转台装夹金属壳体。
根据本发明，刀具包括刀杆和刀片，刀杆竖直放置，刀片连接在刀杆的下端并垂直于刀杆设置；步骤S2包括如下子步骤：S2.1、刀杆通过自转、进给运动和横向移动带动刀片在外观面上沿横向切削出一条直线形条状凹槽；S2.2、刀杆沿竖直方向移动预设距离，然后返回步骤S2.1，直至加工完设定的所有直线形条状凹槽为止。
根据本发明，刀片的切削部包括两个相反的斜面和连接两个斜面的底端的圆弧面，两个斜面和圆弧面均关于切削部的水平中心面对称设置，并且两个斜面之间的距离沿水平向外的方向逐渐变小，圆弧面向外凸出。
本发明再一方面提供一种用于上述任一项金属壳体外观面纹理加工方法的刀具，包括：刀杆和刀片，刀片连接于刀杆并垂直于刀杆设置，刀片的切削部包括两个相反的斜面和连接两个斜面的底端的圆弧面；其中，在刀杆竖直定向且刀片水平定向时，两个斜面和圆弧面关于切削部的水平中心面对称设置，并且两个斜面之间的距离沿水平向外的方向逐渐变小，圆弧面向外凸出。
本发明再一方面提供一种电子设备，电子设备包括上述任一项的金属壳体。
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明的金属壳体的外观面上具有纹理，该纹理包括多条平行的直线形条状凹槽，每条直线形条状凹槽的横截面中均包括两个相对的斜线和连接两个斜线的底端的圆弧，两个斜线和圆弧均关于横截面中的竖直中心线对称设置，并且两个斜线之间的距离沿从下向上的方向逐渐变大，圆弧向下凸出。该纹理的设置，可以在外观面上形成具有竖线光亮的外观效果，即得到竖形的光栅效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体外观面的精细度。
本发明的用于加工上述金属壳体的金属壳体外观面纹理加工方法，包括如下步骤：S1、以使金属壳体的外观面竖直定向的方式放置金属壳体，并保持金属壳体固定不动；S2、采用刀具在金属壳体的外观面依次加工出多条横向的直线形条状凹槽。该金属壳体外观面纹理加工方法能够在金属壳体外观面上加工出上述纹理，进而可以在外观面上形成具有竖线光亮的外观效果，即得到竖形的光栅效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体外观面的精细度。
本发明的用于上述金属壳体外观面纹理加工方法的刀具包括刀杆和刀片，刀片连接于刀杆并垂直于刀杆设置，刀片的切削部包括两个相反的斜面和连接两个斜面的底端的圆弧面；其中，在刀杆竖直定向且刀片水平定向时，两个斜面和圆弧面关于切削部的水平中心面对称设置，并且两个斜面之间的距离沿水平向外的方向逐渐变小，圆弧面向外凸出。通过该刀具能够在金属壳体外观面上加工出上述纹理，可以在外观面上形成具有竖线光亮的外观效果，即得到竖形的光栅效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体外观面的精细度。
本发明的电子设备包括上述金属壳体。该电子设备的外观面形成具有竖线光亮的外观效果，即得到竖形的光栅效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体外观面的精细度。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的金属壳体的局部示意图；
图2是图1中的金属壳体的截面示意图；
图3是图1中的金属壳体的纹理效果示意图；
图4是图1中的金属壳体沿宽度方向的侧视图；
图5是本发明具体实施方式提供的金属壳体外观面纹理加工方法的流程图；
图6是图5中的金属壳体外观面纹理加工方法的过程示意图，其中，金属壳体竖直放置，并且其长度方向平行于竖直方向；
图7是图5中的金属壳体外观面纹理加工方法的加工一条直线形条状凹槽的过程示意图，其中，图7的定向是图6中的俯视方向。
图中：
1：直线形条状凹槽；2：斜线；3：圆弧；4：刀具；5：金属壳体；6：刀杆；7：刀片；8：转台；9：第一位置；10：第二位置；11：第三位置；12：主体平面；13：曲面；a：两个斜线之间的夹角；H：深度；L：每相邻两个直线形条状凹槽的水平距离；A：竖直中心线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
