一种金属盒形件及其制作方法与流程

本发明属机加工领域，具体涉及一种金属盒形件及其制作方法。

背景技术：

在机械制造、机加工领域，有大量的各种箱体、盖体等金属盒形件加工制造。各类箱体、盖体等作为重要的各类机电产品的外壳护体和容器，其最基本的要求有：外形美观整洁，无毛刺、尖角等，特别与人体经常接触的金属壳体，其尖锐的顶角、棱边存在一定的安全隐患。而对于金属加工，要实现各种箱体顶角、棱边的圆弧过渡，往往需要经过较为复杂的加工、处理过程，如起重机联动控制台台盖制造，其加工存在的问题有：

1、采用金属板材折边焊接工艺时，四个顶角形成尖角(如附图8所示)，并且四条垂直棱边只能焊接成直角，所以外观只能是直角的，无法做出圆弧过渡，需要通过手砂轮打磨才能进行下道工序。但打磨技术要求高，不易控制，容易造成不平整，影响外观。并且打磨费时、费力，效率低，人工成本高，而且粉尘大，环境影响很大，粉尘到处飞扬。其次，为防止较薄板材在打磨时磨透，需要较厚板材加工，增加了箱体重量，材料成本高。

2、采用液压机拉伸工艺时，需要通过工装模具进行数次的冲压拉伸工艺制作，必须要有液压设备和工装投入，而且不同尺寸的产品需要不同的工装模具设计制造，资金投入巨大，加工能耗高，成本高，仅适用于大批量生产，同时对板材材质的要求也很高，要求具有深拉伸特性的板材才能实现。如只需小批生产时难以实现，无法投入大量的资金去采购液压机和工装模具。

技术实现要素：

为解决现有金属盒形件采用板材折边焊接制造工艺复杂，外形不美观，存在尖角和锐边，生产效率低，成本高，采用液压机拉伸工艺难以实现小批量生产的问题，本发明提供一种生产工艺简单，制造成本低，外形美观，能实现小批量生产，并且也适用于批量生产的金属盒形件及其制作方法。

技术方案：

一种金属盒形件，其形状为一个顶面板和四个侧面板围成的下端开口的盖形，其顶角和棱边均为圆弧过渡，由基体1和四个圆角件2拼装而成。基体1为去掉四个顶角及四个垂直棱边、呈四角缺口的盖形体，俯视时该四角缺口呈直角缺口。圆角件2为拼装在基体1四角缺口和垂直棱边缺口的精铸件或精压件，其顶部顶角和垂直棱边均为圆弧过渡。一个圆角件2拼装基体1的一个顶角缺口和相应位置的一个垂直棱边缺口，其形状、尺寸与基体1四角缺口相适应。基体1与圆角件2之间通过内表面焊接连接，连接后成为顶角和棱边均为圆弧过渡的盖体。

在上述技术方案中，圆角件2除底部以外的边沿可以设置延伸的台阶2a，该台阶面朝外，与所述基体1拼装时，该台阶面与基体1缺口位置边沿的内表面相接触，便于拼装时定位准确并贴合紧密。

在上述技术方案中，圆角件2也可分解为上部、下部两个零件，由其上部的顶角件2c和下部的棱边件2d组成，顶角件2c为圆角件2上端沿其顶角圆弧以下位置水平截断而成的形状。顶角件2c为精铸件或精压件。

上述金属盒形件同样适用于上端开口的金属盒体。

上述金属盒形件的制作方法，包括以下步骤：

a.若所述金属盒形件大小为长a、宽b、高h，其顶面与侧面之间、以及两个侧面之间的过渡外圆角半径均为r，则将一金属板材裁切为长(a-4r+2h+πr)、宽(b-4r+2h+πr)的长方形，再将四个角均裁去一个边长为(h-r+0.5πr)的正方形方块，成为有四个直角缺口的板材3；

b.用折边机沿预定位置将板材3四边弯曲90度，制成长a、宽b、高h、折边棱角外圆半径为r的所述基体1；

c.用精铸工艺或精压工艺预制圆角件2；或者用精铸工艺或精压工艺预制顶角件2c，用裁切好的板材折边制作棱边件2d，由顶角件2c和棱边件2d上下组合为圆角件2；圆角件2形状、尺寸与所述基体1四角缺口相适应；

d.将预制好的四个圆角件2分别拼装在基体1的四个直角缺口上，并分别在内表面接缝处焊接固定，即完成金属盒形件的成形制造工艺。

上述步骤b也可采用压力机在预制好的模具中压制成型，将所述板材3四边弯曲90度，制成所述基体1。

在上述步骤c中，其中圆角件2采用由顶角件2c和棱边件2d组合的方式，有利于进一步简化工艺。采用此方法只需将顶角件2c预制成精铸件或精压件，棱边件2d可用裁切好的板材折边而成。这样，如要生产不同高度的金属盒形件，只需延长棱边件2d的高度即可，使工艺更加方便可行。如将顶角件2c制作成不同顶角圆弧规格的标准件，将进一步显著降低材料成本，扩大本发明适用推广范围，适合各类形状、大小的金属盒形件的小批量或批量生产，显著提高生产效率，降低生产成本。

