CN106964664A - 壳体加工工艺、壳体及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壳体加工工艺、壳体及包含该壳体的电子设备。壳体加工工艺包括如下步骤：获取金属板材；通过墩压或冲压方式将所述金属板材加工形成中框初坯；将所述中框初坯进行蚀刻处理；在所述中框初坯上安装塑胶件、并对所述中框初坯进行表面处理以形成所述壳体。由于采用该壳体加工工艺，减少了CNC的加工量，在保证壳体质量的基础上降低了壳体的制造成本，从而提高了电子设备的市场竞争力。

Description

壳体加工工艺、壳体及电子设备

技术领域

本发明涉及移动通讯技术领域，特别是涉及一种壳体、包含该壳体的电子设备及壳体加工工艺。

背景技术

随着移动终端技术的不断发展，智能手机、掌上电脑、智能手表等电子设备的应用已经极为普遍，成为人们工作和生活不可或缺的一部分。

一般的，传统电子设备的壳体通常采用CNC((Computer numerical control，数控)加工成型，但是，CNC加工相对复杂，存在生产成本高和生产效率低的缺陷，不利于通过批量化生产以降低产品的制造成本，进而影响产品的市场竞争力。

发明内容

本发明解决的一个技术问题是如何提高壳体的加工效率并降低其制造成本。

一种壳体加工工艺，包括如下步骤：

获取金属板材；

通过墩压或冲压方式将所述金属板材加工形成盒状的中框初坯；

将所述中框初坯进行蚀刻处理；

在所述中框初坯上安装塑胶件、并对所述中框初坯进行表面处理以形成所述壳体。

在其中一个实施例中，通过冲裁或切割的方式得到所述金属板材。

在其中一个实施例中，所述金属板材的墩压或冲压工艺包括如下步骤：

通过模具将所述金属板材拉深形成直壁盒形构件；

在所述直壁盒形构件的底板的外表面上挤压成型朝所述底板的内表面凹陷的凹槽；

将所述直壁盒形构件的直壁侧板弯曲以形成带有曲壁侧板的中框初坯。

在其中一个实施例中，所述凹槽的深度为A，其中A的取值范围是：0.5mm≤A≤1.0mm。

在其中一个实施例中，在实施墩压或冲压之前，将所述金属板材进行退火处理，所述退火处理的温度为300℃～350℃，保温时间为1小时，冷却介质为空气或油。

在其中一个实施例中，所述塑胶件以注塑成型的方式安装在所述中框初坯上。

在其中一个实施例中，在实施蚀刻处理之前，对所述中框初坯进行除油和除锈处理。

在其中一个实施例中，将所述中框初坯进行蚀刻处理包括如下步骤：

用蚀刻液通过喷淋方式对所述中框初坯实施粗蚀刻处理；

用蚀刻液通过喷淋方式对所述中框初坯实施精蚀刻处理；

其中，在喷淋时，所述粗蚀刻处理的蚀刻液的液滴直径大于所述精蚀刻处理的蚀刻液的液滴直径；所述粗蚀刻处理的喷淋压力小于所述精蚀刻处理的蚀刻液的喷淋压力。

一种采用上述壳体加工工艺所制成的壳体，包括中板，以及与所述中板的边缘一体连接的边框。

一种电子设备，包括上述的壳体。

本发明的一个实施例的一个技术效果是降低壳体的生产成本。

附图说明

图1为金属板材的立体结构示意图；

图2为直壁盒形构件的立体结构示意图；

图3为挤压成型有凹槽的中框初坯的立体结构示意图；

图4为图3的剖面结构示意图；

图5为蚀刻有槽孔结构的中框初坯的立体结构示意图；

图6为图5的剖面结构示意图；

图7为图5中B处放大结构示意图；

图8为壳体的立体结构示意图；

图9为壳体加工工艺流程图；

图10为金属板材冲压成型工艺流程图；

图11为中框初坯蚀刻处理工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

一种壳体加工工艺，同时参阅图9至图11，主要包括如下步骤：

S510，获取金属板材100；如图1所示，金属板材100大致呈矩形平板状，用于加工成手机的壳体400，可以理解金属板材100也可用于加工其他终端壳体。

S520，通过墩压或冲压方式将金属板材100加工形成中框初坯300；如图2至图4中所示，中框初坯300呈盒状结构，中框初坯300包括底板310和与底板310连接的曲壁侧板320，底板310的外表面上冲压形成有凹槽311，凹槽311朝底板310的内表面凹陷。

