CN113690705B - 一种高精度usb type-c壳体的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度USB TYPE‑C壳体的生产工艺，采用焊接后的薄壁圆管作为制备原料进行拉拔成型，先将薄壁圆管空拉变成过渡椭圆管；将芯棒穿入过渡椭圆管内进行拉拔，得到扁圆管；然后对扁圆管进行多道次的游动芯头减壁拉拔，使扁圆管的壁厚接近且稍大于成品的标准壁厚，得到半成品扁圆管；将半成品扁圆管进行一次空拉，得到扁圆管管材；将扁圆管管材进行退火处理，释放材料应力，接着按照设计尺寸切割成壳体基体，将壳体基体进行表面处理后得到成品。本发明能够生产出高精度产品，次品率低，效率高，并且有效降低制备成本。
Description
技术领域
本发明涉及连接器制造技术领域，具体涉及一种高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺。
背景技术
市面上生产USB TYPE-C壳体主要是通过二次拉伸不锈钢铁板成型，多采用在高频焊管机组上生产，由“圆-异”的成形法，既先将带钢在成形机上轧制成圆管状，经过高频焊接成圆坯管，再经过定径机的一组异型孔型的轧辊，轧制成所需形状的异形钢管。
这种生产工艺的壳体经过多次拉伸，发热量大，壳体硬度发生巨大变化，同时，经过拉伸的壳体，壁厚很难控制，壳体厚度不均匀，壳体前端与后端厚度相差大，一般情况下前端薄、后端厚；并且刚性差，在成型后的尺寸和外形检测环节中，根据高精度产品的要求，次品率极高，并且生产成本高，产品性价比低。
因此对一些精度要求高的壳体制备中，现有方法则无法达到尺寸和外形精度的指标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺，能够生产出高精度产品，次品率低，效率高，并且有效降低制备成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺，采用焊接后的薄壁圆管作为制备原料进行拉拔成型，包括以下步骤：
步骤1)将薄壁圆管先空拉变成过渡椭圆管；
步骤2)将芯棒穿入过渡椭圆管内进行拉拔，得到扁圆管；
步骤3)然后对扁圆管进行多道次的游动芯头减壁拉拔，使扁圆管的壁厚接近且稍大于成品的标准壁厚，得到半成品扁圆管；
步骤4)将半成品扁圆管进行一次空拉，得到扁圆管管材；
步骤5)将扁圆管管材进行退火处理，释放材料应力，接着按照设计尺寸切割成壳体基体，将壳体基体进行表面处理后得到成品。
进一步地，在拉拔过程中，保证制备原料初始拉拔的硬度在HB200-280之间。
进一步地，拉拔使用的模具的拉拔角为13.5-14.5°、定径带长度小于3mm。
进一步地，在步骤4)中，空拉时使用的模具为定型模具，且数量为两个，两个定型模具串联设置并单道次拉拔。
进一步地，两个定型模具的间距为1cm-10cm。
进一步地，两个定型模具分别设置在第一模具底座和第二模具底座上，第一模具底座和第二模具底座平行设置且均设置在拉拔平台上，所述拉拔平台上还设置有拉拔动力机构，所述拉拔动力机构上设置有夹头。
进一步地，所述第一模具底座包括第一支撑板，所述第一支撑板底部设置有第一锁固底板，所述第二模具底座包括第二支撑板，所述第二支撑板底部设置有第二锁固底板，所述第二支撑板和第二锁固底板配合形成L型结构，所述第二模具底座锁固在第一锁固底板表面，所述第二支撑板表面还设置有间隔垫块，所述第一支撑板和第二支撑板之间锁固连接。
进一步地，在步骤5中)，扁圆管管材采用CNC线切割成壳体基体。
进一步地，在步骤5中)，壳体基体的表面处理包括表面研磨处理和毛刺清理。
本发明的有益效果：
通过拉拔的方式能够有效的控制壁厚的均匀性，从而保证壳体的品质；其中先空拉成过渡椭圆管，能够有效避免形变过大导致的开裂、拉断、划痕等问题。通过多道次的游动芯头减壁拉拔，能够有效保证减壁后的精度。最后通过一道次双模具的空拉定型，能够有效的将壳体管材定型，保证尺寸的高精度，均匀稳定。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明的模具截面结构示意图；
图3是本发明的定型时的拉拔机构示意图；
图4是图3中模具结构爆炸示意图；
图5是穿设芯棒的装置结构示意图；
图6是图5中夹具使用示意图；
