第四章家具结构设计与工艺 四至六节

《家具模型设计》第四章家具结构设计与工艺四至六节目录•金属家具的结构设计与工艺•塑料家具的结构设计与工艺•竹藤家具的结构设计与工艺第四节金属家具的结构设计与工艺主要部件由金属所制成的家具称金属家具。根据所用材料来分，可分为：全金属家具（如：保险柜、钢丝床、厨房设备、档案柜等）；金属与木结合家具；金属与非金属（竹藤、塑料）材料结合的家具。第四节金属家具的结构设计与工艺一、金属家具的结构特点及连接形式一、金属家具的结构特点及连接形式㈠、结构特点按结构的不同特点，我们将金属家具的结构分为：固定式、拆装式、折叠式、插接式。固定式：通过焊接的形式将各零、部件接合在一起。此结构受力及稳定性较好，有利于造型设计，但表面处理较困难，占用空间大，不便运输。拆装式：将产品分成几个大的部件，部件之间用螺栓、螺钉、螺母连接（加紧固装置）。有利于电镀、运输。折叠式：又可分为折动式、与叠积式家具。常用于桌、椅类。折动式是利用平面连杆机构的原理，以铆钉连接为主。存放时可以折叠起来，占用空间小，便于携带、存放与运输。使用方便。（二）连接形式㈡、连接形式金属家具的连接形式主要可分为：焊接、铆接、螺钉连接、销连接。1．焊接：可分为气焊、电弧焊、储能焊。牢固性及稳定性较好，多应用于固定式结构。主要用于受剪力、载荷较大的零件。2．铆接：主要用于折叠结构或不适于焊接的零件，如轻金属材料。此种连接方式可先将零件进行表面处理后再装配，给工作带来方便。3．螺钉连接：应用于拆装式家具，一般采用来源广的紧固件，且一定要加防松装置。4．销连接：销也是一种通用的连接件，主要应用于不受力或受较小力的零件，起定位和帮助连接作用。销的直径可根据使用的部位、材料适当确定。起定位作用的销一般一少于两个；起连接作用的销的数量以保证产品和稳定性来确定。二、折叠结构二、折叠结构㈠、折动式家具折动结构是利用平面连杆机构原理，应用两条或多条折动连接线，在每条折动线上设置不同距离、不同数量的折动点，同时，必须使各个折动点之间的距离总和与这条线的长度相等，这样才能折得动，合得拢。主要形式如图4－52所示：㈡、叠积式家具叠积式家具不仅节省占地面积，还方便搬运。越合理的叠积（层叠）式家具，叠积的件数也越多。三、金属家具生产工艺三、金属家具生产工艺1．管材的截断进行管材截断的方法主要有四种：割切、锯切、车切、冲截。其中用金属车床切得的零件端面加工精度较高，一般用于管材需要使用电容式储能焊的零件加工；而冲截生产效率高，但冲口易产生缩瘪，因此应用面较窄。2．弯管弯管一般用做支架结构中，弯管工艺是指在专用机床上，借助型轮将管材弯曲成圆弧型的加工工艺。弯管一般可分为热弯、冷弯两种加工方法，热弯用于管壁厚或实心的管材，在金属家具中应有较少；冷弯在常温下弯曲，加压成型，加压的方式有机械加压、液压加压及手工加压弯曲。3．打眼与冲孔当金属零件采用螺钉接合或铆钉接合时，零件必须打眼或冲孔。打眼的工具一般采用台钻、立钻及手电钻。冲孔的生产率比钻孔高2-3倍，加工尺度较为准确，可简化工艺。有时在设计中会用到槽孔，槽孔可利用铣刀铣出。4．焊接焊接的方法有多种，常用的气焊、电焊、储能焊等。钢管在焊接后会有焊瘤，必须切除，使管外表面平滑。5．表面处理零件的表面要经过电镀或涂饰的处理，涂饰的方法有喷金属漆或电泳涂漆。第五节塑料家具的结构设计与制造第五节塑料家具的结构设计与制造塑料具有质轻、坚牢，耐水、耐油、耐蚀性高，色彩佳，成型简单，生产率高等优点。其最主要的特点就是易成型，且成型后坚固、稳定，因此塑料家具常由一个单独的部件组成。在进行塑料家具设计时，我们主要应注意一些细部的结构，如：塑料制品的壁厚、加强筋与支承面、模具的斜度与圆脚、、孔与螺纹等。一、壁厚、加强筋与支承面塑料家具根据使用要求必须具有足够的强度，但注塑成型工艺对制件壁厚却有一定的限制，因此，合理地确定制品的壁厚是非常重要的（见表4-2）。且壁厚应尽量均匀，壁与壁连接处的厚度不应相差太大，并且应尽量用圆弧连接。有些塑料制品较大或需要承受较大的载荷，壁厚达不到强度要求时，就必须在制品的反面设置加强筋。加强筋的作用是在不增加塑件壁厚的基础上增强其机械强度，并防止塑件翘曲。如图4－59所示“LAML100”椅。加强筋的高度一般为壁厚的三倍左右，并有２°～５°的脱模斜度，与塑件的连接处及端部都应以圆弧相连；加强筋的厚度应为壁厚的1/2。二、塑料家具斜度与圆角三、塑料家具孔、螺纹塑料制件上各种形状的孔（如通孔、盲孔、螺纹孔等），应开设在不减弱塑料件机械强度的部位。相邻两孔之间和孔与边缘之间的距离通常不应小于孔的直径，并应尽可能使壁厚一此。设计塑料制件上的内、外螺纹时，必须注意不影响塑件的脱模和降低塑件的使用寿命。