CN111641737B - 中框加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中框加工方法，包括如下步骤：提供坯料板材，坯料板材具有朝向相反的第一表面和第二表面，将第一表面的一部分沿坯料板材的厚度方向朝第二表面凹陷设定深度。将坯料板材加工形成底板和环绕底板连接的外框，并设置加强件，使加强件连接底板和外框。将外框和底板共同围成第一腔体和第二腔体，第一表面界定第一腔体的边界，第二表面界定第二腔体的边界；以与外框长度延伸方向呈设定夹角的第一走刀方向加工第一表面，以与第一走刀方向相反的第二走刀方向加工第二表面。去掉加强件。及将外框加工形成边框，将底板加工形成中板，以使第一腔体形成用于收容电池的电池腔，第二腔体形成用于收容显示屏的显示屏腔。

Description

中框加工方法

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种中框加工方法。

背景技术

随着移动终端技术的不断发展，智能手机和掌上电脑等电子设备的应用已经极为普遍，成为人们工作和生活中的重要组成部分。由于金属中框具有高耐磨、高强度和高散热的优点，同时能使产品给用户留下高端的印象，故电子设备的中框通常采用金属材料制成。中框通常包括中板和边框，边框与中板的边缘连接而环绕中板设置，边框与中板共同围成两个腔体，其中一个腔体为用于容置电池的电池腔，另外一个腔体为用于收容显示屏的显示屏腔。

中框主要采用CNC(Computer Numerical Control，数控技术)加工工艺制作成型，对于传统的中框方法，通常会使得边框的端部表面变形较大，同时，围成显示屏腔的内壁面的变形同样较大，导致上述端部表面和内壁面两者的平面度公差较大，即该平面度公差通常在0.25mm至0.35mm之间，甚至会超过0.45mm，最终导致中框的良率降低。

发明内容

本发明解决的一个技术问题是如何提高中框的生产良率。

一种中框加工方法，包括：

提供坯料板材，所述坯料板材具有朝向相反的第一表面和第二表面，将所述第一表面的一部分沿坯料板材的厚度方向朝第二表面凹陷设定深度；

将所述坯料板材加工形成底板和环绕所述底板连接的外框，并设置加强件，使所述加强件连接所述底板和外框；

将所述外框和底板共同围成第一腔体和第二腔体，所述第一表面界定所述第一腔体的边界，所述第二表面界定所述第二腔体的边界；以与所述外框长度延伸方向呈设定夹角的第一走刀方向加工所述第一表面，以与所述第一走刀方向相反的第二走刀方向加工所述第二表面；

去掉所述加强件；及

将所述外框加工形成边框，将所述底板加工形成中板，以使所述第一腔体形成用于收容电池的电池腔，所述第二腔体形成用于收容显示屏的显示屏腔。

在其中一个实施例中，将所述第一表面的一部分沿坯料板材的厚度方向朝第二表面凹陷设定深度A，其中A的取值范围为0.1mm≤A≤0.15mm。

在其中一个实施例中，所述A的取值为0.1mm。

在其中一个实施例中，使所述加强件位于所述第一腔体和/或所述第二腔体。

在其中一个实施例中，所述第一走刀方向与所述外框长度延伸方向呈设定夹角B，其中B的取值为135°或45°。

在其中一个实施例中，通过铣削加工的方式去掉所述加强件。

在其中一个实施例中，使所述外框的边缘加工形成裙边凸起，所述裙边凸起沿所述外框的周向间隔设置，然后将所述裙边凸起去除而将所述外框加工形成边框。

在其中一个实施例中，在形成所述裙边凸起之前，于所述外框和底板上加工注塑结构，并在所述注塑结构中填充塑胶件，且于所述塑胶件成型之后将所述加强件去除。

在其中一个实施例中，将所述外框加工形成边框之后，先对进行边框进行喷砂处理，然后对喷砂处理后的所述边框进行阳极氧化处理。

在其中一个实施例中，还包括如下中的任意一项：

将所述外框加工形成边框之后，在所述边框上加工卡托孔、USB插孔、麦克风插孔、音量孔和侧键孔；

所述坯料板材采用铝合金材料、不锈钢材料或钛合金材料制成；

采用多道次的挤压成型工艺使所述第一表面的一部分沿坯料板材的厚度方向朝第二表面凹陷设定深度，在进行挤压成型工艺之前，对坯料板材进行润滑处理。

本发明的一个实施例的一个技术效果是：通过将第一表面的一部分沿坯料板材的厚度方向朝第二表面凹陷设定深度，同时设置连接底板和外框的加强件，在将外框加工形成边框的过程中，可以防止外框变形，也可以对外框加工过程中的应力进行抵消，最终使得加工成型的边框的端部表面平面度公差不超过0.2mm，保证中框的生产良率。再者，以与外框长度延伸方向呈设定夹角的第一走刀方向加工第一表面，以与第一走刀方向相反的第二走刀方向加工第二表面，可以消除底板加工过程中产生的内应力，防止第二表面产生变形，当第二表面加工形成中板的内壁面后，可以使得该内壁面的平面度公差不超过0.2mm，同样保证中框的生产良率。