S530，将中框初坯300进行蚀刻处理；如图5至图7中所示，蚀刻处理后，中框初坯300上形成有槽孔结构312，槽孔结构312对称地蚀刻在凹槽311的底面和底板310的内表面上。

S540，同时参阅图7和图8，在中框初坯300上安装塑胶件、并对中框初坯300进行表面处理。进行表面处理后的中框初坯300即为所需加工的壳体400，该壳体400可应用于智能手机，掌上电脑等电子设备上。

由于中框初坯300采用墩压或冲压的成型方式，同时对中框初坯300进行蚀刻处理，这样减少了CNC的加工量，节约了CNC加工时间，降低了壳体400的制造成本，同时确保壳体400的加工质量。

同时参阅图5和图6，在对金属板材100加工成盒形的中框初坯300时，若中框初坯300中空腔330的深度较小时，金属板材100的变形程度较低，金属板材100的内部拉应力远低于材料的极限强度，可以采用墩压成型的方式，若中框初坯300中空腔330的深度较大时，则采用冲压成型的方式。

在一些实施例中，在金属板材100实施墩压或冲压工艺之前，可以对金属板材100进行退火处理，退火处理可以消除金属板材100内的组织缺陷，使金属板材100的组织成分变得更加均匀、晶粒更加细化，减少组织内部的残余应力，降低硬度的同时提高塑性和韧性，即通过增大金属板材100的延伸率而改善其冲压加工性能，提高冲压加工的效率和质量。

在冲压之前，将金属板材100加热至300℃～350℃，然后保温1小时，再将其在空气中随炉冷却或放置油液中冷却，也可将金属板材100通过水冷的方式冷却。

在其它实施例中，在拉深之前，可以对冲压模具进行预热，使凸模的温度预热至150℃左右，凹面的温度预热至350℃左右，并通过温度控制系统保证凸模和凹面处于恒温状态，同样能增大金属板材100的延伸率并改善其冲压加工性能。

根据实际情况的需要，例如，中框初坯300的空腔330的深度较大时，金属板材100的冲压次数适当增加，这样可以合理控制金属板材100的变形速度，避免因流动应力的增大而导致金属板材100较早达到断裂阶段，从而产生裂痕缺陷。中框初坯300的空腔330的深度较小时，金属板材100的冲压次数适当减少。每一次冲压将金属板材100拉深一定的尺寸，直至形成设定深度空腔330的中框初坯300。冲压和退火处理交替进行，即每一次冲压之前均对金属板材100进行退火处理。

同时参阅图1至图4，及图10，金属板材100通过墩压或冲压工艺形成中框初坯300包括如下步骤：S521，通过冲压模具将金属板材100拉深形成直壁盒形构件200——该直壁盒形构件200包括底板210和与底板210连接的直壁侧板210(表面轮廓为平面)；S522，于直壁盒形构件200的底板210上挤压成型凹槽311，S523，再将直壁盒形构件200的直壁侧板210弯曲以形成带有曲壁侧板320(表面轮廓为曲面)的中框初坯300。

在一些实施例中，在同一冲压模具上，通过改变凹模和凸模的结构，将金属板材100拉深形成直壁盒形构件200的同时，直壁盒形构件200的底板210上的凹槽311可以同步挤压成型。参阅图4，凹槽311的深度为A，其中A的取值范围是：0.5mm≤A≤1.0mm。

