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家具的板块–“32×N－2”应用技术[编者按]一位曾经服务于国内20多家家具生产企业的长者，他结合生产实践和专业研究，开创性地发明了《用于家具的板块及其制作方法》，其技术核心为“32×－2”。该项技术于今年4月通过了国家有关专利部门的认证，获得国家发明专利。目前从发明者所提供的资料来看，这项应用技术的框架理论比较系统、科学，其运用方法也比较详尽，可操作性强。有关资料表明，该项发明专利已获得德国纽伦堡国际发明博览会的邀请，由国际文化技术交流中心对其发明专利进行了技术评价。最近，西班牙的一家跨国投资公司对这项技术也“紧追不放”，意欲买断其发明专利权，在中国大陆进行推广和实施。发明者感慨道：“国人的发明怎能被外人所利用”，要求通过媒体呼吁家具行业的有识之士关注这项技术的诞生，共同进行合作研发与推广，使得中国发明专利为自己的民族产业服务。在此摘选了这项专业技术可行性报告的有关内容，供业内专业人士研究与评估。这项技术针对我国家具行业普遍存在费工、费料、机械化程度提高困难、产品质量不稳定和抽斗无法通用互换而进行的一项技术革新，克服了工艺繁琐、管理复杂、成本高、利润少、售后纠纷矛盾多和产品缺乏个性化的诸多矛盾。目前市场上所提供的各类板式家具虽然可拆卸，但都属于款式固定，客户如有造型要求，厂家一般只能采取来样定制进行加工，板材的利用率为85%左右，不仅效率低，制作时间长，而且生产成本也很高。另外，如果家具款式不理想或已过时，家具中的板块就没有多少利用价值。一．技术基础和标准1）原材料：板材采用国际通用标准规格（如4呎×8呎、5呎×9呎）。2）加工设备：采用国际一致公认并普及的“32mm系统”排钻加工设备。3）结构标准：采用国际通用五金标准件（如暗铰链、导轨和连接件等）。4）设计方法：创造一种符合个性化家具要求的款式、功能、风格和尺度的同时，又适合国际工业化生产要求的方法。“32×－2”是这项技术的核心，其应用技术能科学地解决工业化标准板块生产，达到个性化家具自由组合的要求，实现全球家具板块通用化的目的。二．设计和制作方法1）设计方法：将家具中的零部件板块统一按“32×－2”形式计算。2）制作方法：由于设计方法改变了，统一按“32×－2”裁板、钻孔，可以做到不移动基准定位块加工大小不同的板块。对于不同尺寸板块上的不同孔径、不同距离、通孔及不通孔的各种钻孔工艺要求均按照32×毫米孔距的关系，只需调整相应的钻头就能立即生产，使得家具设计和生产变得非常便捷。这种按“32×－2”技术设计制作的标准化板块能使传统家具转化成为可以以标准化的板块形式（板块的工艺结构、风格不受限制），可让消费者随意选择、自由组合成各种风格形式的组合家具。另外，这种家具的板块符合“物尽其用”的环保要求，只有板块还在，就能充分利用，改制也很方便。用这种板块组合成的各种造型家具，使用过一阶段以后，如果认为其款式过时或不适用，可以自行拆开，重新组合，如果缺少相应的板块，可随时选购添置。三．技术特性和优势1）把人造板的利用率从85%提高到95%以上，这对保护绿色地球生态森林资源，特别是对森林资源贫乏的我国而言，这是一种人造板产品深加工，创造附加值最理想的科学方法。2）这项标准化结构设计方法也为木材工业拓展新技术、新材料、新工艺和新结构提供了科学发展的空间。3）家具板块的标准化对配套服务的相关企业提高产品质量和技术具有互动促进的意义（如大五金配件、铝合金装饰材料、以塑代木工艺、日用家电的外形尺寸控制和木工机械设备的改良等）。4）应用这项技术可以把每年出样的新款式编辑成出版刊物和光盘，作为辅助宣传手段。5）这项技术能成为优化整合我国众多家具生产企业，走产业集聚的专业化配套生产之路，是一项推进我国家具行业快速完成工业化，实现跨越式发展新型工业化道路的重要技术支撑。6）这项技术具有低投入、高产出、少污染，符合资源利用的可持续发展的优势，只要对目前家具生产企业的现有设备稍作改进，就能达到快速、优质、低耗和高效发展生产的目的。