标准在家具产品设计与制造中的应用

1.1.2标准在家具产品设计与制造中的应用(1)产品设计、开发①新产品的开发根据市场信息和消费者需求，结合各式家具风格进行创新设计，或对旧产品进行改良设计。根据《家具制图标准》绘制产品效果图、设计草图。②绘制大样图根据产品效果图、设计草图或来样，按《家具制图标准》绘制产品设计大样图(造型图)，注意图形符号、图幅、标题栏、尺寸标注、技术要求说明等的标准。按《家具工业专用术语》对新产品进行命名及编号。③评审大样图结合企业现有的加工条件及工艺技术进行工艺评审，评审内容如下。a.产品设计要求。b.在现有的工艺技术条件下，生产该产品的可行性，根据工艺对外观进行局部的修改。c.主要零部件及结构。d.标准化综合要求。e.方案设计的技术规范与《设计任务书》的符合程度。f.采用的新结构、新材料、新工艺等的必要性和可靠性分析。g.关键工艺技术的解决方法。h.对新产品的设计方案在性能、工艺、生产周期等方面进行比较分析。i.拟订试验研究项目。j.对新产品设计、试验、试制周期的估算。k.采用的新结构、新材料、新工艺等需掌握的关键工艺技术及其试验结果能否满足要求，为新产品提供科学依据。④绘制结构装配图和编制产品零部件、五金、包装明细表A.绘制结构装配图a.根据《家具结构设计规范》拟订产品零部件的拆分及接合方式。b.根据《家具制图标准》绘制产品结构装配图。B.编制产品零部件、五金、包装明细表根据标准编制《产品零部件明细表》、《产品五金明细表》、《产品包装明细表》，并对产品零部件、五金、包装材料的名称、规格及产品零部件的接合方式按以下要求确定。a.根据《家具材料标准》拟订材料使用方案，使用标准材料名称。b.根据《家具工业专业术语》拟订产品、零部件名称。c.根据《家具零件尺寸标准》拟订零件规格，按优先级规格、常用级、一般级、特殊规格等顺序优先选用所需的零部件规格，以提高材料利用率、产品系列化、零部件的标准化系数。d.根据《家具结构标准》拟订产品零部件的接合方式。e.根据《家具包装设计标准》拟订包装方案及包装材料明细。⑤工艺研发根据《产品加工工艺流程标准》拟订加工工艺方案，对新工艺和关键工艺提出处理方法，需先行试验的拟订试验项目，逐项拟订试验方案，进行工艺试验，并跟踪记录试验过程和工艺参数，组织对工艺试验结果进行评估。根据《家具材料标准》拟订材料使用方案，对新材料的使用提出可行的方法，需先行试验的拟订试验项目，逐项拟订试验方案，进行新材料试验，并跟踪记录试验过程和参数，组织对材料试验结果进行评估，分析材料的材质、物理化学特性、加工特性，寻找可代替的材料。IE技术人员根据产品零部件明细、大样图，并依据《产品零部件加工工时标准》、《加工工艺流程标准》，估算产品加工工时及人工成本。⑥样板制作制定样板制作方案。工艺规程、工艺定额等文件的编制及工装设计：工艺规程、工艺文件的编制，临时材料定额的编制，临时加工工时的制定和必要的工装设计。产前准备：原材料、外购、外协件的准备，工装准备，设备准备。样板试制：工艺工程师及产品设计师跟踪样板制作过程，验证产品结构、加工工艺、工装夹具、材料使用及利用率分析，IE技术人员进行新工艺的工时测定。样板制作完成，进行工艺结构的确认，由相关技术人员及生产人员(或客户)对照实物样板进行评审，产品设计师结合各方意见进行图纸资料的修改，必要时，重新制作样板，再确认。⑦绘制产品生产零件图纸根据产品零部件明细、产品结构方案、工艺方案、产品结构装配图等，绘制产品零部件生产加工图、装配图、包装图、工装刀模图。图纸与文件的幅面、格式、标题栏、名称、编号、应用符号、名词术语、代号、图形符号、外形尺寸、连接尺寸、安装尺寸、标注的形位公差、尺寸公差、配合公差和单位等必须符合《家具制图标准》和《家具工业专用术语》的规定。⑧制定加工工艺流程、加工工艺卡和工时定额根据《产品加工工艺流程标准》，制定加工工艺流程。根据《产品加工标准工时标准》及计算方法、产品加工工艺流程，核定加工标准工时。