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摘要：随着我国社会经济的不断发展以及制造业的进步，手机已经成为人人都具备的产品了。当前人们对于手机的追求也不仅仅满足于简单的通讯要求，而是倾向于注重实用性与美观相结合，在这样的形势下，各大手机制造厂商要想满足人们的需求，扩大自身在手机市场的竞争力，就必须从手机的生产制造上下一番功夫。基于此，本文就铝型材及金属手机外壳的CNC加工工艺进行了研究分析。
关键词：手机外壳；CNC加工；加工工艺
1.CNC加工概述
CNC是一种由程序控制的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件，并通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件等。在加工中心上加工零件的特点是：被加工零件经过一次装夹后，数控系统能控制机床按不同的工序自动选择和更换刀具；自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，连续地对工件各加工面自动地进行钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工。
在手机外壳的加工工艺中，大致分为全CNC工艺和压铸工艺，或者 CNC+压铸，全CNC手机中框是通过CNC加工中心将一块铝板（或其他金属材料）铣成特定的形状，压铸则是利用模具腔对融化的金属施加高压，将流体金属压铸冲压成固态的金属外壳或中框，当然还有把两种工艺结合的做法。几种手机外壳的加工工艺中，全CNC工艺的成本比较高，材料浪费也比较多，当然，这种工艺下的中框或外壳质量也好一些。而压铸的原则就是不浪费，节省时间和成本，但是不利于后期的阳极氧化工艺，还可能留下沙孔流痕等等影响质量和外观的小问题。
2.铝型材及金属手机外壳的CNC加工工艺
早期的手机材质多为普通工程塑料，外表通常未经过修饰，只是简单的防滑纹或者喷漆，虽然使用，但无法满足消费者们崇尚美感的心理。在当前的手机外壳市场中，为了迎合大众消费观念的转变，多种材质的手机外壳收到了手机制造厂商的青睐，下面本节主要以铝型材及金属手机外壳的CNC加工工艺进行研究分析。
2.1铝型材外壳CNC加工工艺
在这个用户体验极受到重视的年代，越来越多的手机制造厂开始在外壳材质上发力，铝型材手机外壳仍然在手机市场中占有重要地位，铝型材材料的外观如图1所示。
图1 铝型材材料
全铝型材一体式CNC加工工艺最早由苹果公司开创——铝板由柱状实心铝材压铸而成，经精密加工先切削成一体式机身的雏形，随着机身渐渐成形，机身上各种细微构造均被铣削处理，此过程共包含九道数控铣削工艺，九道工艺之后，便获得精密的一体成型外壳。
2.1.1 CNC加工前序工作：建模与流程
CNC加工开始前，首先需要建模与编程，3D建模的难度由产品结构决定，结构复杂的产品建模比较难，需要编程的工序也更多，更复杂，编程囊括了加工的工序设定、刀具选择、转速设定，刀具每次进给的距离等等。此外，不同产品的装夹方式不同，在加工前期要设计好家居，部分结构复杂产品需要做专门的夹具。
编程包含了整个产品的加工工艺，后续虽然都是CNC自动化完成，但前期编程一定要实践经验丰富的人员来操作，避免多次试错提高成本。
2.2.2加工工艺
使用高速钻孔中心将铝板材精准地铣成一定尺寸的规整三维体积，准备进行下一道工序加工。
①粗铣：定位后粗铣按出内腔结构、与夹具结合的定位柱、铣去外部分不分冗余材料。
②铣天线槽：全铝型材外壳的信号问题很棘手，需铣出天线槽为信号留出传输路径，保持必要的连接点来保证机身强度与整体感。
③CNC精加工：精铣内腔、外部结构、外表面、侧边等。
④抛光：使用高速精密CNC机床进行抛光，消除刀纹，为后续喷砂做准备。
⑤喷砂：将铝型材表面处理成磨砂效果。
⑥阳极处理：
一次阳极：为手机上色，阳极氧化把铝金变为金色，同时提高表面材质的稳定性。
二次阳极：机身表面形成坚固而紧密的氧化膜，耐磨性进一步增强。
塑料外壳成型使用注塑工艺，只需开模便可批量生产，良品率高。全铝型材机身的CNC加工良率由外壳的结构复杂性与精度要求共同决定，很难达到塑料外壳那样的高良品率，为了平衡高成本，大多制造企业在面对价格战时会选择购置大批CNC设备来降低综合成本，达到生产率的要求。
2.2金属外壳CNC加工工艺
在众多手机机身材质中，金属材质也是十分常见的，金属独有的光泽和触感能够很好地提升产品气质，但是与注塑制作塑料材质手机相比，金属材质外壳加工过程复杂得多，首先需要的是CNC机床，CNC机床一种由程序控制的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件，CNC机床加工成本由被加工件的尺寸、复杂程度以及加工精度决定。
2.2.1在最初，手机外壳只是一块银色的长方状铝材板，在机床上铣出外壳内侧大致形状，露出了外壳的圆角，不过为了在后续的加工中固定铝材板并保证铝材板强度，铝材板的中间有两个突起的部位，
2.2.2接下铝材板会在铣床上接受横向、竖向的铣削，削去多余的铝合金，刻画出外壳的圆弧，横向铣削过程如下图2所示。
图2 铝材板的横向铣削
2.2.3铣削完成后，把外壳放在一个PVC或是石蜡夹具上，用小号的刀头，刻出外壳上部与下部的装饰的条纹，并修毛刺，接着将外壳的边缘铣出亮晶晶的倒角。
2.2.4在正面的铝合金面板中进行打孔加工，扬声器上密密麻麻的扬声器孔就是通过打孔加工而来。
结束语：总之，通过上面的论述，本文对金属及铝型材手机外壳的CNC加工工艺进行浅要研究分析，虽然CNC的加工工艺时间长且成本较高，但成品率高、外观质感最好，因此目前是高端手机品牌推广应用的方式。但是相信随着科技的不断进步，手机外壳CNC加工工艺必定会有所改进，受到手机外壳制造加工市场的青睐，成为手机外壳的主流加工方式。
参考文献：
[1]赵云波.试论手机外壳的数控铣削加工[J].中国机械.2014.
[2]廖奇.手机外壳的设计与数控加工[J].中国电子商务.2013.
论文作者:洪盛灏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/2/3
标签：加工论文; 外壳论文; 加工工艺论文; 手机外壳论文; 机床论文; 铝型材论文; 手机论文; 《基层建设》2017年第31期论文;