壳体组件及壳体组件的制造方法与流程

本申请涉及金属加工及注塑成型领域，尤指一种壳体组件及壳体组件的制造方法。

背景技术：

智能手表已经是目前一种主流的消费电子产品，智能手表为增加质感，开始大量采用金属材质外框作为表壳，通常，直接在表壳上攻牙形成螺孔，而表带通过螺钉直接锁定在所述表壳的螺孔内。现有部分智能手表产品有不同的要求：1、要求表带直接锁螺丝锁在表壳的表带孔内的螺母上；2、表带孔内的螺母需与表带金属不接触；3、表带孔内单个螺母拉力要在10kg以上。

通常，所述螺母的固定一般有如下方案：一是将铜螺母注塑时采用模内注塑直接植入在塑胶中，但是此方案因螺母太小导致模内注塑对螺母的定位困难，且有掉落而损坏模具的风险；二是将铜螺母热熔在表带孔内的塑胶中，但热熔螺母拉力也达不到10kg。中华人名共和国第202010165249.3号专利揭示了一种表壳的制造方法，该专利揭示了一种表壳的制造方法，在表壳胚体中预铆压部分位置加大了的螺母以将所述螺母固定于所述表壳内，而后再注塑成型将所述螺母与所述表壳固持为一体，最后通过加工去除表壳部分厚度及加大部分的螺母，从而使最终加工完成的螺母与表壳之间完全被塑胶材料隔离。但是该方案存在弊端，为增大所述螺母的拉拔力，需要对所述螺母与表壳胚体的表面进行电化学腐蚀处理以在表面形成纳米孔洞结构，注塑成型时塑胶材料渗入所述孔洞结构可以增强拉拔力，而电化学腐蚀处理会造成所述表壳与螺母的铆接位置出现松动，进而造成所述螺母位置出现偏移产生不良。当然，还有一种方法是将所述螺母与表壳单独进行电化学腐蚀后再铆压，但是该方案会增加产品周转时间及铆压工序的时间，造成经过处理的表面出现氧化现象，造成金属表面纳米孔出现损坏，最终会使注塑效果变差。同时所述螺母先攻牙后铆接注塑容易污染螺孔，造成返工。

技术实现要素：

鉴于此，有必要提供一种可控制螺母位置精度、具有足够拉拔力的壳体及壳体制造方法。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种壳体组件，包括开设有成型孔的金属壳体、成型于所述金属壳体内侧的绝缘体及置于所述成型孔内并被所述绝缘体包裹的螺母，所述螺母包括螺母主体及开设于所述螺母主体内的螺纹孔，所述螺母主体的外周与所述成型孔的内壁面之间填充满绝缘体以使所述螺母与所述金属壳体隔离，在注塑成型所述绝缘体之前，所述螺母与所述金属壳体通过焊接固定在一起，注塑成型所述绝缘体之后，所述金属壳体与所述螺母焊接接触的部分被切削掉，所述螺纹孔是在切削之后通过攻牙开设于所述螺母上的。

优选地，所述螺母主体外周开设有槽结构，所述螺母主体外周在垂直方向上设有非弧面部，所述槽结构与所述非弧面部外周均被所述绝缘体包裹。

优选地，所述螺母主体上端凸出形成有干涉头部，所述金属壳体位于所述成型孔外侧设有干涉孔，所述干涉头部外周与所述干涉孔固持并焊接在一起，在注塑成型后，所述干涉孔与所述干涉头部被切削去除。