编制各类工艺规程、加工工艺卡等，注意各类名词术语必须符合《家具工业专用术语》的规定。根据客户信息、评审记录、企业标准等，编制新产品工艺设计标准。⑨标准化审查和图纸审校A.标准化审查的内容a.图纸与文件的幅面、格式、标题栏、名称、编号和应用符号等必须符合《家具制图标准》、《家具工业专用术语》，审批次序、签字应完整、正确，并符合标准。b.图纸与文件中的名词术语、代号、图形符号和单位等应符合标准。c.图纸与文件中的主要参数应符合标准要求。d.图纸与文件中的外形尺寸、连接尺寸、安装尺寸、标注的形位公差、尺寸公差、配合公差和必要的表面粗糙度等应符合标准。e.图纸中需封漆、涂仿古漆、烫金等，必须标注，并符合《家具制图标准》。f.应最大限度地采用标准件、通用件、外购件。B.图纸审校的内容a.主要部件结构方案的合理性、工艺性、安全性、可靠性、可维修性，以及满足产品总体设计要求的程度。b.在结构上如何具备易诊断性和修复性。c.产品标准化程度的落实、实施。d.设计计算的正确性。e.工艺上采取必要措施的落实程度。f.外购件、原材料采购供应的可能性，能否符合产品设计技术要求。⑩制作生产样板或小批量试制小批量试制的任务是验证生产图纸、工装刀模、加工工艺流程的正确性。小批量试制一般在正式生产线上进行，必须使用设计所要求的各种工装，并采用正常的生产组织和劳动组织。工艺准备工作包括：进行工艺设计、制定制造质量控制计划、制定工序质量控制计划、编制供批量生产的工艺文件，工序质量控制点文件，完成工装设计与制造。小批量试产总结。(2)机加工工艺①备料A.加工流程纵剖～横截一拼板。B.配料的基本方式配料即按照零件尺寸规格和质量要求，将锯材锯割成一定规格和形状的毛料的过程。配料工序是家具生产过程中的一个关键工序，因为生产效率、生产效益及材料利用率，与配料工序的柔性有直接关系。a.先横后纵：即先根据零件长度将板材锯切成留有加工余量的毛料(或倍数毛料)长度，再根据零件的宽度或厚度锯切成留有加工余量的毛料(或倍数毛料)宽度，是实木家具生产中传统的备料方法，对设备要求不高，一般不套料，占用厂房面积较小，但是材料利用率低，如图1.1所示。b.先纵后横：即先根据零件宽度或厚度将板材锯切成一定宽度的长条，再根据零件的长度锯切一定长度，无须留有加工余量，长条料需套料裁截，出材率比较高，但是占用厂房面积较大，长条料需平直宽度一致，因而对设备要求较高，如图1.2所示。c.划线下锯：主要适合曲线型零件，在一定程度上可以提高出材率，如图1.3所示。d.刨削后再锯切：先将板材刨光，再锯切成所要的规格，生产效率高，但要求板材平直变形小，出材率低。为家具零件表面质量要求较高的家具零件配料时，一般先将板材两面刨去1～2mm，便于后续工序剖截时检查并剔除木材缺陷。e.胶拼后再划线：即将板材除去缺陷后，胶拼成宽板，再划线。常用的方法是先按零件划一条线，锯开后进行二次拼板，目的是提高曲线型零件的配料出材率，如图1.4所示。C.现代柔性配料技术现代配料设备多采用优选锯配料生产线进行生产，优选锯能够根据生产任务的要求进行配料方案优化，具有分析、优化、统计等功能，其加工精度和生产效率都远高于手工配料。原材料节疤越多，需要配料的零件尺寸越多，就越能显示优选锯的优点，因为节疤材配料需要考虑的因素多，靠手工配料是无法综合考虑和高效完成的，而优选锯的计算机系统则具有优化配料方案功能，快速地完成配料。配料工艺中的柔性特点有助于解决家具小批量多品种的市场需要与大批量生产之间的矛盾。其主要设备如下。多锯片圆锯机：一般有四片锯片，其中三片为固定的，一片为活动的。固定锯片可以按零件宽厚度规格，先调整好锯片的间距。活动锯片可根据板材被固定锯片锯切后的宽度及预先输入零件宽厚度，自动调节与固定锯片的间距，锯出符合要求的规格长条料，或最大宽度规格的等级长条料，用于拼宽后再锯切。优选横截圆锯机：是优选锯备料生产线的核心部分，可分选木材缺陷而避开，并根据输入的零件长度，对长条料进行优化配料，通过电脑系统统计生产出的零件数量，当达到所需的生产数量时，优选锯不再生产此零件。