参照图1，在本实施例中，提供一种金属壳体，该金属壳体的外观面具有纹理，该纹理包括多条直线形条状凹槽1，多条直线形条状凹槽1彼此平行布置。其中，本文所提及的“直线形条状凹槽1”是指，在垂直俯视金属壳体5的外观面时该直线形条状凹槽1呈直线。
结合图1和图2，每条直线形条状凹槽1的横截面中均包括两个相对的斜线2和连接两个斜线2的底端的圆弧3，两个斜线2和圆弧3均关于横截面中的竖直中心线A对称设置，并且两个斜线2之间的距离沿从下向上的方向逐渐变大，圆弧3向下凸出。可理解，多个该横截面沿同一方向延伸形成直线形条状凹槽1，直线形条状凹槽1在其各个位置的槽深是相等的。
参照图3，上述纹理的设置，可以在外观面上形成具有竖线光亮的外观效果，即得到竖形的光栅效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体5外观面的精细度。
在本实施例中，所提及的“上”、“下”、“底”等方位词均以图2中的定向为准。
在本实施例中，所有直线形条状凹槽1等间距排列。每相邻两个直线形条状凹槽1的水平距离L(两个直线形条状凹槽1的竖直中心面A之间的距离)位于0.08—0.3mm的范围内，优选为0.15mm。
在本实施例中，参见图1至图3，两个斜线2之间的夹角a和圆弧3的半径越大，光线散射越多，两个斜线2之间的夹角a和圆弧3越小，光线的聚合效果越好，但是两个斜线2之间的夹角a和圆弧3过小则容易藏脏污。两个斜线2之间的夹角a小于等于150°，优选为90°、120°、150°，更加优选为120°。圆弧3的半径大于0.1mm，优选为0.2mm。直线形条状凹槽1的深度H位于0.04—0.15mm的范围内，优选为0.06mm。
另外，如图4示出的，金属壳体5的外观面包括主体平面12和曲面13，曲面13连接在主体平面12的侧边，直线形条状凹槽1在主体平面12和曲面13上连贯延伸，也就是说，一条直线形条状凹槽1同时位于主体平面12和曲面13上。优选地，直线形条状凹槽1从一侧曲面13的外侧边一直延伸贯穿到另一侧曲面13的外侧边。上述纹理从主体平面12延伸到曲面13区域，保证金属壳体5的整体外观面效果的一致性，提高外观精细度。可理解，在直线形条状凹槽1延伸到曲面13上的情况下，从垂直俯视的角度，直线形条状凹槽1为直线形，然而从立体观察的角度，直线形条状凹槽1在曲面13的区域内会向下弯曲。
优选地，金属壳体5的外观面中的主体平面12和曲面13是光滑过渡的。
优选地，金属壳体5为手机的铝合金电池盖。
实施例二
参照图5至图7，在本实施例中，提供一种用于加工实施例一的金属壳体5的金属壳体外观面纹理加工方法。该金属壳体外观面纹理加工方法包括如下步骤：
S1、以使金属壳体5的外观面竖直定向的方式放置金属壳体5(参照图6)，并保持金属壳体5固定不动；
S2、采用刀具4在金属壳体5的外观面上依次加工出多条横向的直线形条状凹槽1(参照图7)。
该金属壳体外观面纹理加工方法能够在金属壳体5表面加工出上述纹理，进而可以在外观面上形成具有竖线光亮的外观效果，即得到竖形的光栅效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体5外观面的精细度。
具体地，选取具有一定厚度的金属壳体5，尽量均匀料厚，以保证金属壳体5加工时的强度。在步骤S1之前，采用CNC水平切削掉金属壳体5的外观面上的一定厚度(例如0.2mm)的金属，以获得均匀整齐的外观面。
具体地，在步骤S1中，参照图6，金属壳体5的长度方向与竖直方向平行。优选地，采用CNC机床中设置的转台8装夹金属壳体5。该转台8可以将金属壳体5旋转180°，以选择金属壳体5的长度方向和宽度方向的定向。安装时，一般将金属壳体5的宽度方向平行于竖直方向，根据金属壳体5的尺寸，如果金属壳体5的长度较大，可以将转台8旋转180°，以使得金属壳体5的长度方向平行于竖直方向。采用转台8，无论金属壳体5装夹时的定向是何方向，均可将金属壳体5转至其长度方向与竖直方向平行的位置。
在步骤S2之前，将刀具4安装在CNC机床上。具体地，在本实施例中，刀具4包括刀杆6和刀片7，刀杆6竖直放置，即刀杆6平行于金属壳体5的加工面，刀片7连接在刀杆6的下端并垂直于刀杆6设置，刀片7的切削部垂直于刀杆6的圆周面向外突出，以免影响纹理规格。将刀杆6竖直安装在CNC机床上，刀杆6安装在CNC机床上后，需要对刀杆6的旋转平衡进行校正，防止刀具4偏摆。
在本实施例中，参照图7，步骤S2包括如下子步骤：
