CN108480934A - 壳体加工工艺、壳体及加工壳体的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种壳体加工工艺，其包括如下步骤：采用刀具在平板状的金属板材的表面加工形成相互平行、且均匀分布的圆弧凹槽，所述圆弧凹槽的贯通轴线为圆弧线；将所述金属板材冲压形成所述壳体；对所述壳体进行表面处理。本发明还公开一种壳体及加工壳体的设备。上述方案能解决目前的3C产品的壳体会导致消费者视觉效果较差，进而影响消费者使用体验的问题。

Description

壳体加工工艺、壳体及加工壳体的设备

技术领域

本发明涉及产品表面处理技术领域，尤其涉及一种壳体加工工艺、壳体及加工壳体的设备。

背景技术

随着技术的进步，越来越多的产品涌入人们的生活中，3C产品是目前人们使用较多的产品，在市场上占据主流位置。作为使用频率较高的产品，消费者对3C产品的要求越来越高。

3C产品的外观是消费者决定购买的主要决定因素。而3C产品的金属壳体是体现3C产品外观的重要部分。目前，生产厂家通常对3C产品的金属壳体进行喷砂、拉丝等处理，进而使得3C产品的金属壳体具备较好的质感和视觉性能。但是目前的3C产品的金属外壳同质化比较严重，给消费者带来审美疲劳，最重要的是，目前的金属外壳的纹理会导致视觉效果较差，影响消费者的使用体验。当然，其它消费类产品的金属外壳同样存在上述问题。

发明内容

本发明提供一种壳体加工工艺，以解决目前的3C产品的壳体会导致消费者视觉效果较差，进而影响消费者使用体验的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种壳体加工工艺，包括如下步骤：

采用刀具在平板状的金属板材的表面加工形成相互平行、且均匀分布的圆弧凹槽，所述圆弧凹槽的贯通轴线为圆弧线；

将所述金属板材冲压形成所述壳体；

对所述壳体进行表面处理。

一种壳体，所述壳体由上文所述的工艺制备而成。

一种加工壳体的设备，包括转动驱动机构、转轴、刀盘和刀具，所述转轴固定在所述转动驱动机构的转动输出轴上，所述刀盘与所述转轴固定相连、且随所述转轴转动，所述刀具固定在所述刀盘上，所述刀具随所述刀盘转动、且用于在平板状金属板材的表面加工相互平行、且均匀分布的圆弧凹槽，所述圆弧凹槽的贯通轴线为圆弧线。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明公开的壳体加工工艺中，采用刀具在平板状的金属板材的表面加工相互平行、且均匀的圆弧凹槽，然后再将加工有圆弧凹槽的金属板材放入成型模具中冲压成型为壳体，最后对壳体的表面进行处理。本发明公开的加工工艺能使得壳体的表面形成有规律的纹理，由于每个圆弧凹槽都通过刀具一个个加工而成，因此较容易控制每个圆弧凹槽形状的一致性，进而能使得壳体的表面能对光线进行有规律的定向反射。由于多个圆弧凹槽的排布均匀、且形状一致，因此壳体的纹路形成的反射光影能随观察者的移动而产生连贯的流动。可见，本发明公开的工艺制成的壳体能提高消费者的使用体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例公开的壳体加工工艺的流程示意图；

图2为本发明实施例公开的一种加工有圆弧凹槽的金属板材的结构示意图；

图3为图2的局部放大结构示意图；

图4为本发明实施例公开的另一种加工有圆弧凹槽的金属板材的结构示意图；

图5为图4的局部放大结构示意图；

图6为金属板材被成型模具冲压成壳体的示意图；

图7为一种实现将金属板材冲压形成壳体的工艺流程图；

图8为采用刀具在平板状的金属板材的表面加工圆弧凹槽的一种具体流程图；

图9为图8所示的流程的加工场景图；

图10为本发明实施例公开的加工壳体的设备的部分结构示意图；

图11和图12分别为两种刀具的结构示意图。

附图标记说明：

100-金属板材、110-圆弧凹槽、200-金属板材、210-圆弧凹槽、300-成型模具、400-壳体、500-金属板材、600-刀具、610-刀头、611-刀尖、600′-刀具、610′-刀头、611′-刀尖、700-刀盘、800-转轴、900-配重块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例公开的技术方案。