考虑到金属板材100具有一定粘模性，在采用冲压模具对金属板材100拉深的过程中，金属板材100与冲压模具中的凹模和凸模直接接触，在凸模压力的作用下，金属板材100的组织在凸模的表面滑动，两者之间产生较大的摩擦力，为避免在摩擦力的作用下而使金属板材100拉裂，防止粘模，同时提高拉深效率，可以在凹模和凸模的表面上涂上适量的润滑剂，确保金属板材100的拉深质量，润滑剂可以采用二硫化钼试剂等。

由于中框初坯300上可能存在一定的锈迹和油污，锈迹和油污将妨碍金属组织与蚀刻液的充分接触，进而影响金属熔解的速度和蚀刻表面的均匀度，在实施蚀刻处理之前，对中框初坯300进行除油处理，以确保中框初坯300的蚀刻效果和质量。可以通过碱液的化学作用(皂化反应)来清除中框初坯300上的油污和锈迹，碱液的主要成分有氢氧化钠、磷酸三钠、硅酸钠、碳酸钠或硫酸钠等。也可以采用汽油、二氯乙烷、三氯乙烯护或四氯乙烯等有机溶剂对油污进行溶解。

参阅图5至图7，及图11，对中框初坯300进行蚀刻处理时，以便在中框初坯300的底板310上形成槽孔结构312。在一些实施例中，蚀刻处理主要包括两个步骤，即粗蚀刻处理和精蚀刻处理。S531，在粗蚀刻处理阶段，通过压缩空气的压力作用，蚀刻液经喷嘴射出、并喷淋在中框初坯300的底板310的上表面和下表面上。事实上，喷嘴在压力的作用下将蚀刻液雾化成细小的液滴，从而使得中框初坯300的底板310与蚀刻液充分接触。蚀刻液可以采用三氯化铁蚀刻液或酸性氯化铜蚀刻液等。

经粗蚀刻处理后，槽孔结构312的轮廓已基本成型。S532，接着再进行精蚀刻处理，提高压缩空气的压力，此时，蚀刻液的喷淋压力大于粗蚀刻处理阶段中蚀刻液的喷淋压力，同时，喷嘴对蚀刻液的雾化能力增强，蚀刻液的液滴直径小于粗蚀刻处理阶段的蚀刻液的液滴直径，这样有利于提高中框初坯300的蚀刻效率，并且改善了槽孔结构312的表面质量，确保中框初坯300的蚀刻效果。

在其它实施例中，将中框初坯300直接浸入蚀刻液中一段时间，直至蚀刻质量符合要求，从而将中框初坯300从蚀刻液中取出即可。

在中框初坯300的两端上开设安装槽321，安装槽321可以采用蚀刻或CNC加工成型。塑胶件容置在安装槽321中，塑胶件能起到避免电磁屏蔽的作用。在一些实施例中，塑胶件通过注塑成型的方式与安装槽321配合，塑胶件采用采用PPS树脂材料(Polyphenylenesulfide，聚苯硫醚)制成；或者采用PBT树脂(Polybutylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)材料制成。在其它实施了中，塑胶件通过胶接或过盈连接的方式设置在安装槽321。

通过注射机将熔融塑胶注塑至该安装槽321中，成型后的塑胶件将与凹坑产生“锚栓效应”而被固定在中框初坯300上，塑胶件与中框初坯300之间形成紧密的咬合关系，对外界冲击力有很好的抵抗能力，塑胶件与中框初坯300不易分离，提高了两者之间连接的稳定性和可靠性。

参阅图5和图8，最后，对中框初坯300的曲壁侧板320进行表面处理，例如打磨和抛光处理，以使其满足相关表面粗糙度标准的要求。曲壁侧板320的表面处理工序完成后，中框初坯300即加工成所需的壳体400。

金属板材100可以采用铝合金材料、不锈钢材料或钛合金材料制成。在一些实施例中，金属板材100可以通过冲裁的方式得到，即通过冲裁模在原材料上下料得到金属板材100。在其它实施例中，通过切割的方式下料得到金属板材100，例如，采用电火花线切割等热切割方式，再如，采用水射流等冷切割的方式。