优选地，焊接固定好的所述螺母与金属壳体进行了表面处理，至少在所述成型孔的内壁面与所述螺母主体的外表面腐蚀形成纳米孔。

优选地，所述干涉孔至少设有一处开槽，所述成型孔位于所述开槽下侧形成有使所述成型孔处于环形闭合状态的横梁，所述成型孔的内径小于所述干涉孔的内径并在结合处形成有支撑台面，所述干涉头部与所述螺母主体结合处形成有与所述支撑台面抵持的台阶部。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种壳体组件制造方法，包括如下步骤：

s10、将至少一个螺母胚件固定于开设有干涉孔的壳体胚件内；

所述螺母胚件包括螺母主体及自所述螺母主体向上凸出形成的干涉头部，所述螺母胚件开设有贯通孔，所述贯通孔包括位于内部的成型孔及位于外侧的干涉孔，所述干涉头部铆接固定于所述干涉孔内，所述螺母主体位于所述成型孔内且不与所述成型孔的内壁面接触；

s20、将所述干涉头部与所述壳体胚件焊接固定并形成焊接区；

s30、将固定有所述螺母胚件的壳体胚件进行表面处理，至少在所述成型孔内壁面与所述螺母主体外表面形成若干纳米孔；

s40、将装有螺母胚件的壳体胚件进行模内注塑成型，在所述壳体胚件的内侧形成将所述螺母主体包裹的绝缘体；所述绝缘体填充满所述成型孔内壁面与所述螺母主体外周之间的空隙；

s50、将注塑成后壳体胚件进行切削加工，去除所述壳体胚件外表层获得金属壳体、去除所述螺母的干涉头部获得螺母，切削加工后，所述螺母主体暴露于外界；

s60、对所述螺母主体进行攻牙并在所述螺母主体上形成螺纹孔。

优选地，所述壳体胚件的外表层为待去除部，所述干涉孔开设于所述待去除部上，所述待去除部位于所述成型孔一侧开设有贯通所述待去除部的安装槽，所述干涉孔一侧设有使所述干涉孔与所述安装槽连通的开槽，所述开槽内侧设有横梁使所述成型孔形成闭环结构。

优选地，所述干涉头部的外径大于所述螺母主体的外径，所述干涉头部远离所述螺母主体一侧的外径大于所述干涉头部靠近所述螺母主体一侧的外径，所述干涉孔与所述成型孔结合处形成有朝向外侧的支撑台面，所述干涉头部与所述螺母主体结合处形成有支撑于所述支撑台面上的台阶部。

优选地，所述螺母主体外周开设有槽结构，所述螺母主体外周在垂直方向上设有非弧面部，所述槽结构与所述非弧面部外周均被所述绝缘体包裹。

优选地，步骤s20中，将所述干涉头部的上表面与所述干涉孔外周面焊接固定在一起或者将所述干涉头部与所述干涉孔内壁面的结合处焊接固定在一起。

本申请壳体组件及壳体组件制造方法通过将所述螺母胚件与所述壳体胚件进行铆接固定，同时对二者进行焊接固定，避免在后续的化学蚀孔处理中腐蚀金属表面而造成所述螺母胚件与所述壳体胚件出现松动的情况。同时，所述螺母胚件采用实心结构，在铆接固定于所述壳体胚件时，不容易产生变形而影响精度，同时，在注塑成型后再在所述螺母主体上攻牙形成螺纹孔，避免预先设置螺纹孔而造成污染螺纹孔的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请壳体组件成品的立体图；图1为图11经过攻牙加工后得到的成品。

图2为沿图1所示c-c虚线的剖视图；

图3为图2所示虚线圈的局部放大图；

图4为本申请壳体组件成品内嵌的螺母的立体图；

图5为本申请壳体组件未注塑成型前的金属壳体与螺母胚件的立体分解图；

图6为本申请壳体组件未注塑成型前的金属壳体与螺母胚件铆接后的立体组合图；

图7为沿图6所示a-a虚线剖视图的部分放大图；

图8为本申请壳体组件未注塑成型前的金属壳体与螺母胚件焊接固定后的立体图；

图9为本申请壳体组件注塑成型后的立体图；

图10为沿图9所示b-b虚线的剖视图的局部放大图；

图11为本申请壳体组件注塑成型后在经过切削加工后的立体图。

附图标记说明

金属壳体-10；壳体胚件-10a；外表面-11；安装槽-12；待去除部-15；干涉孔-151；开槽-152；支撑台面-153；干涉孔外周面-154；成型孔-16；横梁-17；绝缘体-20；螺母-30；螺母胚件-30a；螺母主体-31；螺纹孔-32；槽结构-33；非弧面部-34；干涉头部-35；焊接区-36；台阶部-39。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1至图4所示，本申请壳体组件包括设有安装槽12的金属壳体10、成型于所述金属壳体10内侧的绝缘体20及成型于所述绝缘体20内且露出于所安装槽12内的螺母30。