附图说明

图1为一实施例提供的中框的立体结构示意图；

图2为图1所示中框在另一视角下的立体结构示意图；

图3为图1所示中框的立体剖视结构示意图；

图4为图3中E处放大结构示意图；

图5为图1所示中框加工过程中坯料板材的立体结构示意图；

图6为图5所述坯料板材加工凹槽后的平面剖视结构示意图；

图7为图1所示中框加工过程中外框与底板连接的立体结构示意图；

图8为将图7所示的外框加工裙边凸起后的立体结构示意图；

图9为将图8所示的第二表面沿第二走刀方向加工时的平面结构示意图；

图10为将图7所示外框加工裙边凸起后在另一视角下的立体结构示意图；

图11为将图10所示的第一表面沿第一走刀方向加工时的平面结构示意图；

图12为一实施例提供的中框加工方法的工艺流程框图。

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。

参阅图1、图2和图3，一种中框加工方法，通过该中框加工方法可以加工形成一种中框10，该中框10可以用在智能手机上。在结构上，中框10包括中板310、边框320和塑胶件400，边框320大致呈环形结构，中板310大致呈板状结构，边框320与中板310的边缘连接而环绕中板310设置，塑胶件400连接在中板310和边框320之间，通过设置塑胶件400，可以消除整个中框10对信号的屏蔽功能，确保智能手机能够通过中框10收发信号。边框320与中板310共同围成两个腔体，其中一个腔体用于收容智能手机的电池，该腔体记为电池腔301；另外一个腔体用于收容智能手机的显示屏，该腔体记为显示屏腔302。参阅图4，中板310具有内壁面311，该内壁面311界定显示屏腔302的边界，为保证中框10的生产良率，该内壁面311的平面度公差必须控制在0.2mm以内，换言之，平面度公差不能大于0.2mm。并且，边框320具有侧周面322和端部表面321，侧周面322的数量为一个且竖直设置，端部表面321的数量为两个且水平设置，两个端部表面321相对设置，侧周面322的两端分别与该两个端部表面321连接，为保证中框10的生产良率和质量，该端部表面321的平面度公差同样必须控制在0.2mm以内。因此，当中板310的内壁面311和边框320的端部表面321两者的平面度公差不超过0.2mm时，该中框加工方法制成的中框10是合格的产品，否则，所加工的中框10为不合格的次品。

参阅图12，该中框加工方法主要包括如下步骤：

第一步，S510，同时参阅图5和图6，提供坯料板材100，坯料板材100具有朝向相反的第一表面110和第二表面120，将第一表面110的一部分沿坯料板材100的厚度方向朝第二表面120凹陷设定深度。

第二步，S520，参阅图7，将坯料板材100粗加工形成底板210和环绕底板210连接的外框220，并设置加强件230，使加强件230连接底板210和外框220。

第三步，S530，同时参阅图8和图10，将外框220和底板210共同围成第一腔体101和第二腔体102，第一表面110界定第一腔体101的边界，第二表面120界定第二腔体102的边界。同时参阅图9和图11，以与外框220长度延伸方向呈设定夹角的第一走刀方向11精加工第一表面110，以与第一走刀方向11相反的第二走刀方向12精加工第二表面120。

第四步，S540，去掉加强件230。

第五步，S550，将外框220加工形成边框320，将底板210加工形成中板310，使得第一腔体101精加工形成用于收容电池的电池腔301，第二腔体102精加工形成用于收容显示屏的显示屏腔302。

同时参阅图5和图6，在一些实施例中，坯料板材100可以采用铝合金材料、不锈钢材料或钛合金材料制成。坯料板材100的第一表面110和第二表面120均为平面，第一表面110和第二表面120两者均沿垂直于坯料板材100的厚度方向延伸。通过挤压成型工艺将第一表面110的一部分沿坯料板材100的厚度方向朝第二表面120凹陷设定深度A，从而使得在第一表面110上形成凹槽111，显然，该凹槽111的深度即为第一表面110的凹陷深度A，该凹陷深度A的取值范围为0.1mm≤A≤0.15mm，例如A的具体取值可以为0.1mm、0.11mm、0.12mm或0.15mm等。

