CN102762063A - 金属壳体及其成型方法以及采用该金属壳体的电子装置 - Google Patents

金属壳体及其成型方法以及采用该金属壳体的电子装置 Download PDF

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Abstract

一种金属壳体，其用于电子装置，该金属壳体包括本体及盖板，本体上凹设形成有用以收容电子元件的容纳腔室及与容纳腔室相通的开口部，盖板贴合于本体上以遮蔽开口部的一部分，盖板与本体在贴合处通过搅拌摩擦焊接方法焊接在一起，以使焊接区域位于金属壳体的侧面。本发明还提供一种该金属壳体的成型方法以及采用该金属壳体的电子装置。由于该金属壳体采用搅拌摩擦焊于其侧面将盖板与本体焊接固定且呈一体式结构，不仅整体结构强度高而且外形美观。

Description

金属壳体及其成型方法以及采用该金属壳体的电子装置
技术领域
本发明涉及一种金属壳体及其成型方法，以及采用该金属壳体的电子装置。
背景技术
随着消费者对电子产品要求的不断提高，一些电子装置开始采用金属壳体，一些金属壳体因其结构限制而不能采用射出成型的方式一次成型。这种金属壳体一般包括本体及盖板，本体上形成有朝一端开口并用于收容电子元件的容纳腔室。盖板装设于本体上以遮蔽容纳腔室的开口的一部分。通常盖板与本体通过螺钉螺接于一起，或通过铆钉铆接在一起，但这样形成的金属壳体在外形上不太美观。为美化电子产品的外观，一些电子装置通过在其本体与盖板上设置卡合结构，从而将本体与盖板相互配合卡扣于一起。但是，这种方法制成的产品结构强度不高，摔落时易开裂。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种结构强度高且外形美观的用于电子装置的金属壳体。
还有必要提供一种金属壳体的成型方法以及采用该金属壳体的电子装置。
一种金属壳体，其用于电子装置，该金属壳体包括本体及盖板，本体上凹设形成有用以收容电子元件的容纳腔室及与容纳腔室相通的开口部，盖板贴合于本体上以遮蔽开口部的一部分，盖板与本体在贴合处通过搅拌摩擦焊接方法焊接在一起，以使焊接区域位于金属壳体的侧面。
一种金属壳体的成型方法，其包括以下步骤：用金属材料形成一个本体及盖板；将盖板贴合于本体上并于其贴合位置处对应形成一条接合线，接合线处于本体及盖板的侧面；提供一搅拌摩擦焊接工具，其上具有搅拌针；将搅拌针旋转并沿着接合线扎入本体及盖板之间，搅拌针摩擦邻近材料并使所述邻近材料因摩擦热量而软化；将搅拌针沿着接合线的切线方向进给移动以形成焊接区域；将搅拌针拔出并停止旋转，使焊接区域冷却以形成金属壳体。
一种电子装置，其包括金属壳体及电子元件，金属壳体包括本体以及盖板，本体上凹设形成有容纳腔室及与容纳腔室相通的开口部，电子元件装设并收容于容纳腔室内，盖板贴合于本体上以遮蔽开口部的一部分，盖板与本体在贴合处通过搅拌摩擦焊接方法焊接在一起，以使焊接区域位于金属壳体的侧面。
该电子装置采用搅拌摩擦焊于其侧面将盖板与本体焊接固定且呈一体式结构，不仅整体结构强度高而且外形美观。
附图说明
图1是本发明实施方式的电子装置立体组装示意图。
图2是本发明实施方式的金属壳体在焊接前的立体分解示意图。
图3是图2所示的金属壳体在焊接时的立体示意图。
图4是本发明实施方式的金属壳体的成型方法步骤图。
主要元件符号说明
电子装置 10
金属壳体 100
显示面板 300
本体 110
盖板 120
接合线 140
待焊接区域 150
底板 111
侧壁 112
散热孔 1121
支承面 1122
容纳腔室 113
开口部 1131
外侧表面 115
接合面 121
侧面 125
搅拌摩擦焊接工具 200
轴肩 210
端面 211
搅拌针 220
圆周面 221
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图2，一种电子装置10包括金属壳体100及固定在金属壳体100上的显示面板300、装设于金属壳体100内的电子元件（图未示）。在本实施方式中，电子装置10为主机与显示屏设置在同一金属壳体内的桌上型电脑。