图7是图5中部分结构方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1和图2所示，本发明的高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺的一实施例，TYPE-C壳体在高精度制备要求下，采用焊接后的薄壁圆管作为制备原料进行拉拔成型，将薄壁圆管先进行一道次的空拉变成过渡椭圆管；将芯棒穿入过渡椭圆管内进行拉拔，得到扁圆管，通过过渡的方式两次拉拔成扁圆管形状，避免一次拉拔过渡导致管材损伤；然后对扁圆管进行多道次的游动芯头减壁拉拔，使扁圆管的壁厚接近且稍大于成品的标准壁厚，得到半成品扁圆管；将半成品扁圆管进行一次空拉，起到有效定型效果，得到扁圆管管材；最后将扁圆管管材进行退火处理，释放材料应力，按照设计尺寸采用CNC线切割成壳体基体，将壳体基体进行表面处理后得到成品，壳体基体的表面处理包括表面研磨处理和毛刺清理。
在上述拉拔过程中，针对壳体拉拔时厚度变化量大，容易出现壳体厚度不均匀的问题，对制备原料初始拉拔的硬度进行限定，硬度保持在HB200-280之间，硬度通过加热功率和加热时间的控制获得，使得制备原料在拉拔前的状态呈半硬状态，不能为软态或者硬态拉拔，在拉拔过程中，材料会逐渐加工硬化，当在规定的拉力下无法拉动时(或者通过计算，多道次的拉拔后人为无法再次拉拔时)，需要再次加热，使得材料变软，其硬度也需要保证在HB200-280之间。拉拔时确保为半硬态拉拔方式，有效避免软态变形不均匀的缺陷，减少壳体成型时前端与后端厚度相差大，后端厚，前端薄的等缺陷。
针对壳体成型过程中材料经过多次拉伸，发热量大，壳体硬度发生巨大变化导致的壁厚不均一问题，所有参与拉拔的模具的拉拔角均设计为13.5°-14.5°，且模具定径带长度小于3mm，以起到减小拉拔阻力的作用，使得拉拔变形更为均匀。优选的，将拉拔角设计为14°。
针对金属变形时由于回弹造成尺寸和外形变化，在上述定型空拉时，使用的模具为定型模具2，且数量为两个，两个定型模具串联设置，形成双模具单道次拉拔结构，一次拉拔定型，相当于是连续两次拉拔定型，可以有效减小变形回弹，防止出现弧面等外形缺陷；其中，两个定型模具的间距为1cm-10cm。上述定型模具的设计原则主要是拉拔稳定，表面质量好，同时空拉出的钢管内孔，在能保证穿进芯棒的前提下，尽量做到最小，以减小带芯棒拉拔的拔制力。
经过本发明的加工工艺，生产的壳体尺寸和外形精度为：
| 本项目 | 同类产品 | |
| 管壁厚均匀性 | <0.005mm | <0.01-0.015mm |
| 管宽度偏差 | <0.03mm | <0.08-0.1mm |
| 壳体垂直度偏差 | <0.03mm | <0.08-0.1mm |
| 外表面光洁度 | <0.004mm | <0.008-0.012mm |
| 内表面光洁度 | <0.004mm | <0.008-0.012mm |
具体的，参照图3和图4所示，两个定型模具分别设置在第一模具底座3和第二模具底座4上，第一模具底座和第二模具底座平行设置且均设置在拉拔平台5上，拉拔平台上还设置有拉拔动力机构6，拉拔动力机构上设置有夹头7。半成品扁圆管一端直接从第一模具底座和第二模具底座上的两个定型模具中穿过，然后通过拉拔动力机构上的夹头将半成品扁圆管一端夹持，拉拔动力机构动作，将半成品扁圆管拉拔，半成品扁圆管经过两个定型模具后有效保证管壁精度。
上述两个定型模具的间距设置为1cm，从而有效的保证拉拔作用段的长度，减少裁切废料的尺寸。为了保证装配质量和降低装配难度，上述第一模具底座包括第一支撑板8，第一支撑板底部设置有第一锁固底板9，第二模具底座包括第二支撑板10，第二支撑板底部设置有第二锁固底板11，第二支撑板和第二锁固底板配合形成L型结构，第二模具底座锁固在第一锁固底板表面，第二支撑板表面还设置有间隔垫块12，第一支撑板和第二支撑板之间锁固连接。
通过上述结构的设计，使得第一模具底座和第二模具底座重叠设置在一起，第一锁固底板能够将第一支撑板有效固定在拉拔平台上，而第二锁固底板锁固在第一锁固底板上，即也能够将第二支撑板有效固定在拉拔平台上，第一支撑板和第二支撑板固定牢固后，有效保证定型模具的稳定性使用，通过重叠固定的方式，在保证具有良好固定效果的同时，还有效降低了第一支撑板和第二支撑板之间的间距，即有效减小了两个定型模具之间的间距。