有益效果：

机电产品生产中有大量金属外壳制造加工，本发明解决了现有金属盒形件采用板材折边焊接制造工艺复杂，外形不美观，存在尖角和锐边，生产效率低，成本高，能耗高，环境污染大等难题，同时解决了采用液压机拉伸工艺其设备及模具投资大，成本及能耗高，难以实现小批量生产的难题，具有工艺简单，外形美观，显著提高生产效率，降低生产能耗及成本，减少环境污染等优点，适合小批量及批量生产，应用广泛，具有显著的有益效果：

1、本发明采用四角缺口的盖形基体和四个圆角件拼装焊接结构，四角缺口的盖形基体可直接用板材折边而成，四个圆角件采用顶角和棱边为圆弧过渡的精铸件或精压件，工艺简单。

2、拼装焊接后形成顶角和棱边均为圆弧过渡的金属盒形件，外形美观，无尖角、毛刺，无尖锐的顶角、棱边给工作人员造成一定的安全隐患。

3、与金属板材折边焊接工艺比较，其表面平整光滑，仅需在喷粉作业时适当处理，不需要打磨或少量打磨修整即可，显著提高生产效率，生产成本低，无粉尘或少粉尘产生，消除或显著减少粉尘对工作环境的污染。

4、板材薄、厚均适用，适用于较薄板材时，显著减轻重量，并且对金属材质拉伸特性无要求，材料成本低。而采用液压机拉伸工艺制作箱体，对板材材质、深拉伸特性的要求很高，材料成本高。

5、无需采购液压机和投入工装模具设计制造，可大大减少投入资金，只需少量资金投入，即可满足生产，完全可实现小批量生产。

6、采用该结构同样适用于中等批量或较大批量生产，因无需投入液压设备和工装模具，且生产能耗低，同样具有生产成本低的优势。

7、如将圆角件2分解为顶角件2c和棱边件2d，将顶角件2c作为标准件来生产，将进一步显著降低材料成本，扩大本发明适用推广范围，显著提高生产效率，降低生产成本。

8、本发明可广泛用于机械制造、机加工领域的各类箱体、盖体等金属盒形件的生产制造，具有极好的推广应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体结构图。

图2是本发明基体1的立体结构图。

图3是本发明圆角件2的立体结构放大图。

图4是本发明带有台阶边沿的圆角件2的立体结构放大图。

图5是本发明基体1展开四个侧面的形状图。

图6是本发明实施例2的立体结构图。

图7是本发明实施例2圆角件2的分解结构图。

图8是现有折边焊接工艺的金属盒形件立体结构图。

具体实施方式

实施例1：

如图1至图3所示，本发明金属盒形件的形状为一个顶面板和四个侧面板围成的下端开口的盖形，其顶角和棱边均为圆弧过渡，由基体1和四个圆角件2拼装而成。基体1为去掉四个顶角及四个垂直棱边、呈四角缺口的盖形体，俯视时该四角缺口呈直角缺口。圆角件2为拼装在基体1四角缺口和垂直棱边缺口的精铸件或精压件，其顶部顶角和垂直棱边均为圆弧过渡。一个圆角件2拼装基体1的一个顶角缺口和相应位置的一个垂直棱边缺口，其形状、尺寸与基体1四角缺口相适应。基体1与圆角件2之间通过内表面焊接连接，连接后成为顶角和棱边均为圆弧过渡的盖体。

若上述金属盒形件的大小为长a、宽b、高h，其顶面与侧面之间、以及两个侧面之间的过渡外圆角半径均为r，其制作方法为：如图5所示，将一金属板材裁切为长(a-4r+2h+πr)、宽(b-4r+2h+πr)的长方形，再将四个角均裁去一个边长为(h-r+0.5πr)的正方形方块，成为有四个直角缺口的板材3，用折边机沿预定位置将板材3四边弯曲90度，制成长a、宽b、高h、折边棱角外圆半径为r的所述基体1。用精铸工艺或精压工艺预制圆角件2，圆角件2形状、尺寸与所述基体1四角缺口相适应。将预制好的四个圆角件2分别拼装在基体1的四个直角缺口上，并分别在内表面接缝处焊接固定，即完成金属盒形件的成形制造工艺。

上述实施方式中，圆角件2除底部以外的边沿可设置延伸的台阶2a，该台阶面朝外，如图4所示。与所述盖形体1拼装时，该台阶面与盖形体1缺口位置边沿的内表面相接触，便于拼装时定位准确并贴合紧密。

上述实施方式同样适用于上端开口的金属盒体。

实施例2：

如图6、图7所示，上述实施例1中的圆角件2可分解为上部、下部两个零件：由其上部的顶角件2c和下部的棱边件2d组成。顶角件2c为圆角件2上端沿其顶角圆弧以下位置水平截断而成的形状。顶角件2c可采用精铸工艺或精压工艺预制。棱边件2d可由裁切好的板材折边而成。其余同实施例1。