请参考图1，本发明实施例公开一种壳体加工工艺，所公开的工艺包括以下步骤：

S100、采用刀具在平板状的金属板材的表面加工形成相互平行、且均匀分布的圆弧凹槽。

圆弧凹槽指的是其贯通轴线为圆弧线的凹槽。所述的贯通轴线指的是与凹槽的贯通方向走向一致的轴线。本步骤采用刀具进行加工，在平板状的金属板材的表面加工形成密布的多个圆弧凹槽，进而使得平板状的金属板材的表面形成排布规律的纹理。也就是说，纹理的微观结构是金属板材表面上一条条圆弧凹槽。一种具体的实施方式中，圆弧凹槽的贯通轴线所在圆的半径可以在50mm-200mm之间。

在加工的过程中，可以控制刀具的进刀速度及加工深度来调整圆弧凹槽之间的间距及圆弧凹槽的深度。一种具体的实施方式中，相邻的两条圆弧凹槽之间的间距可以小于或等于0.15mm，圆弧凹槽的深度可以小于或等于0.05mm。此种尺寸的圆弧凹槽由于空间较小，因此较难出现藏污纳垢的情况，能够较好地确保所制成的壳体的清洁，当然此种情况下，还能改善壳体表面耐手指印的性能。

具体的，圆弧凹槽的横截面形状可以是方便加工的形状，例如图2和图3所示的结构，在金属板材100上加工的圆弧凹槽110的横截面形状为倒梯形。再例如，请参考图4和图5，在金属板材200上加工的圆弧凹槽210的横截面形状为弧形。当然，本发明实施例不限制圆弧凹槽的具体形状。

S200、将分布有圆弧凹槽的金属板材放入成型模具中冲压成壳体。

金属板材上布设圆弧凹槽的表面会成为壳体的外观面。本步骤中，将加工圆弧凹槽的金属板材放入到成型模具300中，在成型模具300的冲压作用下最终成型为壳体。如图6所示，成型模具300能够将金属板材冲压成预设形状的壳体400。

S300、对成型的壳体进行表面处理。

对壳体进行表面处理，进而使其表面满足要求。

本发明实施例公开的壳体加工工艺中，采用刀具在平板状的金属板材的表面加工形成相互平行、且均匀的圆弧凹槽，然后再将加工有圆弧凹槽的金属板材放入模具中冲压成型为壳体，最后对壳体的表面进行处理。本发明公开的加工工艺能使得壳体的表面形成有规律的纹理，由于每个圆弧凹槽都通过刀具一个个加工而成，因此较容易控制每个圆弧凹槽形状的一致性，进而能使得壳体的表面能对光线进行有规律的定向反射。由于多个圆弧凹槽的排布均匀、且形状一致，因此壳体的纹路形成的反射光影能随观察者的移动而产生连贯的流动。可见，本发明实施例公开的工艺制成的壳体能提高消费者的使用体验。

目前的拉丝工艺对壳体进行处理，拉丝的力度较难控制一致，进而会使得壳体上形成的丝路深度无法较好地控制一致，最终会导致丝线较难控制一致的形状，因此会导致壳体的视感较差的问题。而本发明实施例公开的工艺制成的壳体如上文分析所述，能够产生较为规律的视觉光感，进而提高用户的使用体验。