自动分选及送料装置：通过电脑系统，自动分选出规格料、边角余料及等外材，并按规定传送至不同的工作台或余料箱。D.拼板工艺实木拼板的特点a.实木拼板是在去除木材缺陷之后，以短小料进行配板胶合而成的材料，因而它可以做到小材大用、劣材优用，提高木材利用率及木材等级。b.由于实木拼板的材料经过充分干燥，即使长大材，其各部分的含水率均一，开裂、变形小。c.在抗拉和抗压等物理力学性能方面和材料质量均匀化方面优于未胶拼板材。d.实木拼板保留了天然木材的材质，外表美观。e.按需要实木拼板可制造成弯曲形状、变截面结构，满足使用上的要求。f实木拼板多采用平拼，即接合面为平面，不用开榫，加工简便，节省木材，接合强度取决于胶黏剂。在正确的胶合条件下胶接强度比木材本身强度高。拼板原则a.拼板件的树种应相同或材性相近，以防拼板翘曲变形。b.拼板件的木材纹理应尽量平行。c.拼板的木材含水率应小于10％，且拼板件木材含水率相差应小于2％。d.拼板件宽度应小于80mm，以防拼板翘曲变形。e.接合面要平整，需用平刨或合金钢锯片锯切以保证接合强度及外观质量。f.拼板胶需按规定涂胶黏剂，胶层不得太厚也不得太薄。常用的拼板方法a.套料二次拼板：套拼配料适用于曲线形状的零件。配料时先将方板按零件弧形划一条线，锯开后拼在另一边，再套料划出几个零件进行套裁加工，如图1.5所示。b.拼料：拼料适用于凹凸曲线形状或大小头的零件。配料时在零件较1.6所示。图1.6拼料c.拼搭头：拼搭头适用于局部凸起的零件，这类零件一般不再运用套拼的配料方法。采用在局部凸起的部位拼贴一小块料即可，如图1.7所示。d.多边形拼料法：多用于圆柱或多边形柱子的零件，中部可以是空心，也可用其他材料填充，如图1.8所示。e.拼单板(或胶合板)：加拼单板(或胶合板)拼料法多用于曲率半径较小的零件，曲线零件由于局部木纤维被切断，呈横木纹状态而易断裂，为此在零件中间加一张单板(或胶合板)，单板木纹与零件木纹方向成一定角度，如图1.9所示。f.工艺拼料(拼空心)：拼空心用于中间有一空洞的零件，由于用一块板件直接加工空洞浪费材料，因而在拼料时直接拼成空心状，如图1.10所示。拼板变形与控制实木板材在使用过程中，横纤维方向(宽度或厚度)尺寸会随周围环境相对湿度的变化而变化，出现干缩湿胀，并且木材中离年轮轴心(髓心)的距离不同而干缩率不同。由于拼板窄条各材面、材边不同，含水率不一致，其收缩变形也不相同，如果在拼板前未处理好，实木拼板就会产生板面弯曲、表面不平等现象。因此，在拼板时材面要匹配，且应严格控制木材含水率。a.拼板的材面要匹配。拼板件均需以同名材边相接(即心材边同心材边，边材边同边材边，如图1.11所示)，以减小相邻两材边由于收缩不同而产生的厚度差，即减少板面的不平。材面则有两种拼接方法，第一种是拼板件同名材面朝向一致(即心材面为一个面，边材面朝另一面。用此法含水率变化时各拼板件弯曲一致，整块拼板形成一个大弯(如图1.12所示)，此法适用于有固定连接的板件(如台面)，拼板固定后可防止大弯的产生。第二种是相邻拼板件材面相反，用此法，当含水率变化时，相邻拼板件弯向相反，拼板面出现多个小弯(如图1.13、图1.14、图1.15、图1.16所示)，但整个板面相对平整，此法适用于没有固定连接的活动件(如柜门)b.实木拼板含水率的控制实木拼板料拼板前，必须严格控制其最终含水率。一般家具用实木的含水率要求在8％。12％，但是实木拼板前的含水率应控制在10％以内。实木窄板拼接时，相邻的拼板窄条含水率偏差必须控制在2％以内；如果可能，控制在1％以内更好。控制拼板木材的含水率，主要是在木材干燥后期进行正确的含水率平衡处理，否则就必须在拼板前进行强制含水率平衡，确保木材的含水率趋于一致。强制含水率平衡就是快速平衡木材含水率和降低内部应力。强制含水率平衡处理，通常是在加工成实木拼板时进行。如果木材干燥得不好，就必须在实木拼板前的原料中进