S2.1、刀杆6通过高速自转、进给运动和横向移动(在本实施例中即为沿金属壳体的宽度方向移动)带动刀片7在外观面上沿横向切削出一条高亮的、具有一定深度和圆弧槽底的直线形条状凹槽1，其中，通过调整刀杆6的进给量来适应金属壳体5外观面的主体平面12和曲面13，以加工出槽深一致的一条直线形条状凹槽1，参照图7示意出的，刀具4从第一位置9横向移动至第二位置10，再横向移动至第三位置11，来切削出贯穿主体平面12和两侧曲面13的一条直线形条状凹槽1；
S2.2、一条直线形条状凹槽1加工完毕后，刀杆6沿竖直方向移动预设距离，进而带动刀片7也沿竖直方向移动预设距离，然后返回步骤S2.1来加工下一条直线形条状凹槽1，直至加工完设定的所有直线形条状凹槽1为止。优选地，预设距离为一固定值，以加工出等间距的多条直线形条状凹槽1。
其中，在返回步骤5加工下一条直线形条状凹槽1，刀具4可横向移动到对应于上一条直线形条状凹槽1的起始加工位置的位置开始加工，也可在竖直移动后就不再移动，反向加工下一条直线形条状凹槽1。例如，在返回步骤5加工下一条直线形条状凹槽1，刀具4可横向移动后仍沿从第一位置9到第三位置11的方向加工下一条直线形条状凹槽1，也可在竖直移动后就不再移动，沿从第三位置11到第一位置9的方向加工下一条直线形条状凹槽1。
在本实施例中，由于金属壳体5竖直放置且刀具4的进给运动和横向移动，能够加工到金属壳体5外观面上的曲面13，但只能加工到在同一拔模方向上的曲面13，否则刀具4会与金属壳体5干涉加工不到。
而刀杆6尺寸大小应尽可能大，以增加强度，减少在切削加工过程中刀具4受到的侧向切削力的影响。优选地，刀杆6的直径为20mm。而上述将金属壳体5的长度方向平行于竖直方向设置时，能够减少因为刀具4的刀杆6过长而引起的震动。在本实施例中，刀杆6的转速为4500转/min，切削量为0.06mm。
相应于上述直线形条状凹槽1，刀片7的切削部包括两个相反的斜面和连接两个斜面的底端的圆弧面；其中，在刀杆6安装在CNC机床上时，也即在刀杆6竖直定向且刀片7水平定向时，两个斜面和圆弧面关于切削部的水平中心面对称设置，并且两个斜面之间的距离沿水平向外的方向逐渐变小，圆弧面向外凸出，也就是说切削部沿远离刀杆6的方向渐缩。两个斜面之间的夹角小于等于150°，优选为90°、120°、150°，更加优选为120°。圆弧面的半径大于0.1mm，优选为0.2mm。刀片7的后角不能过大，防止影响刀具4的强度，优选地，后角为31°。
优选地，切削部由单晶或多晶材料制成。两种材料加工出来的效果不同，单晶的切削部加工后纹理整体偏白，没有彩虹纹；多晶的切削部的加工精度和强度比单晶的切削部更好，但加工后会有彩虹纹，需要进一步进行表面处理。
此外，刀杆6竖直移动的预设距离决定直线形条状凹槽1之间的距离；两个斜面之间的夹角和圆弧面的半径以及刀杆6的进给量决定直线形条状凹槽1的深度和形状。因此，本领域技术人员可根据纹理的具体设计来确定上述加工方法中的各个参数。
实施例三
可参照图6和图7，在本实施例中，提供一种用于实施例二的金属壳体外观面纹理加工方法的刀具4。该刀具4包括刀杆6和刀片7，刀片7连接于刀杆6并垂直于刀杆6设置，刀片7的切削部包括两个相反的斜面和连接两个斜面的底端的圆弧面；其中，在刀杆6竖直定向且刀片7水平定向时，两个斜面和圆弧面关于切削部的水平中心面对称设置，并且两个斜面之间的距离沿水平向外的方向逐渐变小，圆弧面向外凸出，也就是说切削部沿远离刀杆6的方向渐缩。
通过该刀具4能够在金属壳体5外观面上加工出上述实施例一种的纹理，可以在外观面上形成具有竖线光亮的外观效果，即得到竖形的光栅效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体5外观面的精细度。
其中，刀杆6是用于与CNC机床连接的。刀杆6尺寸大小应尽可能大，以增加强度，减少在切削加工过程中刀具4受到的侧向切削力的影响。优选地，刀杆6的直径为20mm。切削部中的两个斜面之间的夹角小于等于150°，优选为90°、120°、150°，更加优选为120°。圆弧面的半径大于0.1mm，优选为0.2mm。刀片7的后角不能过大，防止影响刀具4的强度，优选地，后角为31°。
优选地，刀片7固定在刀杆6的一端。
优选地，切削部由单晶或多晶材料制成。两种材料加工出来的效果不同，单晶的切削部加工后纹理整体偏白，没有彩虹纹；多晶的切削部的加工精度和强度比单晶的切削部更好，但加工后会有彩虹纹，需要进一步进行表面处理。