为防止坯料板材100因仅通过一个道次的挤压成型凹槽111而产生损坏，可以使得凹槽111通过多个道次的挤压而成型，即通过多个道次的挤压深度而累积形成凹槽111的深度A。例如，当在上一个挤压道次完成之后，并在下一个挤压道次开始之前，换言之，在相邻两个挤压道次之间，可以对坯料板材100进行退火处理，以使得对坯料板材100的晶粒组织结构进行软化，从而提高坯料板材100的塑性变形能力，进一步减少每个挤压道次所施加的挤压力，提高凹槽111的挤压成型的加工效率。同时，退火处理可以对坯料板材100在上一个挤压道次过程中产生的残余应力进行抵消和释放，防止坯料板材100在下一个挤压道次中因残余应力而可能产生的变形或开裂。

当然，挤压成型工艺可以为热挤压成型工艺，于凹槽111进行挤压成型之前，通过对坯料板材100进行加热而形成预热处理，通过预热可以对坯料板材100形成一定程度的软化功能，从而提高坯料板材100的塑性变形能力，通俗而言，使得坯料板材100更加容易变形。这样一方面可以减少挤压模具的挤压力，从而减少能源的消耗，另一方面可以减少模具在挤压过程中所产生的磨损，提高模具的使用寿命。再一方面可以提高凹槽111的加工效率。为避免坯料板材100在挤压过程中因热辐射而产生的热量损失，可以对模具进行恒温处理，确保坯料板材100在挤压过程中始终具有优良的塑性变形能力和均匀流动性，使得挤压后的坯料板材100获得均匀的组织结构，最终改善坯料板材100的力学性能。

在进行挤压成型工艺之前，可以对坯料板材100进行润滑处理。这样可以有效避免坯料板材100因压应力过大而与模具产生的挤压焊合现象，也可以防止挤压力急剧上升而缩短模具的使用寿命。具体而言，首先对坯料板材100进行清洗：例如酸洗以清除坯料板材100表面的油污和氧化膜，接着通过碱液将残留在坯料板材100上的酸液进行中和，再通过纯净水对中和后的坯料板材100进行再次清洗。然后对清洗后的坯料板材100进行磷化处理：坯料板材100进行磷化处理后，坯料板材100的表面形成磷酸盐膜层，该磷酸盐膜层上具有若干微孔。最后对磷化处理后的坯料板材100进行皂化处理：即将皂制材料填充在磷酸盐膜层的微孔中，皂制材料起到润滑剂的作用，皂制材料可以包括硬脂酸锌或硬脂酸钠等。皂制材料进入磷酸盐膜层的微孔中，磷酸盐膜层的微孔中对皂制材料起到存储和吸附效果，避免皂制材料在挤压过程充流失而降低其对坯料板材100的润滑效果。在持续的挤压过程中，皂制材料从微孔中持续缓慢渗出，从而确保坯料板材100在整个挤压过程中始终获得有效的润滑。当然，也可以将省去对坯料板材100的磷化处理，将玻璃粉、二硫化钼或石墨等材料配置而成的润滑剂直接涂覆在坯料板材100的表面，同样可以改善坯料板材100的润滑效果。

参阅图7，在一些实施例中，加强件230可以为块状结构，加强件230的一端可以与底板210的边缘连接，加强件230的另一端与外框220连接。由于外框220与底板210两者共同围成第一腔体101和第二腔体102，加强件230既可以单独位于第一腔体101中，也可以单独位于第二腔体102中，还可以同时位于第一腔体101和第二腔体102中。通过设置该加强件230，一方面当外框220和底板210加工而存在物料损失时，会降低自身的结构强度，而加强件230可以有效弥补因物料损失而导致结构强度的削弱，确保外框220和底板210两者始终具有合理的机械结构强度，有效防止外框220和底板210在加工过程中产生变形；另一方面是当外框220与底板210在加工中释放应力时，加强件230的连接力可以对该释放的应力进行抵消，从而可以有效防止外框220和底板210在加工过程中产生变形。