与此同时，由于壳体的表面具有规律的纹理，因此上述工艺制成的壳体能够改善3C产品的抓握手感，使得消费者能感受到较为细腻的丝滑感。

本发明实施例中，金属板材可以为铜合金板材、镁合金板材、不锈钢板材、钛合金板材、铝板材或铝合金板材等。本发明实施例不限制金属板材的具体种类。当然，不同种类的金属板材，相应的后续处理工艺可能有所差异。

目前，大多数消费类电子产品的壳体由铝或铝合金材料制成，铝及铝合金不但具有质轻的优点，而且还方便后续的染色。基于此，步骤S300之后还可以包括如下步骤：对壳体的表面依次进行阳极氧化处理、染色处理和封孔处理。

在壳体进行阳极氧化处理包括：将壳体投入阳极氧化槽中，阳极电压可以是14-15V，氧化时间可以为30-40min，阳极氧化槽内的溶液中硫酸浓度可以为100g/L-300g/L，氧化温度可以为16-20℃。具体的，溶液中的硫酸浓度为200g/L，氧化温度可以为18℃。优选的方案中，阳极氧化处理的时间可以为40min。较长的阳极氧化处理时间能够增厚氧化膜的厚度，进而能较好地保护圆弧凹槽所形成的纹理。

染色处理的过程中，可以将经过阳极氧化处理的壳体直接投入染缸中，对照目标色板将壳体染成目标色。壳体为铝合金材质，经过阳极氧化，表面形成致密的氧化铝膜层，氧化铝膜层的微观结构中存在极为细小的微孔，对壳体实施染色后染料会积累在微孔中，由于微孔中积累的染料较多，待染料晾干之后极易成块掉落，最终影响壳体的染色效果。基于此，封孔处理则会通过封孔溶液将染料密封在微孔中，相当于在壳体的表面涂上一层密封膜，从而达到固色的目的。封孔溶液可以是醋酸镍溶液，封孔处理时间可以为35min-40min，封孔处理的温度可以是80-100℃。

由于金属板材的表面加工有圆弧凹槽，而且圆弧凹槽并排、且均匀地分布在金属板材的表面。在将金属板材冲压成壳体的过程中，冲压设备有可能会导致圆弧凹槽发生变形，继而影响金属板材的表面纹理。基于此，请参考图7，步骤S200可以包括：

S210、将金属板材布设圆弧凹槽的一面覆盖保护膜。

保护膜能起到保护金属板材的作用，保护膜可以选用软硬适中的材料制成，例如PET。一种具体的实施方式中，保护膜为厚度是0.1mm的PET(polyethylene glycolterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜。

在操作的过程中，将保护膜覆盖在金属板材后再将两者形成的整体放置在成型模具的成型腔内。当然，金属板材可以选用延展性较好的金属材料，进而能减小冲压过程中变形对圆弧凹槽的形状影响。

S220、将覆盖有保护膜的金属板材放置在成型模具中被冲压形成壳体。

一种具体的实施方式中，步骤S220可以采用140-180吨的冲压机进行冲压，冲压温度可以为常温，冲压速，10-14次/min；优选地，可采用160吨的冲压机进行冲压，冲压温度可以为常温，冲压速度12次/min。

步骤S300中，对壳体的表面进行处理的工艺有多种。对所述壳体进行表面处理，包括：采用自动喷砂机对所述壳体的表面进行喷砂，自动喷砂机的喷枪距离可以为18-22cm，喷枪的压力可以为0.1-0.3Mpa，喷枪的摆动频率可以为1-2Hz；优选地，自动喷砂机的喷枪距离可以为20cm，喷枪的压力可以为0.2MPa以下，喷枪的摆动频率可以为1.5Hz。自动喷砂机可以选用150号以上的锆砂对壳体的表面进行喷砂处理。由于砂号越小放射状效果越差，优选的方案中，砂粒的直径可以小于相邻的两个圆弧凹槽之间的间距。