四．市场前景和意义1）今后，消费者可以在家里通过电脑或者直接到专卖店，把您所需要的家具尺寸告诉给营业员，就会按你提供的尺寸数据经过简单的电脑换算后，在屏幕上显示出你所需要的各种工艺风格所组合的家具款式供你选择。如要作局部修改，可以马上满足；如果确认，即可凭单到指定仓储中心提货或送货上门服务（这里指的仓储中心，就是各专业生产厂家按指令要求，所生产出的标准化零部件板块统一集中仓储的产品展示地点）。2）能使家具产品的生产成本明显地下降，主要包括：设计成本、材料成本、制造成本、出样成本（包括制作样品、展示样品的变换和组合）以及售后服务成本和管理成本。3）使产品质量明显提高，达到高精度要求。4）这项技术解决了传统家具长期以来难以攻克抽斗可以互换，与门能够自由组合，可变化造型的工艺难题，使产品提升了一个档次，企业的产品售后服务可以达到零部件更换准确、快速、一步到位的要求，保障了消费者的利益。5）“32×－2”的设计技术将使家具设计不再成为专业设计师的专用名词，消费者都可以成为自己居室家具设计的主人。6）用“32×－2”的设计方法要比传统家具零部件的计算、设计和加工要科学实用得多，不仅尺度级差多，适应性好，有规律，而且简化工艺，方便生产，有利于实现家具工业化生产，具有这种特征的标准化零部件所组合的各种工艺风格造型的家具，其外形尺寸与消费者提出的任意尺寸相比，最大尺寸误差不会超过16毫米。7）“32×－2”的创新技术能与高科技信息化应用技术相交融，能持续开发出标准化家具设计软件、标准化家具销售软件、标准化家具应用指导软件和标准化仓库管理软件等。这些软件工具要比目前市场上的同类设计软件含金量高，不易被轻易淘汰，能使家具设计工作变得方便快捷、科学规范，使生产管理变得有序合理，促使销售成本降到最低，从而增强产品的竞争力，开创全新的商业竞争模式。五．运作形式和建议1）按传统投资建新厂。具有投入小、上马快的特点，只要将员工进行专业培训，加上传统的商业营运模式和商业宣传，就可以使企业逐步踏上正常的成果回报期，当然时间相对会长一点。2）由投资商出面。有选择地并购数家老企业进行重新挂牌，有利于对原企业的改造，缩短企业内部的磨合期，达到快速成长的目的。3）以投资商企业为主体。按新技术的宏伟规划，以省为地域扩展，有选择性地招收部分有各种工艺特色的家具生产企业，作为加盟专业生产配套单位，受业务中心调度，负责培训和技术指导，并分开独立核算。这种方法最适合“32×－2”的项目，可以达到成长快、投入风险小和回报高的目的。销售方式可采用加盟“专卖店”的形式，统一形象宣传。每年由中心出样展示新产品，供加盟商看样、定货，逐步扩大销售市场。4）老企业单独接受技术。要想快速提高企业的知名度和经济效益，需要一定的前期投入资金，主要是用于形象宣传和基础备货，比较适合大中型企业，而小型企业适合加盟联运。5）由各地行业协会出面。可以组织推广技术成果，依靠技术的吸引力，把中小企业联合起来形成股东“舰队”，在地方行业协会的领导和协调下，为维护和规范商业区域的整体权益进行宣传、引导和监督，有效地规范我国的商品流通市场，体现贯彻执行WTO的游戏规则，是一种自我接受改制的好方法。家具CAD/CAM加工工艺过程及特点计算机辅助家具设计与制造（FCAD/CAM－FurnitureComputerAidedDesign/Manufacturing）是运用计算机技术完成家具设计及制造的通称。FCAD/CAM有广义和狭义之分，广义FCAD/CAM是指运用计算机辅助完成从家具原材料选配到制造出产品的全部制造活动，包括了直接制造活动和间接制造活动，涉及工艺准备、生产计划、物料计划、生产控制和质量保证等多项内容。狭义FCAD/CAM是计算机辅助数控加工，是将家具零部件加工的工艺路线和工序内容等信息输入计算机，计算机输出刀具加工的运动轨迹（刀位文件）和数控程序，用以控制数控机床完成家具某一零部件的加工。