金属中框结构加工工艺、金属中框结构及电子设备

摘要

本发明涉及一种金属中框结构、包含该金属中框结构的电子设备及金属中框结构加工工艺，由于金属边框采用焊接成型工艺，该成型工艺减少了因金属边框加工余量所到导致的材料浪费，降低了原材料成本在总制造成本中的比重；同时也减少了中间的冲压、CNC加工和热处理工序，降低了金属边框的加工时间，从而提高了整个金属中框结构的生产效率，可以通过规模化生产而降低电子设备的制造成本，进而提高其市场竞争力。

权利要求

1.一种金属中框结构，其特征在于，包括焊接成型的金属边框，及连接在所述金属边框内并压铸成型的中板。

2.根据权利要求1所述的金属中框结构，其特征在于，所述金属边框为回字形，所述金属边框包括首尾依次焊接连接的若干连接件。

3.根据权利要求2所述的金属中框结构，其特征在于，所述连接件的数量为四条，所述连接件包括U型构件、一字型构件和两条L型构件；所述U型构件包括第一直线段，及分别与所述第一直线段两端一体连接的第一弯折段；所述L型构件构件包括一端与所述第一弯折段焊接的第二直线段，及一体连接在所述第二直线段的另一端上并与所述一字型构件焊接的第二弯折段。

4.根据权利要求1所述的金属中框结构，其特征在于，所述金属边框的内表面上开设有与所述中板配合且凹凸不平的加强连接结构。

5.根据权利要求4所述的金属中框结构，其特征在于，所述加强连接结构包括设置在所述金属边框的内表面上、并沿所述金属边框的周向延伸的第一燕尾槽，及设置在所述第一燕尾槽的底面上、并沿所述金属边框的周向延伸的第二燕尾槽。

6.根据权利要求5所述的金属中框结构，其特征在于，所述第一燕尾槽的深度大于或等于所述第二燕尾槽的深度。

7.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的金属中框结构。

8.一种金属中框结构加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：获取若干直线型材；

将其中一部分所述直线型材的端部进行弯折以成型弯折型材；

对所述弯折型材和非弯折的所述直线型材的外表面和端部进行精加工；

将所述弯折型材和非弯折的所述直线型材首尾焊接连接并形成金属边框；

将所述金属边框放入压铸模具中、并压铸成型与所述金属边框的内表面连接的中板，以形成金属中框结构。

9.根据权利要求8所述的金属中框结构加工工艺，其特征在于，在所述直线型材弯折之前，于所述直线型材的侧面上加工凹凸不平的加强连接结构。

10.根据权利要求8所述的金属中框结构加工工艺，其特征在于，形成所述中框结构后，对所述金属中框结构的外表面进行表面处理。

说明书

金属中框结构加工工艺、金属中框结构及电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及智能设备技术领域，特别是涉及一种金属中框结构加工工艺、金属中框结构及包含该金属中框结构的电子设备。

背景技术

[0002] 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中的重要组成部分，电子设备的外壳通常采用金属中框结构，金属中框结构具有耐磨和容易散热的优点，同时能使产品给用户留下高端的印象。

[0003] 金属中框结构包括金属边框和中板，一般的，传统的金属中框采用一体成型粗坯的方式，再对粗坯进行CNC加工，CNC加工较为复杂，浪费材料较多，生成效率低，不利于制造成本的降低。改进后的工艺采用分体成型的方式，即通过锻压和CNC加工的方式成型金属边框，再将金属边框与中板结合成金属中框结构，但是，同样存在效率过低和成本过高的缺陷。