采用喷砂处理能够该壳体的表面部分全反射变为漫反射，从而使得壳体的表面既有定向反射的效果，同时又有丝绒生动的绒光效果，最终能够使得壳体呈现出强烈的类似于丝绒的定向反射效果。在喷砂处理后，可以对壳体进行清洗，进而为壳体的后续处理进行准备。

与此同时，喷砂处理能够改变壳体的表面的晶粒形态，能消除壳体材料本身的料纹，进而能进一步提升壳体的外观良性。采用喷砂处理后需要提升壳体的亮度，基于此，可以在喷砂处理后将壳体清洗干净后，放入到90℃的化抛液中抛光。化学抛光的时间可以小于10秒，避免抛光时间过长而对壳体表面纹理的影响。

当然，步骤S300还可以对壳体进行其它种类的表面处理工艺。一种具体的实施方式中，可以对壳体不进行喷砂处理，直接将壳体放在平面研磨机上，添加精抛液实施研磨处理。具体的，研磨处理的时间可以为1-5分钟，优选为2分钟。

为了在加工的过程中，刀具对金属板材上已经加工区域产生破坏。请参考图8和图9，采用刀具在平板状的金属板材的表面加工圆弧凹槽，包括如下步骤：

S110、将金属板材倾斜设定角度。

将金属板材倾斜一定的角度，进而使得金属板材的两端有高度差，这方便金属板材与刀具相对移动过程中的避让。具体的，金属板材的倾斜角度θ为1°-8°。需要说明的是，设定角度指的是金属板材相对于刀具的进刀方向之间的角度，如图9所示。

S120、采用刀具自金属板材较低的一端起向金属板材较高的另一端逐步进行圆弧凹槽的加工，以逐个形成圆弧凹槽。

在加工的过程中，只需要保证刀具相对于金属板材能相对移动，进而实现刀具在金属板材上不同区域进行工作即可。可以将刀具定位在某一个工作位置，通过金属板材的移动，进而实现刀具对其进行加工。但是，通常的加工过程中，刀具为较为灵活的器件，因此，金属板材被固定在机加工设备上，通过刀具的移动从而实现对金属板材表面的加工。

由于金属板材倾斜布置，因此刀具在行进的过程中不但需要平移，还需要有一定高度的提升以适应逐渐经过的较高区域。但是刀具的进刀方向则不变，如图9所示。

基于本发明实施例公开的壳体加工工艺，本发明实施例公开一种壳体，所公开的壳体由上文实施例所述的壳体加工工艺制备而成。

请结合参考图9和图10，本发明实施例公开一种加工壳体的设备，所公开的设备包括转动驱动机构、转轴800、刀盘700和刀具600。

转轴800固定在转动驱动机构的转动输出轴上，刀盘700与转轴800固定相连、且能随转轴800转动。刀具600固定在刀盘700上，刀具600随刀盘700转动。刀具600用于在平板状的金属板材500的表面上加工相互平行、且均匀分布的圆弧凹槽。圆弧凹槽的贯通轴线为圆弧线。具体关于圆弧凹槽的描述可参考上文中相应部分的描述。

本发明实施例公开的加工壳体的设备包括移动驱动机构，移动驱动机构用于驱动金属板材500和刀具600中的一者相对于另一者移动，进而实现进刀操作。在加工的过程中，金属板材500相对于刀具600的行进方向倾斜布置，如图9所示，此种情况下，移动驱动机构还具备驱动刀具600根据金属板材500的位置进行相应移动的功能。具体的，实现移动驱动机构的机械机构有多种，例如移动驱动机构可以由多个伸缩件组成的结构构成，也可以由一些连杆机构实现。

在工作的过程中，刀盘700带动刀具600转动，进而会在金属板材500上形成圆弧凹槽。金属板材500倾斜布置，能够避免刀具600回转过程中对已加工区域的破坏，此种情况下，已加工区域位置较低，能够实现对刀具600的避让，刀具600转动到此空间时处于悬空状态。