实施例四
可参照图1和图2，在本实施例中，提供一种电子设备。该电子设备包括上述实施例一的金属壳体5。该金属壳体5的外观面具有纹理，该纹理包括多条直线形条状凹槽1，多条直线形条状凹槽1彼此平行布置。每条直线形条状凹槽1的横截面中均包括两个相对的斜线2和连接两个斜线2的底端的圆弧3，两个斜线2和圆弧3均关于横截面中的竖直中心线A对称设置，并且两个斜线2之间的距离沿从下向上的方向逐渐变大，圆弧3向下凸出。可理解，多个该横截面沿同一方向延伸形成直线形条状凹槽1，直线形条状凹槽1在其各个位置的槽深是相等的。
该电子设备的外观面形成具有竖线光亮的外观效果，即得到竖形的光栅效果，随着观看角度的变化，光亮竖线随之变化，即竖形光栅的位置随之变化，进而提升了金属壳体5外观面的精细度。
优选地，电子设备可为手机、平板电脑等。
优选地，金属壳体5为手机的铝合金电池盖，如图4示出的，铝合金电池盖的外观面包括主体平面12和曲面13，曲面13连接在主体平面12的侧边，直线形条状凹槽1在主体平面12和曲面13上连贯延伸，也就是说，一条直线形条状凹槽1同时位于主体平面12和曲面13上。优选地，直线形条状凹槽1从一侧曲面13的外侧边一直延伸贯穿到另一侧曲面13的外侧边。上述纹理从主体平面12延伸到曲面13区域，保证金属壳体5的整体外观面效果的一致性，提高外观精细度。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属壳体，其特征在于，所述金属壳体的外观面上具有纹理，所述纹理包括：
多条平行的直线形条状凹槽，每条所述直线形条状凹槽的横截面中均包括两个相对的斜线和连接两个斜线的底端的圆弧，两个所述斜线和所述圆弧均关于所述横截面中的竖直中心线对称设置，并且两个所述斜线之间的距离沿从下向上的方向逐渐变大，所述圆弧向下凸出。
2.根据权利要求1所述的金属壳体，其特征在于，
所有所述直线形条状凹槽等间距排列。
3.根据权利要求1所述的金属壳体，其特征在于，
所述金属壳体的外观面包括主体平面和曲面，所述曲面连接在所述主体平面的侧边，所述直线形条状凹槽在所述主体平面和所述曲面上连贯延伸。
4.一种用于加工权利要求1-3中任一项所述的金属壳体的金属壳体外观面纹理加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、以使所述金属壳体的外观面竖直定向的方式放置所述金属壳体，并保持所述金属壳体固定不动；
S2、采用刀具在所述金属壳体的外观面上依次加工出多条横向的直线形条状凹槽。
5.根据权利要求4所述的金属壳体外观面纹理加工方法，其特征在于，
在步骤S1中：所述金属壳体的长度方向与竖直方向平行。
6.根据权利要求4或5所述的金属壳体外观面纹理加工方法，其特征在于，
在步骤S1中：采用转台装夹所述金属壳体。
7.根据权利要求4所述的金属壳体外观面纹理加工方法，其特征在于，
所述刀具包括刀杆和刀片，所述刀杆竖直放置，所述刀片连接在所述刀杆的下端并垂直于所述刀杆设置；
步骤S2包括如下子步骤：
S2.1、所述刀杆通过自转、进给运动和横向移动带动所述刀片在所述外观面上沿横向切削出一条所述直线形条状凹槽；
S2.2、所述刀杆沿竖直方向移动预设距离，然后返回步骤S2.1，直至加工完设定的所有直线形条状凹槽为止。
8.根据权利要求7所述的金属壳体外观面纹理加工方法，其特征在于，
所述刀片的切削部包括两个相反的斜面和连接两个所述斜面的底端的圆弧面，两个所述斜面和所述圆弧面均关于所述切削部的水平中心面对称设置，并且两个所述斜面之间的距离沿水平向外的方向逐渐变小，所述圆弧面向外凸出。
9.一种用于权利要求4-8中任一项所述的金属壳体外观面纹理加工方法的刀具，其特征在于，包括：
刀杆和刀片，所述刀片连接于所述刀杆并垂直于所述刀杆设置，所述刀片的切削部包括两个相反的斜面和连接两个所述斜面的底端的圆弧面；
其中，在所述刀杆竖直定向且所述刀片水平定向时，两个所述斜面和所述圆弧面关于所述切削部的水平中心面对称设置，并且两个所述斜面之间的距离沿水平向外的方向逐渐变小，所述圆弧面向外凸出。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-3中任一项所述的金属壳体。
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