发明内容

[0004] 基于此，有必要提供一种能提高生产效率和降低成本的金属中框结构、包含该金属中框结构的电子设备及金属中框结构加工工艺。

[0005] 一种金属中框结构，包括焊接成型的金属边框，及连接在所述金属边框内并压铸成型的中板。

[0006] 在其中一个实施例中，所述金属边框为回字形，所述金属边框包括首尾依次焊接连接的若干连接件。

[0007] 在其中一个实施例中，所述连接件的数量为四条，所述连接件包括U型构件、一字型构件和两条L型构件；所述U型构件包括第一直线段，及分别与所述第一直线段两端一体连接的第一弯折段；所述L型构件构件包括一端与所述第一弯折段焊接的第二直线段，及一体连接在所述第二直线段的另一端上并与所述一字型构件焊接的第二弯折段。

[0008] 在其中一个实施例中，所述金属边框的内表面上开设有与所述中板配合且凹凸不平的加强连接结构。

[0009] 在其中一个实施例中，所述加强连接结构包括设置在所述金属边框的内表面上、并沿所述金属边框的周向延伸的第一燕尾槽，及设置在所述第一燕尾槽的底面上、并沿所述金属边框的周向延伸的第二燕尾槽。

[0010] 在其中一个实施例中，所述第一燕尾槽的深度大于或等于所述第二燕尾槽的深度。

[0011] 一种电子设备，包括上述任一的金属中框结构。

[0012] 一种金属中框结构加工工艺，包括如下步骤：

[0013] 获取若干直线型材；

[0014] 将其中一部分所述直线型材的端部进行弯折以成型弯折型材；

[0015] 对所述弯折型材和非弯折的所述直线型材的外表面和端部进行精加工；

[0016] 将所述弯折型材和非弯折的所述直线型材首尾焊接连接并形成金属边框；

[0017] 将所述金属边框放入压铸模具中、并压铸成型与所述金属边框的内表面连接的中板，以形成金属中框结构。

[0018] 在其中一个实施例中，在所述直线型材弯折之前，于所述直线型材的侧面上加工凹凸不平的加强连接结构。

[0019] 在其中一个实施例中，形成所述中框结构后，对所述金属中框结构的外表面进行表面处理。

[0020] 本发明提供的金属中框结构、包含该金属中框结构的电子设备及金属中框结构加工工艺，由于金属边框采用焊接成型工艺，该成型工艺减少了因金属边框加工余量所到导致的材料浪费，降低了原材料成本在总制造成本中的比重；同时也减少了中间的冲压、CNC加工和热处理工序，降低了金属边框的加工时间，从而提高了整个金属中框结构的生产效率。

附图说明

[0021] 图1为直线型材的结构示意图；

[0022] 图2为加工有加强连接结构的直线型材的结构示意图；

[0023] 图3为图2中的直线型材的剖视结构示意图；

[0024] 图4为构成金属边框的连接件的结构示意图；

[0025] 图5为外表面和端部精加工处理后的连接件的结构示意图；

[0026] 图6为图5中A处放大结构示意图；

[0027] 图7为焊接成型的金属边框的结构示意图；

[0028] 图8为一实施例提供的金属中框结构的立体结构示意图；

[0029] 图9为金属中框结构加工工艺流程图。

具体实施方式

[0030] 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。

[0031] 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。

[0032] 参阅图8，一种金属中框结构10，可应用于智能手机和平板电脑等电子设备。该电子设备包括金属边框100和中板200，金属边框100采用焊接成型，中板200采用压铸成型，中板200的边缘与金属边框100的内表面连接。

[0033] 同时参阅图4和图7，在一些实施例中，金属边框100为回字形，金属边框100包括首尾依次连接的四条连接件110，四条连接件110之间采用焊接连接。连接件110包括U型构件112、一字型构件113和两条L型构件111。

[0034] U型构件112包括第一直线段112a和第一弯折段112b，第一弯折段112b与第一直线段112a一体连接，第一直线段112a的两端上均连接有第一弯折段112b。L型构件111构件包括第二直线段111a和第二弯折段111b，第二弯折段111b与第二直线段111a一体连接，第二直线段111a的其中一端连接有第二弯折段111b。一字型构件113为非弯折的直线形构件。