本申请壳体组件作为智能手表外壳时，所述安装槽12为表带安装孔，所述安装槽12的两端均设有嵌入所述绝缘件20内的螺母30。

所述金属壳体10还包括经过cnc精加工后的外表面11，所述安装槽12两端设有成型孔16(参图3所示)，所述螺母30悬置于所述成型孔16内且外周环绕有金属壳体10。所述绝缘体30注塑成型后包裹于所述螺母30的外周即填充所述螺母30外周与所述成型孔16内壁面之间的空间，使所述螺母30与所述金属壳体10相互电性隔离。在注塑成型所述螺母30之前，所述螺母30的存在形态为螺母胚件30a，所述金属壳体10的存在形态为壳体胚件10a，所述螺母胚件30a与所述壳体胚件10a相互接触干涉并定位，注塑成型所述绝缘体20后，经过金属切削加工去除螺母胚件30a与所述壳体胚件10a二者相互干涉的部分使二者相互电性隔离，如此，在注塑成型过程中，微小的螺母胚件30a可以精确固定于所述壳体胚件10a上。

所述螺母30包括螺母主体31、开设于所述螺母主体31上方的内螺纹孔32、开设于所述螺母主体31外周的槽结构33及在垂直方向上切除部分所述螺母主体31而形成的非弧面部34。所述槽结构33优选为环形槽，所述非弧面部34优选为平面。所述槽结构33可增加所述螺母30外表面与所述绝缘体20之间的结合面，且槽结构33可以与所述绝缘体20相互卡位，使所述螺母30更紧密地结合于所述绝缘体20内。所述非弧面部34可以防止所述螺母在所述绝缘体20内相互松脱而转动。

具体实施中，所述槽结构33还可以是不规则的凸块或者凸环、非连续的槽等结构均可。

在注塑成型所述绝缘体20之前，所述螺母30的螺母主体31外表面经过了化学腐蚀或机械刮擦处理，在所述螺母主体31的外表面形成有若干微小的纳米孔结构，使所述绝缘体20的塑胶材料填充入所述纳米微孔内，增加所述螺母30与所述绝缘体20之间的结合力。同理，所述金属壳体10与所述绝缘本体20结合的表面同样经过了表面处理，在所述表面形成有若干纳米孔结构以便于增强塑胶材料与所述金属壳体10之间的结合力。

请继续参阅图5至图11、图1、图2所示，本申请壳体制造方法包括如下步骤：

s10、将螺母胚件30a安装固定于所述壳体胚件10a内；

本步骤中，所述螺母胚件30a包括所述螺母30、自所述螺母主体31顶部向上一体延伸形成干涉头部35，所述螺母胚件30a为实心体，未开设所述螺纹孔32。所述干涉头部35外周为圆柱形结构。所述壳体胚件10a还包括位于所述金属壳体10的外表面11外的待去除部15，所述安装槽12已开设于所述胚件10a上，所述安装槽12的两端在所述待去除部15上对应所述成型孔16位置处开设有干涉孔151，所述干涉孔151朝内一侧设有开槽152，所述开槽152的底部设有构成环形孔的横梁17，所述横梁17属于所述金属壳体10的一部分，不属于待去除部15。所述干涉孔151与所述成型孔16统称为贯通所述胚件10a的贯通孔。所述干涉孔151与所述成型孔16结合处形成有支撑台面153，即所述干涉孔151的内径大于所述成型孔16的内径。且所述干涉孔151的孔径自外向内逐步减小。

