一种在托盘制造过程中控制其形变量的方法与流程

本发明涉及一种在托盘制造过程中控制其形变量的方法，用于焊接需要精确控制变形量的精密仪器，特别是手机托盘。

背景技术：

各类手机装配流水线上使用的托盘为了满足其精度的要求，托盘外形必须有精确的结构。这种需精确控制的结构外形给托盘的加工制造带来了巨大的困难。特别是对于具有精确结构要求，又必须严格控制托盘厚度方向的形变量，精度有微小的偏差，就会影响机械手臂精确拾取托盘上的手机配件，严重影响生产效率。

为了成形出具有精确形变量的托盘，目前最广泛使用的工艺是冲压成形和铸造成形。冲压成形的方法用于加工单个薄壁件效果尚可，但其冲压过程中易出现裂纹，壁厚会出现一定程度的减薄；多层冲压件的焊接过程非常复杂，并且生产效率低，不利于大批量生产；铸造成形生产工序多、投料多；控制不好时，铸件质量不够稳定，废品率也相对较高，不利于大批量稳定生产；铸造成形的零件在长时间、高强度环境的条件下易产生裂纹，不利于装配流水线的正常运转。

因此，需要改进托盘的制造工艺以保证既可以大批量生产，又能使零件达到所需精度和强度的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种解决上述技术问题的在托盘制造过程中控制其形变量的方法。

为实现上述发明目的，本发明提供一种在托盘制造过程中控制其形变量的方法，其包括以下步骤：

S1、制备托盘预加工件；

S2、依据所述托盘预加工件制备定位模具，所述定位模具包括上模和下模；

S3、将所述下模放入真空炉工作台的相应位置处，将所述托盘预加工件放入下模中，再将所述上模放在所述托盘预加工件上；

S4、将一加载件放在所述上模上，关闭真空炉并加热使托盘预加工件的表面发生扩散焊接；

S5、经过保温、保压过程，待真空炉冷却后，打开真空炉，得到成形的托盘。

作为本发明的进一步改进，所述“制备托盘预加工件”步骤具体为：

依据成品托盘尺寸加工多层超薄钣金毛坯件；依据托盘型腔结构对毛坯件进行预处理，通过化学铣削刻蚀出所需型腔；通过激光焊接对多层超薄钣金毛坯件侧壁进行预定位，制得托盘预加工件。

作为本发明的进一步改进，所述“将所述下模放入真空炉工作台的相应位置处，将所述托盘预加工件放入下模中，再将所述上模放在所述托盘预加工件上”步骤具体为：

在所述下模的上表面及托盘预加工件的表面涂覆高温润滑剂；

将所述下模放入真空炉工作台中心位置处；

再将托盘预加工件放入下模中心位置，再将所述上模放在所述托盘预加工件上，且所述上模与下模对齐，所述上模的上表面设有第一固定孔，在所述第一固定孔中插入固定销。

作为本发明的进一步改进，所述“将一加载件放在所述上模上，关闭真空炉并加热使托盘预加工件的表面发生扩散焊接”步骤具体为：

所述加载件上设有第二固定孔，将一加载件放在所述上模上，所述固定销插入第二固定孔中，关闭真空炉并加热使托盘预加工件的表面发生扩散焊接。

作为本发明的进一步改进，所述高温润滑剂为氮化硼高温润滑剂或者石墨。

作为本发明的进一步改进，所述下模和上模的材质相同，所述定位模具上设有定位导正装置。

作为本发明的进一步改进，所述定位导正装置为分布在所述下模的四个侧面的可拆卸的定位柱。

作为本发明的进一步改进，所述下模和上模与所述托盘预加工件接触的表面均用线切割方法切出等深度的线槽，以增加对托盘预加工件的摩擦力。

作为本发明的进一步改进，所述托盘预加工件的表面发生扩散焊接为900℃-950℃。

本发明的有益效果是：本发明将多层钣金件放入模具中进行扩散焊接，严格控制成形件在其自身厚度方向上的形变量，成形过程平稳便捷，速度可控，成形件各部分形变分布均匀，解决了常规方法生产效率低的问题，适合大批量生产。

附图说明

图1是本发明一实施方式中在托盘制造过程中控制其形变量的方法步骤流程图；

图2是本发明一实施方式中托盘焊接定位模具截面示意图；

图3是本发明一实施方式中托盘焊接定位模具示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参图1、2和3所示，介绍本发明中一具体实施方式，本发明的托盘应用手机装配流水线上，在托盘制造过程中控制其形变量的方法包括以下步骤：

S1、制备托盘预加工件4。具体地，依据成品托盘尺寸加工多层超薄钣金毛坯件；依据托盘型腔结构对毛坯件进行预处理，通过化学铣削刻蚀出所需型腔；通过激光焊接对多层超薄钣金毛坯件侧壁进行预定位，制得托盘预加工件4。

S2、提供一定位模具，所述定位模具为开合设计的两个半模，其包括上模1和下模2。

优选地，所述下模2和上模1的材质相同，所述定位模具上设有有定位导正装置（图未示），定位导正装置为下模的四个侧面均设有可拆卸的定位柱（图未示）。

S3、将下模2放入真空炉工作台（图未示）的相应位置处，将托盘预加工件4放入下模2中，再将上模1放在托盘预加工件4上。具体地，在下模2的上表面及托盘预加工件4的表面涂覆高温润滑剂，