制作螺纹成型孔的直径一般不小于２mm，螺距也不宜太小。三‘塑料家具孔。螺纹第六节竹藤家具竹材、藤材同木材一样，都属于自然材料。竹材坚硬、强韧；藤材表面光滑，质地坚韧、富于弹性，且富有温柔淡雅的感觉。竹、藤材可以单独用来制作家具，也可以同木材、金属材料配合使用。第六节竹藤家具㈠竹藤家具的构造竹藤家具的构造可以分为两部分：骨架和面层。1．骨架竹藤家具的骨架可以采用竹杆或粗藤条制作，如图；可采用木质骨架，如图;也可采用金属框架做为骨架，如图。2．面层竹藤家具的面层，一般采用竹蔑、竹片、藤条、芯藤、皮藤编织而成。㈡骨架的接合方法1．弯接法，如图4－61a所示。一般采用锯口弯曲的方法，将竹材锯口后弯曲与另一竹材相接。2．缠接法如图4－61b所示。这种方法是竹藤家具中最为常用的一种方法，先在被连接的竹材上钉孔，再用藤条进行缠绕。3．插接法如图4－61c所示。这种方法是竹家具的独用的接合方法，用于竹杆之间的接合，在较大的竹管上开孔，然后将较小竹管插入，并用竹钉锁牢。。㈢竹藤编织的方法1．单独编织法用藤条编织成结扣和单独的图案。结扣用于连接构件，图案用于不受力的编织面上，2．连续编织法是一种用四方连续构图方法编织组成的面。采用皮藤、竹蔑、等扁平材料编织称扁平编织，采用圆形材编织称为圆材编织。3．图案纹样编织法用圆形材构在各种形状和图案，安装于家具的框架上，起装饰作用及对受力构件的辅助支承作用。图所示为藤编织法：•㈣竹藤家具制作如图中所示的“Quadraonda”扶手椅，主体框架采用钢管通过焊接制成并镀铬；座面的框架由钢管弯曲制成，并通过电焊连接；座面采用圆藤条纵横编织制作；座面与主框架之产间的接合采用插接的方式，并用螺钉加以固定。如图所示。（三）塑料家具一种新材料的出现对家具的设计与制造能产生重大和深远的影响，例如轧钢、铝合金、镀铬、塑料、胶合板、层积木等。毫无疑异，塑料是以20世纪的家具设计和造型影响最大的材料。而且，塑料也是当今世界上唯一真正的生态材料，可回收利用和再生。塑料制成的家具具有天然材料家具无法代替的优点，尤其是整体成型自成一体，色彩丰富，防水防锈，成为公共建筑，室外家具的首选材料。塑料家具除了整体成型外，更多的是制成家具部件与金属、材料，玻璃配合组装成家具。（三）塑料家具（四）玻璃家具•（四）玻璃家具•玻璃是一种晶莹剔透的人造材料，具有平滑光洁透明的独特材质美感，现代家具的一个流行趋势就是把木材、铝合金，不锈钢与玻璃相结合，极大的增强了家具的装饰观赏价值，现代家具正在走向多种材质的组合，在这方面，玻璃在家具中的使用起了主导性作用。•由于玻璃现代加工技术的提高，雕刻玻璃、磨沙玻璃、彩绘玻璃，车边玻璃、镶嵌夹玻璃、冰花玻璃、热弯玻璃、镀膜玻璃等各具不同装饰效果的玻璃大量应用于现代家具，尤其是在陈列性展示性家具以及承重不大的餐桌、茶几等家具上玻璃更是成为主要的家具用材，由于现代家具日益重视与环境、建筑、家居、灯光的整体装饰效果，特别是家具与灯具的设计日益走向组合，玻璃由于透明的特性，更是在家具与灯光照明的效果的烘托下起了虚实相生、交映生辉的装饰作用。•（五）石材家具•石材是大自然鬼斧神工造化的具有不同天然色彩石纹肌理的一种质地坚硬的天然材料，给人的感觉高档、厚实、粗犷、自然、耐久。•天然石材的种类很多，在家具中主要使用花岗石和大理石两大类。由于石材的产地不同，故质地各异，丰富石纹肌理石材品种，同时在质量价格上也相距甚远，花岗岩中有印度红、中国红、四川红、虎皮黄、菊花青、森林绿、芝麻黑、花石白等。大理石中有大花白、大花绿、贵妃红、汉白玉等。•在家具的设计与制造中天然大理石材多用于桌、台案、几的面板，发挥石材的坚硬，耐磨和天然石材肌理的独特装饰作用。同时，也有不少的室外庭园家具，室内的茶几、花台是全部用石材制作的。•人造大理石、人造花岗岩是近年来开始广泛应用于厨房，卫生间台板的一种人造石材。以石粉，石渣为主要骨料，以树脂为胶结成型剂，一次浇铸成型，易于切割加工，抛光，其花色接近天然石材，抗污力，耐久性及加工性、成型性优于天然石材，同时便于标准化部件化批量生产，特别是在整体厨房家具整体卫浴家具和室外家具中广泛使用。（五）石材家具•（六）软体家具•软体家具传统工艺上是指以弹簧、填充料为主，在现代工艺上还有泡沫塑料成型以及充气成型的具有柔软舒适性能的家具，主要应用在与人体直接接触并使之合乎人体尺度并增加舒适度的沙发、坐椅、坐垫、床垫、床榻等，是一种应用很广的普及型家具。随着科技的发展，新材料的出现，软体家具从结构、框架，成型工艺等方面都有了很大的发展，软体家具从传统的固定木框架正逐步转向调节活动的金属结构框架，填充料从原来的天然纤维如山棕、棉花、麻布转变为一次成型的发泡橡胶或乳胶海绵。外套面料从原来的固定真皮转变为经过防水防污可拆换的时尚布艺。（六）软体家具