金属壳体100包括本体110及通过搅拌摩擦焊接方法与本体110焊接在一起的盖板120，盖板120贴合于本体110上以遮本体110的一部分，本体110及盖板120接合处在焊接之前对应形成有一条接合线140。在本实施方式中，本体110为用于将显示面板300固定的背面框架，盖板120为固定于背面框架上且处于显示面板300一侧的长条形盖板，其上可装设操作按键(图未标)。
本体110包括底板111及从底板111边缘向一侧延伸的多个侧壁112，侧壁112与底板111共同形成整体式的容纳腔室113。本体110上形成有一个与容纳腔室113相通的开口部1131。
在本实施方式中，底板111与侧壁112通过模具冲压方式一体成型。侧壁112为四个，其中一个侧壁112上开设有散热孔1121。每一侧壁112均包括一个背离容纳腔室113一侧的外侧表面115及平行且背离底板111一侧的上表面(图未标)。所述四个上表面共同形成一个大致矩形环状的支承面1122。
盖板120为长条形平板，其朝向本体110的一侧形成有与支承面1122相对应的接合面121。盖板120通过接合面121贴合定位于本体110的支承面1122上并处于金属壳体100正面的一侧。
盖板120上形成有与本体110的外侧表面115相对应的多个侧面125，每一侧面125与本体110相对应的一个外侧表面115处于同一平面内。
在本实施方式中，本体110及盖板120均为铝合金材料制成。
可以理解，多个侧壁112也可以同时沿底板111的边缘及中部向一侧延伸并共同形成多个容纳腔室113，每一容纳腔室113均向金属壳体100的正面开口，电子元件(图未示)收容于多个容纳腔室113内。
请一并参阅图3及图4，以下将对金属壳体100的成型方法进行详细描述。
在步骤S101中，用金属材料形成一个本体110及盖板120。在本实施方式中，金属材料为铝合金材料。
在步骤S102中，将盖板120贴合于本体110上并于其贴合位置处对应形成一条接合线140，接合线140处于本体110及盖板120的侧面。贴合时，将盖板120的接合面121对准本体110的支承面1122并将盖板120贴合于本体110的容纳腔室113上以遮蔽部分开口部1131。以接合线140为中轴线于盖板120与本体110相接处定义出一沿着接合线140延伸的待焊接区域150。在本实施方式中，待焊接区域150为狭条状。
在步骤S103中，提供一搅拌摩擦焊接工具200，其上具有搅拌针220。该搅拌摩擦焊接工具200还包括驱动件(图未示)、由所述驱动件带动的轴肩210。搅拌针220固定连接于轴肩210上远离所述驱动件一端，其上具有一圆周面221。轴肩210与搅拌针220呈阶梯轴状，其上具有一朝向搅拌针220的端面211。
在步骤S104中，将搅拌针220旋转并沿着接合线140扎入本体110与盖板120之间，搅拌针220摩擦邻近材料并使所述邻近材料因摩擦热量而软化。即将搅拌针220靠近待焊接区域150，轴肩210在驱动件(图未示)的驱动下带动搅拌针220以2700-3000r/min的转速旋转，并沿着接合线140以20-40mm/min的速度垂直扎入盖板120与本体110之间直至轴肩210的端面211对应抵接于待焊接区域150上。搅拌针220的圆周面221与接合线140两侧的接合面121及支承面1122相互摩擦产生的热量使盖板120及本体110相接位置处的材料软化。
在步骤S105中，将搅拌针220沿着接合线140的切线方向进给移动以形成焊接区域。搅拌针220的进给移动速度为40-600mm/min。搅拌针220远离后，具有塑性的材料凝固并形成一整体式结构。
优选地，搅拌针220的旋转轴线处于接合线140的切线与外侧表面115的法线所形成的平面内并与所述法线成5度夹角，搅拌针220的旋转轴线沿远离移动方向偏斜。