[0035] 事实上，当将U型构件112、L型构件111构件和一字型构件113焊接形成金属边框100时，金属边框100的截面为矩形状，两条L型构件111主要位于金属边框100的长边上，而U型构件112和一字型构件113则主要位于金属边框100的短边上。因此，两条L型构件111上的第二直线段111a的一端分别与U型构件112上的第一弯折段112b连接，两条L型构件111上的第二弯折段111b分别与一字型构件113的两端连接。

[0036] 在其它实施例中，连接件110的数量为两条、三条或其它数量，金属边框100的形状可以圆形或正多边形等规则或不规则形状。

[0037] 由于金属边框100采用焊接连接的方式，减少了因金属边框100加工余量所到导致的材料浪费，降低了原材料成本在总制造成本中的比重；同时也减少了中间的冲压、CNC加工和热处理工序，降低了金属边框100的加工时间，从而提高了整个金属中框结构10的生产效率。

[0038] 同时参阅图2、图3和图7，在一些实施例中，金属边框100的内表面上开设有凹凸不平的加强连接结构121，在中板200压铸成型的过程中，熔融的金属注入至该凹凸不平的加强连接结构121中，从而使得冷却凝固成型后的中板200与金属边框100形成一种犬牙交错的咬合连接关系，增强了中板200与金属边框100之间的连接强度，确保整个金属中框结构10具备良好的抗摔和抗冲击性能，提高了金属中框结构10的使用寿命。

[0039] 同时参阅图2、图3和图7，加强连接结构121包括第一燕尾槽121a和第二燕尾槽121b，第一燕尾槽121a开设在金属边框100的内表面上，第一燕尾槽121a沿金属边框100的周向延伸，第二燕尾槽121b开设在第一燕尾槽121a的底面上，同样的，第二燕尾槽121b沿金属边框100的周向延伸。显然，第一燕尾槽121a的开口宽度大于第二燕尾槽121b的开口宽度，可以理解，还可以在第二燕尾槽121b的底面上再开设第三燕尾槽等。第一燕尾槽121a的深度大于或等于第二燕尾槽121b的深度，这样更有利于提高第一燕尾槽121a对中板200的咬合能力。

[0040] 在其他实施例中，加强连接结构121可以为若干弧形槽或孔所构成的凹凸不平结构(波浪形或锯齿形结构)。

[0041] 本发明还提供一种电子设备，该电子设备包括上述的金属中框结构10，由于采用上述金属中框结构10，该电子设备的制造成本大幅降低，生产效率显著提高。

[0042] 参阅图7至图9，本发明还提供一种金属中框结构10的加工工艺，以连接件110包括U型构件112、一字型构件113和两条L型构件111为例进行说明，该加工工艺主要包括如下步骤：

[0043] S310，获取若干直线型材120。参阅图1，直线型材120为四条，其中两条直线型材120的长度相等且最长，另外两条直线型材120的长度不相等(其中一条较短，另外一条最短)。在一些实施例中，采用冲裁的方式下料，冲裁的加工效率较高。在其它实施例中，可以采用切割的方式下料，例如激光切割、电弧切割、等离子弧切割和火焰切割等热切割方式，也可以才采用射流切割等冷切割的方式。当然，下料时需预留一定的加工余量。

[0044] S330，将其中一部分直线型材120的端部进行弯折以成型弯折型材。参阅图4，通过冲压的方式对直线型材120进行弯折，将两条最长的直线型材120的一端进行弯折以形成两条L型构件111，将长度较短的直线型材120的两端均进行弯折以形成U型构件112，长度最短的直线型材120不进行弯折以维持原来的直线状。