对于水射流切割，即通过高压泵对水进行加压，压力可高达二百多兆帕，高压水经高压钢管从喷嘴喷出，可以对各种硬度的材料进行切割。水射流切割无热变形，速度快，精度高，无切割方向的限制，能切割形成各种规则和不规则形状。

为进一步提高对厚度较高的原材料的切割效率，除了纯水射流切割，还可以在纯水中加入磨料，以形成磨料射流，磨料在射流中产生速度，并对原材料表面形成冲击，会大幅提高水射流的切割性能。另外，还可以将纯水射流形成空化射流。在水射流中形成空化核，空化核进一步增长形成气泡，气泡在原材料表面接触并破裂，气泡破裂时产生非常高的压力和微射流，同样可以提高纯水射流的切割性能。在相同的压力下，空化射流和磨料射流的切割能力明显高于纯水射流。另外，纯水射流、磨料射流和空化射流除采用连续射流的方式外，还可以与脉冲射流相结合，当射流通过喷嘴时，连续射流将由喷嘴转化为脉冲射流，脉冲射流的切割效果同样高于连续射流的切割效果。一般的，脉冲射流喷嘴通常采用自激振荡的方式产生脉冲射流，通过在喷嘴内设置自激振荡腔，无需任何外力的影响，仅仅依靠喷嘴自身的结构即可将连续射流转化为脉冲射流。

本发明还提供一种采用上述加工工艺制成的壳体400，以及包含该壳体400的电子设备，该壳体400包括边框420和中板410，边框420与中板410的边缘一体连接，中板410由中框初坯300的底板310加工形成，边框420由中框初坯300的曲壁侧板320加工形成。由于采用上述加工工艺，提高了壳体400的加工效率和制造成本，从而降低了电子设备的生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种壳体加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

获取金属板材；

通过墩压或冲压方式将所述金属板材加工形成盒状的中框初坯；

将所述中框初坯进行蚀刻处理；

在所述中框初坯上安装塑胶件、并对所述中框初坯进行表面处理以形成所述壳体。

2.根据权利要求1所述的壳体加工工艺，其特征在于，通过冲裁或切割的方式得到所述金属板材。

3.根据权利要求1所述的壳体加工工艺，其特征在于，所述金属板材的墩压或冲压工艺包括如下步骤：

通过模具将所述金属板材拉深形成直壁盒形构件；

在所述直壁盒形构件的底板的外表面上挤压成型朝所述底板的内表面凹陷的凹槽；

将所述直壁盒形构件的直壁侧板弯曲以形成带有曲壁侧板的中框初坯。

4.根据权利要求3所述的壳体加工工艺，其特征在于，所述凹槽的深度为A，其中A的取值范围是：0.5mm≤A≤1.0mm。

5.根据权利要求1所述的壳体加工工艺，其特征在于，在实施墩压或冲压之前，将所述金属板材进行退火处理，所述退火处理的温度为300℃～350℃，保温时间为1小时，冷却介质为空气或油。

6.根据权利要求1所述的壳体加工工艺，其特征在于，所述塑胶件以注塑成型的方式安装在所述中框初坯上。

7.根据权利要求1所述的壳体加工工艺，其特征在于，在实施蚀刻处理之前，对所述中框初坯进行除油和除锈处理。

8.根据权利要求1所述的壳体加工工艺，其特征在于，将所述中框初坯进行蚀刻处理包括如下步骤：

用蚀刻液通过喷淋方式对所述中框初坯实施粗蚀刻处理；

用蚀刻液通过喷淋方式对所述中框初坯实施精蚀刻处理；

其中，在喷淋时，所述粗蚀刻处理的蚀刻液的液滴直径大于所述精蚀刻处理的蚀刻液的液滴直径；所述粗蚀刻处理的喷淋压力小于所述精蚀刻处理的蚀刻液的喷淋压力。

9.一种采用如权利要求1至8中任一项所述的壳体加工工艺所制成的壳体，其特征在于，包括中板，以及与所述中板的边缘一体连接的边框。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的壳体。