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一體式電視機背板的構造設計與成形工藝研究

文章出處:本站    人氣:7414    發表時間:2019-08-27 13:56:52

一體式電視機背板采用了錐形包角方案設計,錐形R包角形狀設計既滿足尖角面板的應用,省去焊接、打磨成形工序,提高生產效率,也避免了購買稀缺、昂貴的圓角面板資源,實現了綜合成本的最優化。一體式錐形包角成形設計方案,折彎根部R角控制在R3以上,便于包角成形,開口處R角控制在R0.5以下,以保證面板與背板之間的安全距離。

背板、膠框、中框、前殼、后殼是電視機的主要組成部分,也是電視機的結構骨架,具有承載液晶面板、固定電子及光學元器件、優化外觀效果等作用。結合市場端、用戶端的需求調研,對比行業內電視產品的研發方向,超薄無邊框電視機結構將會引領未來的潮流,超薄電視機更適合家居壁掛,薄如畫藝,形如相框。

一體化外觀結構即背板與中框一體化方案,背板可直接作為中框。以減少電視模組結構件的物料數量,降低模組物料成本,簡化現有模組制程,提高后端模組整機線體的生產效率。且依托目前DLED、ELED電視產品結構方案的應用研究,可實現一種厚度更薄、成本更低、制程更加簡單的無邊框電視新品形態。在提升產品外觀形態的同時提高產品市場占有率及行業影響力。

一體式電視機背板的結構設計方案

為了實現背板與中框一體化方案的電視機結構,現在背板制造成形中有以下方案。

柱形包角成形

包角結構為滿足角部折彎成形,R角一般要大于3mm,R角過小會導致包角成形開裂。其結構如圖1所示,此種結構僅適用于圓角面板,對于尖角面板而言,要保證面板角部與背板角部距離大于安全距離0.3~0.6mm以防止發生破片,為保證面板角部與背板角部的安全距離,就要增大面板與背板邊部距離,這樣會犧牲外觀效果,同時增加物料尺寸及成本。故一體式背板的柱形包角結構僅能通過圓角面板來實現,而面板圓角化的激光切割技術則顯著增加了物料成本。

一體式折彎拼接方案成形

背板三邊拍平,角部折彎后拼接,而后進行焊接、打磨的尖角成形方式,其結構如圖2所示。此種方案可滿足尖角面板的使用,相較柱形包角結構可節省物料成本。但其背板沖壓后需進行焊接及打磨工序,需要購置激光焊接機和自動打磨機,且自動焊接設備生產節拍約為15s;自動打磨設備生產節拍約為50s,即單個背板的焊接、打磨成形周期共65s。增加了成形工序及生產周期,且增加周轉次數,進而導致此種結構方案生產效率相對較低,同時周轉次數的增加也增加了變形及劃傷等不良的出現,降低了生產良率。此外,周轉次數的增加也會增加人力成本和周轉輔料費用。

一體式錐形包角成形

為了兼容尖角面板的使用及模具可制造性,同時減少生產工序,簡化生產制程,提高生產良率及生產效率,背板角部采用錐形包角的結構設計。即折彎根部R角較大,滿足折彎成形工藝要求,以防止開裂。開口R角較小,以減少面板與背板邊部距離,其結構如圖3所示。既保證外觀效果又可防止因角部面板與背板間隙過小而發生破片。同時背板可直接沖壓成形不需要再進行焊接、打磨等后處理工序,生產周期僅需6~7s,比焊接、打磨成形工藝生產周期節省58s,大幅提升生產效率,同時減少設備及人員投入。通過合理的背板錐度包角設計方案,實現折彎根部R角控制在R3以上,便于包角成形,開口處R角控制在R0.5以下,以保證面板與背板之間的安全距離。所謂安全距離指的是為防止破片的發生,面板邊緣與背板邊緣的最小允許距離。可實現成本相對較低的尖角面板在一體式背板上的量產。同時減少焊接及打磨工序,減少制程及生產周期,提高生產效率,降低設備及人員投入,降低生產成本。

值得注意的是,此種結構對根部R角及開口R角要求較高。根部R角越大,折彎包角成形過程越穩定。但根部R角的增大同時也會犧牲外觀的表現。開口R角越小,角部位置處面板與背板的距離越大,就更容易達到安全距離。但角部R角的減小也會增加制造難度降低模具壽命。由于一體式背板的折彎邊高在7.0mm至10.0mm之間,料厚在0.6mm至1.2mm,包角成形時存在著擠料和成形拉料問題,所以如果按照折彎根部R≥3.0mm,可以滿足折彎成形工藝要求,以防止開裂,為了滿足尖角面板的使用,折彎開口R要滿足面板與背板最小安全距離的要求。

電視機面板與背板內邊緣最小安全間隙要控制在0.3mm至0.6mm之間,間隙過小易發生破片,間隙過大造成物料成本浪費,如圖4所示。當背板與面板邊部間隙為0.3mm時,R最大為0.3mm方可保證角部最小安全距離0.3mm;當背板與面板邊部間隙為0.6mm時,R最大為1.4mm方可保證角部最小安全距離0.3mm。為此錐形根部內R值大小和開口內R值的大小取值范圍為此結構的難點,經過上述理論計算及試驗模擬的驗證,角部根部R在3.0~5.0mm;角部開口R在0.3~0.5mm,可兼容外觀、生產制程穩定性及產品可制造性。

一體式電視機背板的成形工藝方案

綜上,一體式背板錐形包角成形結構可以滿足尖角面板使用,也可以省去焊接、打磨工藝,在提高了背板生產效率和降低背板制作成本的同時,也保證了背板天側外觀要求,增加了此種電視機的市場競爭力。

錐形成形方式是在第一種大R包角成形的基礎上對開口處進行向外擠壓成形,即把開口R向外擠小,錐形包角成形過程示意圖如圖5所示,首先進行角部下料,而后進行折邊打斜、折彎、側折、死邊拍平,最后進行R角側推整形。折邊折彎過程分兩工序進行,先進行打斜,再進行90°折彎,以防止直接折彎造成包角處材料拉伸導致的局部邊高增加。

其中側推整形為錐形包角結構成形的最關鍵一環,其成形過程參見圖6。插刀鎖附在上夾板,插刀推塊與滑動板相連,彈簧與彈簧擋塊相連作用于滑動板,為減少滑動板與下墊板之間摩擦力,滑動板底部布有油槽。成形側推塊固定在滑動板上。成形初始階段,脫料板向下運動,與下模板作用進行壓料,保證成形穩定性,插刀向下運動,作用于插刀推塊,帶動滑動板向左運動,此時彈簧處于壓縮狀態,滑動板帶動成形側推塊向左運動,依靠側推塊與上模滑塊之間相互配合,實現角部側推動作。成形結束后,彈簧作用于滑動板,帶動成形側推塊復位。


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