所述螺母胚件30a自外向内铆入所述干涉孔151内，此时，所述干涉头部35与所述干涉孔151的内壁面干涉固定，所述开槽152的设置，可以使所述干涉孔151具备一定的张弛性，避免硬干涉损坏螺母30或造成位置出现误差。所述干涉头部35的自由端的外径略大于所述靠近所述螺母主体31一侧的外径，所述干涉头部35的外径大于所述螺母主体31的外径，同时所述干涉孔151的内径同样是上大下小以与所述干涉头部35匹配，形成导向锥度结构，方便所述螺母30插入，避免出现插入不顺。由此，在所述干涉头部35的外周下方形成有台阶部39，所述台阶部39支撑于所述干涉孔151底部的支撑台面153上。所述螺母主体31悬置于所述成型孔16内，且所述成型孔16的内壁面与所述螺母主体31的外周面之间存在填充间隙。所述干涉头部35的表面与所述干涉孔外周面154平齐，所述干涉孔外周面154即所述安装槽12的底面。

s20、将所述螺母胚件30a与所述壳体胚件10a焊接加固。

本步骤中，具体是指将所述螺母胚件30a的干涉头部35与所述壳体胚件10a焊接固定在一起，优选在所述干涉头部35的表面与所述干涉孔外周面154焊接在一起形成焊接区36，或者将所述干涉头部35与所述干涉孔151的接触部分焊接固定在一起，具体焊接方式可以采用激光焊与超声焊等。

s30、将固定在一起的螺母胚件30a与所述壳体胚件10a的进行表面处理以在所述成型孔16内壁面与所述螺母主体31外周面形成若干纳米孔。

本步骤中，表面处理采用化学腐蚀或者电化学腐蚀的方法进行处理，所述螺母主体31与所述成型孔16内壁面经过表面处理后形成的孔洞为内径不均匀的孔洞结构，孔洞结构大多介于20-150nm范围内。本步骤的化学腐蚀会对金属表面产生腐蚀，在不对所述螺母胚件30a与壳体胚件10a进行焊接固定的情况下，容易导致所述干涉头部35与所述干涉孔151之间的接触面被腐蚀而使所述螺母30定位不准。

s40、将装有螺母胚件30a的壳体胚件10a进行模内注塑成型，在所述壳体胚件10a的内侧形成将所述螺母主体31的外周及底面包裹的绝缘体20。

本步骤中，熔融的塑胶材料填充入所述金属壳体10的内侧及安装槽12内，将所述螺母主体31的外周面与所述金属壳体10的成型孔16的内壁面之间的填充间隙填充满以隔离所述螺母主体31与所述金属壳体10。且塑胶渗入所述螺母主体31外表面与所述成型孔16内壁面上的纳米孔内以增强结合力。

s50、将注塑成后的壳体胚件10a进行切削加工，去除所述待去除部15、螺母30的干涉头部35及部分绝缘体20。

切削加工后，所述干涉头部35及所述待去除部15被铣掉，形成所述金属壳体10的外表面11，所述螺母主体31也暴露于所述安装槽12内。

切削加工包括cnc精加工，打磨抛光等工艺，此处不再赘述。

由此，获得嵌入绝缘体20内的螺母30而不与所述金属壳体10产生接触，且无需单独对微小结构的螺母30在注塑中进行定位，大大提升了制造效率，避免对模具的损坏。

s60、对所述螺母主体31进行攻牙形成所述螺纹孔32以获得成品的壳体组件。

本步骤中，攻牙是指对实心的螺母主体31进行钻孔，并在所述螺纹孔32内形成内螺纹。

本申请壳体组件及壳体组件制造方法通过将所述螺母胚件30a与所述壳体胚件10a进行铆接固定，同时对二者进行焊接固定，避免在后续的化学蚀孔处理中腐蚀金属表面而造成所述螺母胚件30a与所述壳体胚件10a出现松动的情况。同时，所述螺母胚件30a采用实心结构，在铆接固定于所述壳体胚件10a时，不容易产生变形而影响精度，同时，在注塑成型后再在所述螺母主体31上攻牙形成螺纹孔32，避免预先设置螺纹孔32而造成污染螺纹孔32的问题。

本申请壳体及壳体制造方法不仅适用于智能手表的壳体，还可广泛应用于电子产品领域，如手机壳体、平板电脑壳体等设备。

以上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。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，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。