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板式家具的结构设计与制造
发布时间:2018-01-03    文章来源:    浏览次数:2

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板式家具,指以人造板为基材,为板件为主体,采用专用的五金连接件或圆棒榫连接装配而成的家具。

板式家具的主要材料是人造板材,包括:中密度纤维板、刨花板、胶合板、细木工板、覆面刨花板(三聚氢氨板)、薄木等。板件的形式一般可分为两种:空心板、实心板。实心板主要以刨花板或中纤板为芯板,面覆装饰材料,如:薄木、木纹纸、防火胶板等。空心板根据芯板的结构不同,可以分为:栅状空心板、格状空心板、网格空心板、蜂窝空心板等,见图4-26所示。目前最常用的为栅状空心板。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a- 栅状空心板 b-格状空心板 c-蜂窝空心板

4-26  空心板结构

二、 “32mm"系列自装配家具

板式家具摒弃了框式家具中复杂的榫卯结构,而寻求新的更为简便接合方式,就是采用现代家具五金件与圆(棒)榫连接。而安装五金件与圆榫所必需的圆孔由钻头间距为32mm的排钻加工完成的。为获得良好的连接,“32mm系统”就此在实践中诞生,并成为世界板式家具的通用体系,现代板式家具结构设计被要求按“32mm系统”规范执行。

所谓“32mm系统”是指一种新型结构形式与制造体系。简单来讲,“32mm”一词是指板件上前后、上下两孔之间的距离是32mm或32mm的整数倍。在欧洲也被称为“EURO”系统,其中E-Essential knogledge,基本知识;U-Unique tooling ,专用设备的性能特点;R-Required hardware,五金件的性能与技术参数;O-Ongoing Obility,不断掌握关键技术。

32mm系列自装配家具,也称拆装家具(Knock Down Furniture,KD),并进一步发展成为待装家具(Ready To Assemble,RTA)及DIY(Do It Yourself)家具。

32mm系列自装配家具,其最大的特点是产品就是板件,可以通过购买不同的板件,而自行组装成不同款式的家具,用户不仅仅是销费者,同时也参与设计。因此,板件的标准化、系列化、互换性应是板式家具结构设计的重点。

另外,32mm系列自装配家具,在生产上,因采用标准化生产,便于质量控制,且提高了加工精度及生产率;在包装贮运上,采用板件包装堆放,有效地利用了贮运空间,减少了破损、难以搬运等麻烦。

三、 32mm系统的设计准则

“32mm系统”以旁板的设计为核心。旁板是家具中最主要的骨架部件,顶板(面板)、底板、层板以及抽屉道轨都必须与旁板接合。因此,旁板的设计在32mm系列家具设计中至关重要。在设计中,旁板上主要有两类不同概念的孔:结构孔、系统孔。前者是形成柜类家具框架体所必须的结合孔;后者用于装配搁板、抽屉、门板等零部件必须的孔,两类孔的布局是否合理,是32mm系统成败的关键。

系统孔

系统孔一般设在垂直坐标上,分别位于旁板前沿和后沿,如图4-27所示。若采用盖门,前轴线到旁板前沿的距离(K)为37(28)mm;若采用嵌门或嵌抽屉,则应为37(或28)mm加上门板的厚度。后轴线也同原理计算。前后轴线之间及其辅助线之间均应保持32mm正数倍距离。通用系统孔孔径为5mm,孔深度规定为13mm,当系统孔用作结构孔时,其孔径根据选用的配件要求而定,一般常为5mm、8mm、10mm、15mm、25mm等。

结构孔

结构孔设在水平坐标上。上沿第一排结构孔与板端的距离及孔径根据板件的结构形式与选用配件具体确定。若采用螺母、螺杆连接,其结构形式为旁板盖顶板(面板),如图4-28a所示,结构孔与旁板端的距离A=1/2D1+S,孔径为5mm;若采用偏心连接件连接,其结构形式为顶板盖旁板,如图4-28b所示,则A应根据选用偏心件吊杆的长度而定,一般A=25mm,孔径为15mm.。

