CNC應(yīng)用到手機(jī)金屬外殼的工藝分析

唐振成

天津三星通信技術(shù)有限公司 天津 300000

手機(jī)行業(yè)隨著諾基亞時(shí)代的終結(jié)，蘋果成為了手機(jī)行業(yè)的引領(lǐng)者。2010年6月Iphone4的發(fā)布，開啟了蘋果手機(jī)的新篇章，也預(yù)示了手機(jī)金屬時(shí)代的到來(lái)。近些年國(guó)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展迅速，智能手機(jī)的發(fā)展的日趨成熟，隨著Computer Number Control(簡(jiǎn)稱CNC)成本的逐步降低、工藝的不斷完善、設(shè)計(jì)理念的日趨成熟，外殼采用金屬材質(zhì)成為了手機(jī)設(shè)計(jì)的主流。但是金屬質(zhì)感帶給消費(fèi)者美感的同時(shí)，也附加了一些棘手的問(wèn)題。如2010年蘋果手機(jī)天線事件的爆發(fā)，說(shuō)明金屬應(yīng)用在對(duì)信號(hào)要求極強(qiáng)的手機(jī)上，設(shè)計(jì)必須慎之又慎。不單單是信號(hào)，金屬的外觀效果、內(nèi)部配合、導(dǎo)電性、受力強(qiáng)度等都是值得研究及改善的課題。CNC應(yīng)用到壓鑄產(chǎn)品中常見問(wèn)題點(diǎn)可分為外觀，內(nèi)觀，以及內(nèi)部配合三大類型，如下對(duì)相應(yīng)的問(wèn)題點(diǎn)及改善方法進(jìn)行了分類總結(jié)：

1 外觀問(wèn)題及改善方法

壓鑄工藝是將鋁加熱至熔融狀態(tài)，加壓注射進(jìn)特定的模具型腔冷卻得到產(chǎn)品的工藝。產(chǎn)品的外觀性問(wèn)題一直是影響CNC加工成品率的最大問(wèn)題之一。

1.1 分?jǐn)嗖坑『?/h3>

適用壓鑄成型的產(chǎn)品，材質(zhì)主要是鋁合金，由于鋁的含量較低不能進(jìn)行陽(yáng)極氧化，外觀需要依靠噴涂來(lái)展現(xiàn)不同的顏色，甚至需要噴涂遮蓋一些壓鑄后留下的痕跡。壓鑄得到的產(chǎn)品為保證信號(hào)強(qiáng)度，防止其成為密閉型腔，必須把金屬外觀的邊框打斷，斷層處需要依靠樹脂填充，經(jīng)過(guò)CNC加工，使其再變成一個(gè)完整致密的整體。噴涂后，在其分?jǐn)嗖繒?huì)出現(xiàn)注塑印痕甚至斷裂問(wèn)題。為改善此問(wèn)題，可以在壓鑄產(chǎn)品的分?jǐn)嗖刻幵黾予D射點(diǎn)；分?jǐn)嗖緾NC時(shí)，刀具“Z”字形走刀，銑出端差構(gòu)造，增加樹脂與金屬的結(jié)合面積[1]。

1.2 表面刀痕

在CNC加工時(shí)，表面偶爾會(huì)出現(xiàn)豎刀紋、拐角處也會(huì)出現(xiàn)較大的刀痕。噴涂后，刀痕會(huì)更加明顯，若改善刀紋，對(duì)于外觀有特殊形象的產(chǎn)品，建議使用特定的成型刀、異型刀一次加工到位。進(jìn)刀出刀的方式變化，從垂直進(jìn)刀改成圓弧進(jìn)刀，確保進(jìn)刀與出刀位置無(wú)刀紋。加工非標(biāo)圓弧時(shí)，由于程序的加工路徑及機(jī)床的配合精度問(wèn)題，很容易造成圓弧粗糙度不達(dá)標(biāo)。刀具的走刀方式可以采用點(diǎn)加工方式，也可以改善夾具的統(tǒng)一度及精密度，確保夾具的穩(wěn)定性及一致性。

1.3 表面碰傷及刮傷

CNC鉆石切割加工完成后，高光面直接暴露在空氣中，沒(méi)有保護(hù)涂層，由于人員作業(yè)及運(yùn)輸?shù)仁д`，造成產(chǎn)品表面碰傷、刮傷。首先采用頭腦風(fēng)暴法，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)六個(gè)方面來(lái)找出造成產(chǎn)品碰傷、刮傷的可能因素。(1)規(guī)范操作員的作業(yè)手法，必須全部佩戴手套，在現(xiàn)場(chǎng)放置作業(yè)指導(dǎo)書等。(2)夾具必須有排屑槽，刀具及時(shí)更換，切屑液濃度配比等。(3)產(chǎn)品放置托盤標(biāo)準(zhǔn)化，作業(yè)臺(tái)金屬區(qū)域使用泡棉作防護(hù)等。(4)每一夾必須采取穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)面，進(jìn)給速度不宜過(guò)快等。(5)生產(chǎn)線必須有標(biāo)準(zhǔn)的物流環(huán)，車間環(huán)境定期維護(hù)等。(6)抽檢產(chǎn)品需要全部廢棄等。