在一些实施例中，由于第一表面110界定第一腔体101的的边界，第二表面120界定第二腔体102的的边界。当对第一表面110进行加工时，铣刀沿底板210的厚度方向对第一表面110施加作用力，同时铣刀相对第一表面110沿第一走刀方向11运动，该第一走刀方向11沿与外框220长度延伸方向呈设定夹角，该设定夹角可以记为B，B的取值可以为135°或45°。当对第二表面120进行加工时，铣刀同样沿底板210的厚度方向对第二表面120施加作用力，同时铣刀相对第二表面120沿第二走刀方向12运动，该第二走刀方向12刚好与第一走刀方向11相反。因此，当第一走刀方向11与外框220长度延伸方向为135°时，第二走刀方向12则与外框220长度延伸方向为45°；当第一走刀方向11与外框220长度延伸方向为45°时，第二走刀方向12则与外框220长度延伸方向为135°。

第二表面120可以先于第一表面110加工，将第一表面110精加工完毕之后，精加工后的第一表面110将形成后续界定电池腔301边界的表面。将第二表面120加工完毕之后，第二表面120将形成后续中板310的内壁面311，该内壁面311界定显示屏腔302的边界。一方面，由于第一走刀方向11与第二走刀方向12刚好相反，可以消除在切削底板210过程中产生的内应力，即有效抵消第二表面120在加工过程中产生的内应力，防止第二表面120在加工过程中产生变形，最终确保加工成型的内壁面311的平面度。故将第二表面120加工形成内壁面311后，可以防止内壁面311变形而形成曲面，使得内壁面311的平面度公差控制在0.2mm之内。另一方面，由于在第一表面110上凹陷形成凹槽111，凹槽111的深度控制在0.1mm至0.15mm之间，即便第二表面120在加工过程中产生翘曲变形，该凹槽111的存在可以有效抵消(中和)第二表面120产生的翘曲变形，当将第二表面120加工形成内壁面311后，进一步防止内壁面311变形而形成曲面，使得内壁面311的平面度公差控制在0.2mm之内，保证中框10的生产良率。

在将底板210加工形成中板310的过程中，去掉加强件230，加强件230可以通过铣削的方式进行去除，即通过铣刀去除加强件230。通过设置加强件230，在将外框220加工的过程中，可以弥补外框220因物料损失而丧失的机械结构强度，同时可以抵消外框220在加工过程中释放的内应力，从而有效防止外框220在加工过程中产生变形，当将外框220加工而形成边框320后，可以避免边框320产生较大的变形，防止边框320的端部表面321产生翘曲而形成曲面，使得边框320的端部表面321的平面度公差控制在0.2mm之内，保证中框10的生产良率。

参阅图8和图9，在一些实施例中，在加工外框220加工形成边框320的过程中，于外框220的边缘上加工形成若干裙边凸起221，裙边凸起221沿外框220的周向间隔设置。实际上，通过加工裙边凸起221，使得边框320的侧周面322并非同步成型，继而使得裙边凸起221对外框220的加工起到一定的支撑作用，防止边框320在加工过程中产生变形，当将裙边凸起221去除而将外框220加工形成边框320后，可以有效确保边框320的端部表面321的平面度公差控制在0.2mm之内。在形成裙边凸起221之前，于外框220和底板210上加工注塑结构，注塑结构可以槽孔结构，并在注塑结构中填充塑胶件400。通过设置塑胶件400，一方面外框220和底板210在加工注塑结构时会导致物料损失，通过填充塑胶件400可以弥补因该物料损失所带来的结构强度损失，防止外框220和底板210产生变形，确保中板310的内壁面311和边框320的端部表面321具有良好的平面度，最终保证中框10的生产良率。在加强件230的去除过程中，具体而言，加强件230于塑胶件400成型之后去除。因此，当塑胶件400固化成型时，加强件230还可以抵消塑胶件400成型过程中产生的内应力，从而保证塑胶件400的成型质量。

参阅图8，在一些实施例中，塑胶件400可以通过注塑成型的方式形成。具体而言，首先，将开设有注塑结构的外框220和底板210放入注塑模具中，然后合模，可以通过注塑机将熔融的塑胶注入注塑模具中，同时将注塑机选择合理的注射条件，该注射条件可以用注塑压力、注塑时间和注塑速度三者来表征，当注射条件确定后，可以使得熔融的塑胶在短时件填充模具的注塑模具的整个型腔，避免成型后的塑胶件400出现裂纹或孔洞等缺陷。

然后，对注塑模具的整个型腔经保压，即注塑机以一定的压力维持设定时间。通过保压，可以有效消除塑胶件400因体积减少产生的影响，能使新的熔融的塑胶快速填补塑胶件400所减少的空间，确保塑胶件400的成型质量。当然，保压可以分多个阶段进行，每个阶段的压力和时间不同，这样可以释放塑胶件400内残余内应力，提高塑胶件400的力学性能。