在步骤S106中，将搅拌针220拔出并停止旋转，使所述焊接区域冷却。在本实施方式中，采用自然冷却方式对金属壳体100的焊接区域进行冷却。还可采用水冷、风冷等方法使焊接区域冷却，也可采用边焊接边冷却的方式进行。
在步骤S107中，对金属壳体100侧面的焊接区域进行铣削加工。
通过以上步骤即可成型金属壳体100。
可以理解，当金属壳体100的侧面没有特殊的外观要求时，步骤S107可以省略。
可以理解，为使属金属壳体100具有更好的外观，在步骤108之后还可以包括对金属壳体100进喷砂处理、阳极氧化处理等步骤。
金属壳体100的本体110及盖板120通过搅拌摩擦焊接固定且呈一体式结构，不仅整体结构强度高而且外形美观。另外，通过将焊接区域形成于金属壳体100的侧面，即使金属壳体100经过阳极氧化处理以后焊接区域与其他部位有一定的色差，也不会给整体外观带来影响，有效避免了焊接区域处于金属壳体100正面所带来的不美观。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种金属壳体，其用于电子装置，所述金属壳体包括本体及盖板，所述本体上凹设形成有用以收容电子元件的容纳腔室及与所述容纳腔室相通的开口部，所述盖板贴合于所述本体上以遮蔽所述开口部的一部分，所述盖板与所述本体在贴合处通过搅拌摩擦焊接方法焊接在一起，以使焊接区域位于所述金属壳体的侧面。
2.如权利要求1所述的金属壳体，其特征在于：所述本体包括底板及从所述底板向一侧延伸的多个侧壁，所述容纳腔室由所述多个侧壁与所述底板围成。
3.如权利要求2所述的金属壳体，其特征在于：所述每一侧壁均包括一个背离所述容纳腔室一侧的外侧表面，所述盖板形成有与所述接合线处的外侧表面相对应的多个侧面，每个所述侧面与相对应的所述外侧表面处于同一平面内。
4.如权利要求3所述的金属壳体，其特征在于：所述多个侧壁共同形成一个平行且背离所述底板的支承面，所述盖板朝向所述本体的一侧形成有与所述支承面相对应的接合面，通过将所述接合面贴合于所述支承面上可将所述盖板定位于所述本体上。
5.一种金属壳体的成型方法，其包括以下步骤：
用金属材料形成一个本体及盖板；
将所述盖板贴合于所述本体上并于其贴合位置处对应形成一条接合线，所述接合线处于所述本体及所述盖板的侧面；
提供一搅拌摩擦焊接工具，其上具有搅拌针；
将所述搅拌针旋转并沿着所述接合线扎入所述本体及所述盖板之间，所述搅拌针摩擦邻近材料并使所述邻近材料因摩擦热量而软化；
将所述搅拌针沿着所述接合线的切线方向进给移动以形成焊接区域；
将所述搅拌针拔出并停止旋转，使所述焊接区域冷却以形成金属壳体。
6.如权利要求5所述的金属壳体的成型方法，其特征在于：在使所述焊接区域冷却的步骤之后还可以包括以下步骤：对所述金属壳体侧面的焊接区域进行铣削加工。
7.如权利要求6所述的金属壳体的成型方法，其特征在于：在对所述金属壳体侧面的焊接区域进行铣削加工之后还可以包括以下步骤：对所述金属壳体进喷砂处理、阳极氧化处理。
8.如权利要求5所述的金属壳体的成型方法，其特征在于：所述搅拌针的旋转轴线处于所述接合线的切线与所述金属壳体侧面的法线所形成的平面内并与所述法线成5度夹角，所述旋转轴线沿远离所述进给方向偏斜。
9.如权利要求8所述的金属壳体的成型方法，其特征在于：所述搅拌针的转速为2700-3000r/min，其沿着所述接合线扎入所述本体及所述盖板之间的速度为20-40mm/min，沿所述接合线切线方向的进给速度为40-600mm/min。
10.一种电子装置，其包括金属壳体及电子元件，所述金属壳体包括本体以及盖板，所述本体上凹设形成有容纳腔室及与所述容纳腔室相通的开口部，所述电子元件装设并收容于所述容纳腔室内，所述盖板贴合于所述本体上以遮蔽所述开口部的一部分，其特征在于：所述盖板与所述本体在贴合处通过搅拌摩擦焊接方法焊接在一起，以使焊接区域位于所述金属壳体的侧面。
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