1.4 表面氣泡

鋁錠熔融成液體狀，注射進(jìn)模具型腔成型冷卻后，CNC時(shí)產(chǎn)品表面會(huì)出現(xiàn)許多凹坑，是因?yàn)楫a(chǎn)品中存在氣泡造成的，熔融的鋁注射進(jìn)模具時(shí)，由于速度、壓力、溫度、時(shí)間、供料等因素，得到的產(chǎn)品致密性不足，導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生；型腔內(nèi)排氣不好也容易發(fā)生此問(wèn)題，模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證足夠的排氣，排氣槽可以適當(dāng)放大，澆口側(cè)流道適當(dāng)放大等。

2 內(nèi)觀問(wèn)題點(diǎn)及改善方法

手機(jī)越做越薄，內(nèi)部精密結(jié)構(gòu)較多，冷卻成型后，可能造成一些較精密的形象出現(xiàn)偏差，從而導(dǎo)致內(nèi)觀不良，如未成型，形象缺失等。

2.1 產(chǎn)品構(gòu)造缺失

遠(yuǎn)離澆口的位置且較精密的結(jié)構(gòu)，容易發(fā)生未成形問(wèn)題。如產(chǎn)品卡扣較小，就容易發(fā)生未成形，CNC加工不到，導(dǎo)致構(gòu)造缺失。若改善未成形問(wèn)題，要保證充足的鋁量，移動(dòng)側(cè)良好的排氣，較高的射出速度等。

2.2 形象差異

完成品單面厚度薄的部位會(huì)先進(jìn)行冷卻，厚的部位會(huì)慢慢冷卻，從而材料會(huì)優(yōu)先被拉進(jìn)厚度薄的地方，由于冷卻過(guò)程中厚的部位沒(méi)有得到充分的補(bǔ)償，冷卻后造成收縮。CNC加工時(shí)，會(huì)導(dǎo)致形象差異。若改善此問(wèn)題，可以適當(dāng)減小壁厚，增加保壓時(shí)間及壓力，降低模具溫度等。

3 內(nèi)部配合改善

手機(jī)外殼必須考慮到與內(nèi)部模組間的配合問(wèn)題，由于鋁材質(zhì)相比塑料較硬且脆，所以與其他組件配合時(shí)，必須考慮兩者間的配合余量，防止磕碰造成涂層脫落，引發(fā)漏電、短路等問(wèn)題發(fā)生。

3.1 螺紋

手機(jī)組件是靠卡扣和螺釘固定的，金屬外殼的固定一般采用螺釘固定。金屬外殼用絲錐加工螺紋，攻牙時(shí)絲錐會(huì)升溫過(guò)熱，絲錐上面會(huì)有碎屑?xì)埩?，?dǎo)致加工出的螺紋間會(huì)有粘連發(fā)生。這樣加工出的螺紋，偶爾會(huì)引起螺釘與外殼組裝出現(xiàn)偏差，造成螺釘斜、花等問(wèn)題，返工率在1%-3%之間。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，（1）要考慮螺紋與螺釘件的配合，選擇螺釘時(shí)，一般螺紋外徑與螺釘內(nèi)徑大0.08-0.15mm，保證足夠的碎屑?xì)埩艨臻g。（2）絲錐轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高，定期清理、更換絲錐。（3）切削液濃度10%-15%為宜。

3.2 側(cè)鍵開關(guān)

目前采用的多數(shù)為觸電式開關(guān)，每個(gè)開關(guān)都會(huì)有較厚的鋼板保證開關(guān)的強(qiáng)度。由于兩者配合是硬干涉，組裝時(shí)，易發(fā)生卡死、脫落等問(wèn)題。外殼與側(cè)鍵配合處選擇注塑成型，通過(guò)CNC銑出相應(yīng)的形象，使用夾具組裝側(cè)鍵，還能避免金屬涂層被破壞引發(fā)漏電等問(wèn)題[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

CNC應(yīng)用到消費(fèi)電子尤其是手機(jī)行業(yè)日趨成熟，但是在生產(chǎn)加工時(shí)還是存在很多問(wèn)題，為使CNC加工方式更加方便順暢的應(yīng)用到手機(jī)上，參照生產(chǎn)中發(fā)生的問(wèn)題，統(tǒng)一整合、梳理，并進(jìn)行分析和針對(duì)性改善，從而提產(chǎn)品的成品率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最優(yōu)化、利潤(rùn)最大化。