在组装时，通过间隔垫块的设计，直接将第一支撑板和第二支撑板贴合抵紧即可保证两个定型模具之间的间距，从而满足设计要求，也有效保证两者的平行度，贴合后还可以通过螺钉锁固，螺钉锁固位置位于间隔垫块上，从而将第一模具底座和第二模具底座整合为一体结构，保证结构的稳定性。从而可以保证两个较近的定型模具置中效果好，保证空拉品质。
在减壁拉拔的过程中，由于扁圆管内径小，而芯棒21外表面与扁圆管22内壁尺寸一致，因此穿设困难，故提出一种方便穿设芯棒的装置，具体的，参照图5至图7所示，装置包括夹具13，夹具设置在机架14上，机架位于夹具两侧上均设置有滑动承托平台15，芯棒和扁圆管均放置在对应的滑动承托平台上，通过端部伸入夹具内进行配合穿设，减少手持导致芯棒和扁圆管受损及穿不进等问题。其中，夹具包括导直段16和设置在导直段两侧的扩口17，扩口将芯棒直接插入1mm的空间扩大为从5mm甚至更大的尺寸插入，因此无需较高的精度对准，通过扩口的斜向内壁，可以将芯棒以及扁圆管导向进入导直段中，导直段将向和扁圆管保持在同一空间内，轴向移动即可实现穿设。
上述在穿芯棒时，芯棒和扁圆管可以直接摆放在对应的滑动承托平台内，然后先推动扁圆管，使扁圆管一端伸入夹具内，随后推动芯棒进行穿设动作，无需人工对准，操作便捷可靠。
参照图7所示，在夹具顶部设置有CCD相机18，且夹具位于扁圆管放置的一侧上设置有挡板19，挡板与位移气缸20连接，在扁圆管穿芯棒的一端上进行正反面标记，CCD相机用于拍摄并识别扁圆管的端部上的标记，从而判断正反面。在穿设芯棒前，可以先将扁圆管直接推向夹具移动，挡板起到遮挡效果，CCD相机在扁圆管移动过程中，通过对扁圆管端部进行拍摄图像，通过图像中是否存在标记从而判断正反面，当识别为正确位置时，挡板通过位移气缸移动解除阻挡，扁圆管顺利进入夹具内，当识别为错误位置时，挡板不移动，扁圆管无法进入夹具内，通过翻转扁圆管后再次识别即可顺利进入夹具内。通过位置的校准进行穿设芯棒后，可以直接进行拉拔，有效配合自动化生产，也保证拉拔后的尺寸精度。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺，其特征在于，采用焊接后的薄壁圆管作为制备原料进行拉拔成型，包括以下步骤：
步骤1）将薄壁圆管空拉变成过渡椭圆管；
步骤2）将芯棒穿入过渡椭圆管内进行拉拔，得到扁圆管；
步骤3）然后对扁圆管进行多道次的游动芯头减壁拉拔，使扁圆管的壁厚接近且稍大于成品的标准壁厚，得到半成品扁圆管；
步骤4）将半成品扁圆管进行一次空拉，得到扁圆管管材；
步骤5）将扁圆管管材进行退火处理，释放材料应力，接着按照设计尺寸切割成壳体基体，将壳体基体进行表面处理后得到成品；
在步骤4）中，空拉时使用的模具为定型模具，且数量为两个，两个定型模具串联设置，单道次拉拔；两个定型模具分别设置在第一模具底座和第二模具底座上，第一模具底座和第二模具底座平行设置且均设置在拉拔平台上，所述拉拔平台上还设置有拉拔动力机构，所述拉拔动力机构上设置有夹头；
所述第一模具底座包括第一支撑板，所述第一支撑板底部设置有第一锁固底板，所述第二模具底座包括第二支撑板，所述第二支撑板底部设置有第二锁固底板，所述第二支撑板和第二锁固底板配合形成L型结构，所述第二模具底座锁固在第一锁固底板表面，所述第二支撑板表面还设置有间隔垫块，所述第一支撑板和第二支撑板之间锁固连接。
2.如权利要求1所述的高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺，其特征在于，在拉拔过程中，保证制备原料初始拉拔的硬度在HB200-280之间。
3.如权利要求1所述的高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺，其特征在于，拉拔使用的模具的拉拔角为13.5-14.5°、定径带长度小于3mm。
4.如权利要求1所述的高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺，其特征在于，两个定型模具的间距为1cm-10cm。
5.如权利要求1所述的高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺，其特征在于，在步骤5中），扁圆管管材采用CNC线切割成壳体基体。
6.如权利要求1所述的高精度USB TYPE-C壳体的生产工艺，其特征在于，在步骤5中），壳体基体的表面处理包括表面研磨处理和毛刺清理。
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