FCAD/CAM已成为先进设计与制造技术的重要组成部分，也是提高家具设计与制造水平的重要举措。FCAD/CAM是现代设计制造技术发展最为活跃的领域，已直接影响产品更新、生产发展和竞争能力。进入21世纪，意味着一个大批量生产时代的结束，刚性流水线已逐渐成为过去。对于家具制造业面临的是一种具有高度柔性的、拥有高技术和能对市场需求作出迅速反应的设计与制造模式。这种新的制造模式的基础就是FCAD/CAM，即计算机辅助家具设计和辅助家具制造技术。面对家具市场激烈竞争，能否根据市场需求作出快速响应和决策是一个企业能否赢得市场的关键。而这种能力的基础取决于企业设计与制造的技术水平，以FCAD/CAM为基础的设计与制造技术可以用最快的速度向市场推出全新的产品，从而在市场竞争中处于主动。国内家具企业虽取得了很大的进步，但整体的设计与制造水平和发达国家相比还存在相当距离，有些家具企业对FCAD/CAM没有认识，笔者就实际应用的情况为例说明狭义FCAD/CAM工艺过程和加工特点。1家具CAD/CAM的工艺过程不同的产品有不同的加工工艺流程，其基本工艺流程如图1。由以下核心加工步骤组成：1.1输入文件运用CAD建立实体模型，绘制刀具的走刀路径，也可以文件形式输入，但输入文件的数据结构、格式相同或兼容。1.2定义刀具资讯定义刀具资讯（如刀具直径、加工刀片数、刀具形状等），选择进刀、走刀、退刀方式等。1.3设置加工参数设置加工的参数（进刀速度、刀具转速、切削速度、切削形式等）及机械或刀具的补偿等。1.4生成刀具轨迹生成刀具加工轨迹，并对刀具加工轨迹进行即时动态虚拟，并记录加工工艺卡。对有问题的程序返回重新进行修改。1.5输出NC码根据加工的CNC控制系统输出NC码。1.6数据传输计算机与CNC之间进行数据传输（可以通过网络、NCN、驱动器等）。2家具CAD/CAM加工特点家具的加工主要以木质材料为主，由于木质材料质地比较软，切削方式主要采用高速铣、刨、钻、锯、车、砂、雕刻等方式，目前市场上的CNC加工设备也多种多样，其加工刀具有各种铣刀、刨刀、雕刻刀，单头钻、多头钻，32mm系列排钻等，其加工方式不但考虑CAM系统刀具路径，而且还结合CNC加工设备所用刀具的特点，以完成各种不同形式的加工。2.1加工精度高CNC加工设备的结构决定，其设备精度都比较高，CNC设备的定位精度为±0.01mm，重复定位精度为±0.005mm。在加工过程中不需要操作人员作中间修正，工件的加工精度全部由机床保证，消除了操作人员的人为误差。因而加工出来的工件精度高，尺寸稳定。其形状和尺寸精度能满足各种家具对精度的要求。2.2能加工复杂的型面CNC加工设备的刀具运动轨迹是由加工程序决定的，因此只要能编制出程序，同时选用合适的CNC加工设备及相应的刀具，无论工件的型面多么复杂都能加工。选用图2所示的CNC设备，可以加工家具零部件的复杂曲面、各种线型；长期依赖手工方式的雕刻工艺，CNC加工设备也能完成，CNC加工设备使家具制造向数字化生产方式发展。随着数控CNC技术的发展，CAD/CAM用途也不断地扩大，能刨削大面积的曲面，能车削复杂的回转体的零件，并能锯切曲线零件，如图3所示。2.3能加工各种结构的家具零部件在CNC加工设备上配置不同的刀具及其附件，就可以完成各种定位孔、结构孔、32mm系列化、指接榫、各种榫头、槽榫，能满足实木和板式家具基本加工需要。图4所示的刀具与附件是CNC加工设备附件的一部分。2.4生产效率高CNC加工设备的主轴转速达25000rpm甚至更高，实现高速切削。X、Y定位速度已达到24m/min，Z轴定位速度9m/min，实现快速定位。通过合理选择切削参数，充分发挥刀具的切削性能，减少切削时间，而且加工过程稳定。不需要在加工过程中进行中间测量就能连续完成整个加工过程，减少了辅助动作时间和停机时间。CNC的加工轴已从早期的单轴向多轴发展，自动换刀也由单轴向多轴自动换刀发展，工作台由单个向两个发展，增加一次加工工件的数量，加工从单头向多头多轴联动发展，一次定位，实现铣、刨、钻等各种加工方式，大