最后，对注塑模具进行冷却，可以通过水冷的方式对注塑模具进行冷却，以便注塑模具快速开模，提高塑胶件400的生产效率。当然，在将熔融的塑胶注入注塑模具的型腔之前，可以对注塑模具进行预热处理，减少了注塑模具与熔融塑胶之间的温度差，避免塑胶件400在热胀冷缩的作用下产生不同程度的翘曲，确保塑胶件400成型的尺寸精度。

在一些实施例中，当将外框220加工形成边框320之后，在边框320上加工各种槽孔结构，例如收容卡托的卡托孔、与USB插头配合的插孔、麦克风插孔、音量孔、侧键孔和听筒孔等。当将上述槽孔结构加工完毕之后，先对进行边框320进行喷砂处理，然后对喷砂处理后的边框320进行阳极氧化处理。具体而言，采用机械喷砂处理工艺在边框320上形成具有一定粗糙度的砂面，例如，通过压缩空气将金刚砂、石英砂、铜矿砂或铁砂等磨料高速喷射至边框320的侧周面322或端部表面321上，在高速喷射磨料的冲击和切削作用下，可以将附着在边框320上的油污去除，使得边框320具有一定的洁净度，同时也提高了边框320的抗疲劳性和耐磨性，确保边框320具有良好的机械力学性能。喷砂完毕后，可以将边框320作为阳极并在电解液中反应设定时间，使得边框320的侧周面322和端部表面321上形成一层氧化膜，通过该氧化膜的作用，可以大幅提高侧周面322和端部表面321的硬度和耐磨性，提高边框320的抗冲击强度和使用寿命。当然，当形成氧化膜之后，还可以在氧化膜上进行着色处理，使得边框320能形成各种不同的颜色，提高边框320的装饰效果。

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)

1.一种中框加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供坯料板材，所述坯料板材具有朝向相反的第一表面和第二表面，将所述第一表面的一部分沿坯料板材的厚度方向朝第二表面凹陷设定深度；

将所述坯料板材加工形成底板和环绕所述底板连接的外框，并设置加强件，使所述加强件连接所述底板和外框；

将所述外框和底板共同围成第一腔体和第二腔体，所述第一表面界定所述第一腔体的边界，所述第二表面界定所述第二腔体的边界；以与所述外框长度延伸方向呈设定夹角的第一走刀方向加工所述第一表面，以与所述第一走刀方向相反的第二走刀方向加工所述第二表面，所述第二表面先于所述第一表面加工；

去掉所述加强件；及

将所述外框加工形成边框，将所述底板加工形成中板，以使所述第一腔体形成用于收容电池的电池腔，所述第二腔体形成用于收容显示屏的显示屏腔。

2.根据权利要求1所述的中框加工方法，其特征在于，将所述第一表面的一部分沿坯料板材的厚度方向朝第二表面凹陷设定深度A，其中A的取值范围为0.1mm≤A≤0.15mm。

3.根据权利要求2所述的中框加工方法，其特征在于，所述A的取值为0.1mm。

4.根据权利要求1所述的中框加工方法，其特征在于，使所述加强件位于所述第一腔体和/或所述第二腔体。

5.根据权利要求1所述的中框加工方法，其特征在于，所述第一走刀方向与所述外框长度延伸方向呈设定夹角B，其中B的取值为135°或45°。

6.根据权利要求1所述的中框加工方法，其特征在于，通过铣削加工的方式去掉所述加强件。

7.根据权利要求1所述的中框加工方法，其特征在于，使所述外框的边缘加工形成裙边凸起，所述裙边凸起沿所述外框的周向间隔设置，然后将所述裙边凸起去除而将所述外框加工形成边框。

8.根据权利要求7所述的中框加工方法，其特征在于，在形成所述裙边凸起之前，于所述外框和底板上加工注塑结构，并在所述注塑结构中填充塑胶件，且于所述塑胶件成型之后将所述加强件去除。

9.根据权利要求1所述的中框加工方法，其特征在于，将所述外框加工形成边框之后，先对边框进行喷砂处理，然后对喷砂处理后的所述边框进行阳极氧化处理。

10.根据权利要求1所述的中框加工方法，其特征在于，还包括如下中的任意一项：

将所述外框加工形成边框之后，在所述边框上加工卡托孔、USB插孔、麦克风插孔、音量孔和侧键孔；

所述坯料板材采用铝合金材料、不锈钢材料或钛合金材料制成；

采用多道次的挤压成型工艺使所述第一表面的一部分沿坯料板材的厚度方向朝第二表面凹陷设定深度，在进行挤压成型工艺之前，对坯料板材进行润滑处理。

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