将下模2放入真空炉工作台中心位置处并固定；

将托盘预加工件4放入下模2的中心位置，再将上模1放在托盘预加工件4的正上方，且上模1与下模2对齐，组装完成后，上模1、下模2以及托盘预加工件4共同限定出一模腔3，上模1的上表面设有第一固定孔（未标号），在第一固定孔中插入固定销6。

优选地，高温润滑剂为氮化硼高温润滑剂或者石墨。

S4、将一加载件5放在上模1上，关闭真空炉并加热使托盘预加工件4的表面发生扩散焊接。具体地，加载件5上设有第二固定孔（未标号），将一加载件5放在上模1上，固定销6插入第二固定孔中，以此来将加载件5与上模1相互固定，关闭真空炉并开始加热，使得托盘预加工件4的表面发生扩散焊接。

S5、经过保温、保压过程，待真空炉冷却后，打开真空炉，得到成形的托盘。

为了更好的阐述本发明，以下提供钛合金动态力学性能的测试方法的具体实施例。

实施例1

1. 依据成品托盘尺寸加工多层超薄钣金毛坯件；依据托盘型腔结构对毛坯件进行预处理，通过化学铣削刻蚀出所需型腔。

2.依据得到的模具型腔提供一模具。

3. 将下模水平放置在真空炉工作台上，一组托盘预加工件放置在下模上表面中心位置处，上模放置在托盘预加工件4的正上面，在放置具有一定质量的加载件。

4.焊接成形过程如下：

（1）关闭真空炉并开始加热；

（2）加热到设定温度后再保温、保压一定时间；

（3）关闭真空炉的加热装置；

（4）待真空炉冷却完毕，打开炉门；

（5）取出成形后的托盘，完成一个工作循环。

实施例2

1. 依据成品托盘尺寸加工多层超薄钣金毛坯件；依据托盘型腔结构对毛坯件进行预处理，通过化学铣削刻蚀出所需型腔。

2. 依据得到的模具型腔提供一模具。

3. 下模水平放置在真空炉工作台上，两组托盘预加工件放置在下模上表面中心位置处，上模放置在托盘预加工件4的正上面，在放置具有一定质量的加载件。

4.焊接成形过程如下：

（1）关闭真空炉并开始加热；

（2）加热到设定温度后再保温、保压一定时间；

（3）关闭真空炉的加热装置；

（4）待真空炉冷却完毕，打开炉门；

（5）取出成形后的托盘，完成一个工作循环。

在上述两个具体实施例中托盘扩散焊接的温度为900℃-950℃。

在上述两个具体实施例中，下模的上表面及托盘预加工件的表面均涂覆高温润滑剂，将模具以及托盘预加工件加热至950℃，保温一段时间达到均温。

由于手机托盘需要大批量生产，如果不能准确定位各托盘预加工件的位置，使其每个侧面在同一竖直平面内，焊接过程中，各托盘预加工件之间压力分布不均匀，不能准确控制毛坯件厚度的变化量，无法获得符合工艺要求的高精度的托盘。因此上述两个实施例中使用的定位模具均设计为下模的四个侧面设有有可拆卸的定位柱，用于精确托盘预加工件的位置；同时为了方便成形后托盘的顺利取出，将模具设计成可开合的两个半模，可在托盘焊过程接完成之后，以取出焊接成形完成的托盘，提高效率。

在两个实施例中，对于定位模具整体结构的获得，所采用的方法为：

1.分别在下模的不同位置钻孔，在下模的侧面放置等长固定柱，以达到精确托盘预加工件的目的。

2.分别在下模上表面和上模下表面用线切割方法切出等深度的线槽，以增加摩擦力，防止托盘预加工件朝侧面滑动。

本发明具有如下改进效果：

（1）使用真空高温加热配合一定质量的加载件焊接成形托盘，达到所需要的厚度，替代了原有使用冲压成形和铸造成形来制造托盘的工艺，相比于之前的工艺，扩散焊接工艺克服了由于冲压成形造成的减薄和铸造成形生产率低下，以及其导致的实际生产过程中会产生裂纹等问题，成形效果明显，并且适用于大批量生产。

（2）焊接过程中托盘与模具接触面积大，接触区域固定不变，压力恒定不变，不易发生局部高低不平等缺陷，在润滑正常的情况下，成形过程平稳，托盘各部位变形量分布均匀，成形缺陷小，产品质量稳定；

（3）采用简易上下模固定托盘，工艺参数易于控制，通过调整加载件的质量，可精确控制托盘在其自身厚度方向上的形变量的大小，焊接成形速度可通过控制真空炉炉腔内温度和保温时间这两个参数的变化来调节；

（4）焊接工艺采用的固定模具结构简单，便于设计，工件装卸更换容易；

（5）焊接工艺易于在生产中实现自动化和大批量高效生产，可大大提高带有复杂内部结构的手机托盘的生产效率。

本发明的方法可以应用于加工各类高精密托盘或者高精密部件。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。