当然，刀盘700也可以通过行进中的往复摆动实现对圆弧凹槽的加工。此种情况下，金属板材500则无需倾斜放置。

为了较好地实现刀盘700的转动，刀盘700与转轴800同轴固定。刀具600可以安装在刀盘700的盘面边缘上。

为了使得刀盘700的转动更加稳定，避免转动不平衡导致的加工误差，优选的方案中，刀盘700上可以布设有配重块900。配中块900与刀具600将刀盘700的盘面边缘分割成多个等弧段，也就是说，配重块900与刀具600均布在刀盘700的盘面边缘上。当然，配重块900也可以设置在刀盘700的其它位置，只要不影响其发挥配重功能即可。

本发明实施例中，加工壳体的设备可以是CNC机加工设备，CNC机加工设备能够较好地实现精密加工。刀具600可以采用多种结构，请参考图11，刀具600的刀头610可以采用MCD(Manual crystal diamond人造单晶钻石)，能够使得加工的圆弧凹槽具有较高的亮度。刀具600的刀头610为锥形部，锥角可以为60°，刀头610的刀尖611为半径为0.01mm的圆角。

请参考图12，刀具600′的刀头610′可以为锥形部，锥角为150°，刀头610′的刀尖611′为尖角。上述锥形部的锥角范围可以为60°-150°。刀尖的圆角半径范围可以0.2mm≥R≥0mm。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种壳体加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

采用刀具在平板状的金属板材的表面加工形成相互平行、且均匀分布的圆弧凹槽，所述圆弧凹槽的贯通轴线为圆弧线；

将所述金属板材冲压形成所述壳体；

对所述壳体进行表面处理。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述金属板材为铜合金板材、镁合金板材、不锈钢板材、钛合金板材、铝板材或铝合金板材，对所述壳体进行表面处理之后还包括：

对经过表面处理的所述壳体依次进行阳极氧化处理、染色处理和封孔处理。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在平板状的所述金属板材的表面上加工所述圆弧凹槽，包括：

将所述金属板材倾斜设定角度，所述设定角度为1-8°；

采用所述刀具自所述金属板材较低的一端起向所述金属板材较高的另一端逐个加工形成所述圆弧凹槽。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，将所述金属板材冲压形成所述壳体，包括：

将所述金属板材布设所述圆弧凹槽的一面覆盖保护膜；

将覆盖有所述保护膜的所述金属板材放置在成型模具中以被冲压形成所述壳体。

5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，将覆盖有所述保护膜的所述金属板材放置在成型模具中以被冲压形成所述壳体，包括：

采用140-180吨冲压机对所述金属板材进行冲压，冲压温度为常温，冲压速度为10-14次/min。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，对所述壳体进行表面处理，包括：

采用自动喷砂机对所述壳体的表面进行喷砂，所述自动喷砂机的喷枪距离为18-22cm，所述喷枪的压力为0.1-0.3MPa，所述喷枪的摆动频率为1-2Hz。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，在对所述壳体进行表面处理之后还包括：对所述壳体进行清洗。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，对所述壳体进行表面处理，包括：

将所述壳体放在平面研磨机上，并加入精抛液，研磨1-5分钟。

9.一种壳体，其特征在于，所述壳体由权利要求1-8中任一项所述的工艺制备而成。

10.一种加工壳体的设备，其特征在于，包括转动驱动机构、转轴、刀盘和刀具，所述转轴固定在所述转动驱动机构的转动输出轴上，所述刀盘与所述转轴固定相连、且随所述转轴转动，所述刀具固定在所述刀盘上，所述刀具随所述刀盘转动、且用于在平板状金属板材的表面加工形成相互平行、且均匀分布的圆弧凹槽，所述圆弧凹槽的贯通轴线为圆弧线。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述刀盘与所述转轴同轴固定，所述刀具安装在所述刀盘的盘面边缘上。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述刀盘上布设有配重块，所述配重块与所述刀具将所述盘面边缘分割成多个等弧段。