下沿结构孔与旁板底端的距离(B),则与踢脚板高度(H)、底板厚度(D2)及连接形式有关,如图4-28c所示,B=1/2D2+H。

4-28  结构孔的定位方法

㈢旁板的尺寸设计

旁板的度尺寸(W)按对称原则确定为W=2K+32n;

旁板的长度L=A+B+32n。

四、 32mm系统家具设计案例

在讨论了“32mm系统”理论与设计准则后,我们以一系列化文件柜为例,对“32mm系统”家具的设计与结构细节再进一步进行分解,使大家对“32m系统有一个较直观的,全面的、更进一步的认识。

产品外形设计

作为案例的办公用文件柜为系列化产品,由外旁板A(四种规格,分左右)、内旁板B(四种规格,不分左右)、木门板C(三种规格)、玻璃门板D(三种规格)、顶板E、底板、横隔板F、活动层板G、踢脚板H、背板I(四种规格),10种标准板组成,见图4-29所示。

 

4-29  文件柜板件

用不同的板件可构成高矮不同,形式不一的产品。如:A1两件,B1两件,C1两件,C3两件,再加上其它板各一件,即可组成如图4-30a所示文件柜;我们可将C3拆除或换为D3,即可构成如图4-30b所示文件柜。文件柜的宽度,可根据不同的要求用单体组合的形式构成,每一单体的宽度为1000mm,加上两件外旁板的厚度,即为文件柜的总宽度。如用A2两件,B2四件,C3六件,D3二件,其它板各两件即可组成如图4-31a所示文件柜,其宽度为2050mm;若再加多B2两件,C1两件,其它板各一件,又可组成如图4-31b所示文件柜,其宽度为3050mm,等等;在高度上,设计了四种高度的旁板及相对应的门板,可根据实际需要自由组合;如此类推,可以组成多款文件柜的组合形式,如图4-32所示,给用户提供了多种选择的余地。对于办公家具制造企业而言,专业化生产因可最大限度地提高劳动生产率而应成为一种明智的选择。办公桌与文件柜的制造工艺不是没有相同之处,而是不尽相同,按文件柜结构所建立的生产线可以同时生产办公桌,但不是最具生产效率的。这两种家具与办公椅相比,则其制造工艺就可能完全不同了。因此,许多工厂在发展过程中有意或无意地将相似工艺的产品合到了一起,在生产上的这种做法是自然的,尽管不一定最妥贴,但也有许多优势。 在销售中不知不觉也按“专业|化”这种逻辑运作,对加工型企业来讲这没什么不好,但对于直接面对终端客户的品牌企业就是本末倒置了。因为对消费者的内在需求不了解,所以业务发展就会受到制约。向市场提供什么样的产品不是以工厂而是以市场为出发点,这个道理似乎大家都懂,但操作中经常是糊涂的,根据目前国内办公家具企业的产品结构不难看到这一点。有些企业的产品品种看起来好像也挺齐全的,什么办公桌、文件柜、办公椅、会议台等都有,甚至还有屏风隔断。那是不是够了呢?可以说几乎没有哪个办公空间不需要寻求补充的。仅仅从生产厂的角度去考虑问题是不可能建立起一个完备而有效的产品体系的,我们必须回到问题的本质,即从办公形态上加以研究使得我们的产品体系得以有机地延展,使市场的满足度得以最大限度地提升。工厂的条件不应当成为产品拓展的制约,是自制还是订购是另外一个问题。在此之前,办公家具的延展设计还无人提及,这种提法本身也还可商榷,这里我们的想法不应局限在单纯的室内和家具设计。现在各学科领域之间都是相互交叉的,尽可能广泛地涉及各相关领域,从中得到启发,拓宽知识面、开阔眼界,从而有更广泛的思路。比如说心理学,由于室内和家具设计服务主体皆是人,因此研究人类心理就显得尤为重要。老年人和青年人的心理需要是不相同的,他们都要求相对独立的空间,前者考虑到其行动不便,对室内空间做适当改造和细部设计,装置、家具等采取圆。。

 

4-32  文件柜组成形式(三)

 

结构设计

柜体全部由可拆分的板件构成,采用可拆装连接方式,主体采用偏心连接件连接,内外旁板之间的连接采用螺母、螺杆连接,在外旁板上预埋塞孔螺母,内旁板上钻5mm通孔;当柜体宽度超过一个单体宽度时,两件内旁板之间和连接采用螺母、螺杆连接,见图4-33所示。