[0045] S340，对弯折型材和非弯折的所述直线型材120的外表面和端部进行精加工。参阅图5和图6，由于下料时所考虑的加工余量，必须对U型构件112、一字型构件113和L型构件111进行切边处理，使其长度符合金属边框100的装配尺寸的要求，同时对端部进行磨削或铣平处理，以呈一定的锥度，即端部为棱台体114a，使其各端部能实现准确对接，有利于提高焊缝115的质量和金属边框100的装配精度。另外，对三者的外表面进行精加工处理，以满足相关平面度和粗糙度标准的要求。

[0046] S350，将弯折型材和非弯折的直线型材120首尾焊接连接并形成金属边框100。参阅图7，通过夹具对U型构件112、一字型构件113和L型构件111进行定位和装置，以提高焊接效率和精度，可以采用机械手焊接或人工焊接的方式。焊接时，将U型构件112、一字型构件113和L型构件111拼合成一个长方形，即将两条L型构件111上的第二直线段111a的一端分别与U型构件112上第一弯折段112b的端部相抵接，两条L型构件111上第二弯折段111b的端部分别与一字型构件113的两端相抵接，于各抵接处焊接完毕即可形成金属边框100。

[0047] S360，将金属边框100放入压铸模具中、并压铸成型与所述金属边框100的内表面连接的中板200，以形成金属中框结构10。参阅图8，首先将焊接成型的金属边框100嵌入压铸模具中，然后合模，再往压铸模具的型腔中高压注入熔融金属，冷却后，熔融金属固化形成中板200，同时确保实现中板200与金属边框100之间可靠的连接。最后开模，将已成型的金属中框结构10取出。

[0048] 在一些实施例中，在直线型材120弯折之前，还包括步骤S320，即在直线型材120的侧面上加工凹凸不平的加强连接结构121。参阅图2和图3，第一燕尾槽121a和第二燕尾槽121b均采用CNC加工成型，即在立式铣床上通过燕尾槽铣刀铣削成型。在中板200压铸成型的过程中，熔融的金属在压力的作用下注入并填充整个第一燕尾槽121a和第二燕尾槽121b所包围的空间，从而使得固化成型后的中板200与金属边框100形成强有力的咬合关系，进一步提高两者之间的连接强度。

[0049] 形成金属中框结构10后，再通过步骤S370，即对金属中框结构10的外表面进行表面处理，当金属中框结构10为不锈钢材料时，表面处理先通过喷砂或镜面抛光工艺，再采用PVD((Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)处理，例如通过磁控溅射的方法沉积PVD涂层，最后在PVD涂层上通过AF镀膜机沉积AF膜(Anti-fingerprint，防指纹)，提高金属中框结构10表面的耐磨性能和防水防油性能等。当然，无需获得PVD涂层，也可以在喷砂的表面上直接进行AF膜沉积处理。

[0050] 当金属中框结构10为铝合金材料时，表面处理采用喷砂和阳极氧化处理。在一些实施例中，可以采用机械喷砂处理工艺在金属中框结构10的外表面上获得机械砂面，例如，通过压缩空气将磨料(金刚砂、石英砂、铜矿砂或铁砂等)高速喷射至金属边框100和中板200的外表面上，在高速喷射的磨料对的冲击和切削作用下，金属中框结构10上附着的油脂等污染物被清除，从而使金属边框100和中板200的外表面获得一定的清洁度和粗燥度，同时，金属边框100和中板200的机械性能得到改善，提高了金属中框结构10的抗疲劳性以及其外表面的耐磨性，增强后续氧化膜的附着力，从而延长氧化膜的耐久性。在其它实施例中，可以通过化学介质的孔蚀作用在金属中框结构10的外表面上获得化学砂面。

[0051] 最后，对喷砂处理后的外表面进行阳极氧化处理。将金属中框结构10作为阳极，在电解液中反应设定时间，金属中框的外表面形成一层氧化膜，该氧化膜可以为30μm左右。由于该氧化膜的作用，提高了金属中框结构10外表面的硬度和耐磨损性能，进一步延长了金属中框结构10的使用寿命。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。

[0052] 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。