所有的板件采用中密度纤维板(或刨花板)作基材,面贴薄木,实木封边。4-33  文件柜结构(拆装图)

板件设计

在这个设计中,板件就是主体,产品的销售也以板件的销售为主,用户可根据自己的要求,选择不同的形式,因此,柜体设计的重点放在板件的设计上,每件板件结构分解如下:

1. 外旁板,零件图见图4-34,外旁板主要用于装饰作用,采用中纤板(刨花板)作基材,面贴薄木,实木封边。在制作时分左右加工。

2. 内旁板,零件图见图4-35,内旁板为主要的支承零件,根据旁板尺寸设计的原则设计,图中显示的接合方式是圆榫定位、直径15x13偏心连接件连接,直径5mm的系统孔可用于内外旁板之间的连接,以及安装门铰。材料选用18mm三聚氰氨板,易于加工。在设计时采用了对称设计,使左右旁板可互换,内旁板无需分左右。

3. 顶板、零件图见图4-36。顶板采用空心板件,实木封边,用圆榫定位,偏心连接件与内旁板结合。

4. 底板、横隔板,零件图见图4-37。底板、横隔板采用互换设计,两个零件无论规格、钻孔位置完全一样。

5. 门板,门板分为木门板,木框嵌玻璃门板,零件图见图4-38。门板用铰链与内旁板相连。采用实心覆面板,以中纤板(刨花板)为基材,面贴薄木,实木封边,不需要另外装拉手,而直接在实木边上锣出拉手位,在加工时分左右。

6. 踢脚板,零件图见图4-39。踢脚板直接采用圆榫与内旁板接合。

7. 活动层板与背板。活动层板规格为962x350x18mm,采用18mm三聚氰氨板。背板用6mm刨花板贴纸,在左、右、上三边钻直径3mm通孔,用螺钉分别与内旁板、顶板连接。

 

 

五、 板式家具生产工艺

“32mm系统”板式拆装家具,引出了“板件即为产品”的新概念,采用五金件与圆榫来实现板件间的接合,这就要求我们在生产中的重点应放在实现板件的标准化及互换性上。板式家具生产工艺的重点应放在:高精度标准板件的尺寸加工、高精度的标准孔加工、板件边部处理、板件表面装饰四个方面。

根据板件的形式不同,我们将生产工艺分为:板件结构为栅状空心板及为实心板的生产工艺。

㈠、 板件结构为栅状空心板。

栅状空心板一般用于厚度较大的板件,如大班台台面板、会议台台面板等。一般工艺流程如图4-40所示:㈡、 板件结构为覆面实心板

    实心板件是在生产中最常用的一种,常以15mm、18mm、25mm等规格的刨花板或中纤板做基材。一般加工工艺流程如图4-41所示

刨花板         定厚砂光     涂胶       覆面       精裁      镂铣      边部处理

中密度纤维板       

        薄木    剪裁    拼缝

仓库     板件包装      表面涂饰       钻孔

 

4-41  栅状空心板生产工艺流程图

 

1. 定厚砂光

基材(中密度纤维板或刨花板)通过宽带式砂光机定厚砂光,可以得到统一的标准板厚,消除或减少装配误差,但目前不少的产家省略该工序,对于质量较稳定的基材,对产品的影响不大。

2. 板材覆面

常用的覆面材料有:PVC、防火胶板、装饰木纹纸、薄木等,每一种材质都有不同纹理与色彩供选择。贴覆的方法可采用手工也机械加工两种方法,采用冷压或热压。若贴覆珍贵的薄木,为了节约材料,可选择先进行裁板,然后贴薄木,再进行精裁的工艺。

3. 精裁

一般采用推台式开料锯、往复式电子自动开料锯进行加工。

4. 铣型面

    主要用于丰富板件的边部型面,提高板式家具的档次。如茶几的台面边线等。一般在铣床上加工。

5. 边部处理

边部处理是指对板件边部的封边或包边。对于垂直的边部,可直接用直线或曲线封边机封边,对于有型面的边部,则可进行包边,或用实木封边后再进行铣型。

 

                 

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