家具结构设计与工艺

《家具模型设计》第四章家具结构设计与工艺七至八节目录第七节家具五金配件的结构设计与应用•连接件•铰链•滑动装置•锁•位置保持装置•高度调整装置•支承件•拉手•脚轮•其它五金件第八节现代家具新工艺与新技术现代家具的数控加工新技术现代家具的柔性生产新工艺计算机集成制造系统[CIMS]•第七节家具五金配件的结构设计与应用•拆装式家具的问世，人造板材的广泛应用，以及“32mm系统”产生和发展，为现代家具五金配件的形成与发展奠定了坚实的基础。办公室自动化，厨房家具的变革以及现代家具设计“可持续发展”、“以人为本”的原则等因素再一次促进和推动了家具五金工业向高层次发展，家具五金配件逐渐走进国际化时代。•随着现代家具五金工业体系的形成，国际标准化组织于1987年颁布了ISO8554，8555家具五金分类标准，将家具五金分为九类：锁、连接件、铰链、滑道、位置保持装置、高度调整装置、支承件、拉手、脚轮。第七节家具五金配件的结构设计与应用一、连接件一、连接件将家具的零件组装成部件，再将零部件组装成产品，都需要应用连接件。零部件组装化生产已成为家具工业化生产的大趋势，具有可拆装结构的连接件因而得到广泛的应用，成为各类五金中应用最为广泛的一种。如图4-64所示。（一）、分类㈠、分类根据连接是否可拆卸，可将连接件分为固定和拆装两大类。图所示连接件均为可拆装连接件，可拆装连接件按其扣紧方式可分为：螺纹啮合式、凸轮提升式、斜面对插式、膨胀销接式及偏心螺纹啮合式等等。其中凸轮提升式连接，应用最为广泛，又称为偏心连接件。（二）、结构特点与连接方式㈡、结构特点与连接方式偏心连接件由园柱塞母、吊杆及塞孔螺母等组成吊杆的一端是螺纹，可连入塞孔螺母中，另一端通过板件的端部通孔，接在开有凸轮曲线槽内，当顺时针拧转园柱塞母时，吊杆在凸轮曲线槽内被提升，即可实现两部个之间的垂直连接。在加要工生产时，在一板上需钻5mm*13mm深的孔，并预埋塞孔螺母；而在与之配合的垂直板件上离边25mm（33、29.5mm，根据吊杆的长度不同选择）钻15*13mm深的孔，装园柱塞母，并在板端钻7通孔用来穿过吊杆。如图所示。用四合一连接件，则是利用专用锥形螺钉自上而下插接，并依靠斜面机构获得扣紧，如图所示。图四合一连接件结构接合㈢、技术要求可以选用的连接件品种繁多，就最为普遍的偏心连接件来讲，圆柱塞母的直径有10mm、15mm、25mm等规格，常用为15mm；吊杆的长度规格也很多。每一种都有不同的技术要求，产家一般都配有详尽的技术要求说明，在设计时，应详细了解其参数，选用适合的连接件。二、铰链二、铰链㈠、分类铰链的品种很多，有合页、门头铰、玻璃门铰、杯型暗铰链、专用特种铰链等，如图4-68所示。其中，最为常用且技术难度最大的为暗铰链，暗铰链有直臂、小曲臂和大曲臂之分（有不同的B值），以分别适用于全盖门、半盖门和嵌门。以直径为25mm及35mm杯径产品为主（常用的为35mm）。开启角度为90°～180°。㈡、结构特点暗铰链靠四连杆机构转动，单四连杆的暗铰链门的开启角度可以从92°～130°；双四连杆的，可以开致最大180°。一般情况下装暗铰链的门在开启过程中会向前移位，开成90°时，门的内侧面将超出旁板的内侧面（图4-69），所以，在设计柜内的抽屉或放置衣盒时，要预留充分的空间。当然也有专门用于带抽屉柜的暗铰链（图4-70）。为实现门的自弹与自闭，现在的暗铰链一般附有弹簧机构，有的弹性机构可在开启角达到45°以上时空中定位，以免松手时门猛烈弹向关闭而发出巨大声响并损坏柜体•㈢、连接方式•1．铰杯与门•门上预钻盲孔（φ35mm、φ26mm）嵌装铰杯，另通过铰杯两侧耳上的安装孔（两孔），利用螺钉接合与门连接。可在门在预钻φ3mm或φ5mm(φ6mm欧式螺钉)盲孔。•2．铰杯与底座•有匙孔式（Key-hole）、滑配式（Slide-on）和按扣式（Clip-on）等三种连接方式。•3．底座与旁板•采用螺钉连接，标准在旁板“32mm系统”φ5mm的系统孔中安装φ6mm欧式螺钉。•在进行暗铰链的安装设计时，必须注意每种暗铰链的参数。对于不同的铰链，铰杯孔与门板边的距离（C值）、暗铰链的底座高度（H值）、门与旁板的相对位置（A值），均有不同，如图4－71所示。（三）、连接方式㈣、技术要求与标准用户在购买暗铰链时，同时也可获得厂家提供的技术指导，包括：不同种类的铰链的参数值、参数之间的关系值表，以及相应的坐标曲线等，用户可根据这些数值选取适合的铰链。但同时也应注意：暗铰链靠四连杆机构转动，因而没有固定的回转中心，门开启时，门上的点不是在作园弧运动，而是作各不相同的曲线运动，并随不同品种的铰链而异。因此，对于不同的门厚，门上是否有凸起的装饰线条，门与门、门与旁板的间隙应多大，都要一一核对，才能作出正确的选择。（四）、技术要求与标准三、滑动装置滑动装置也是一种重要的功能五金件。㈠、分类最常用的为抽屉道轨及门滑道，此外还有电视柜、餐台面用的圆盘转动装置、卷帘门用的环型底路、铰链与滑道的联合装置（如电视机柜内藏门机构）等，如图4-72所示。a-托底滑轮道轨b－滚珠道轨（三节道轨）c－7字型电视机柜道轨d－木质餐台道e－带道轨转盘f－移门滑动构件㈡、抽屉道轨抽屉滑道根据其滑动的方式不同，可以分为滑轮式和滚珠式；根据安装位置的不同，又可分为托底式、中嵌式、底部两侧安装式、底部中间安装式等；根据抽屉拉出距离柜体的多少可分为：单节道轨、双节道轨、三节道轨等。三节道轨多用于高档或抽屉需要完全拉出的产品中。产品有多种规格，一般用英制，可根据抽屉侧板的长度自由选择。㈢、门滑道家具的门，除采用转动开启方式外，还可平移、转动—平移、折叠平移（图4-74）等多种开启方式。采用平移或兼有平移功能的开启方式，可以节省转动开门时所必须的空间，所以门滑道在越来越多的产品中被广泛应用。门开启方式：以最常用的移门滑道为例，它主要由滑轮、滑轨、和限位装置组成，根据承载能力的安装方式不同，可选择多种不同形式的产品。在门板上下钻孔装滚轮，并用螺钉固定在门板上；在柜体的顶板底面与底板面分别开槽，安装导轨及限位装置。安装具体技术要求尺寸见图4-75。拆叠－平移开启方式，将滑动装置与铰链结合起来，以实现柜门的开启，常用的配件、安装结构及技术要求如图所示图移门道轨安装要求图折门配件及安装要求•四、锁锁主要用来锁隹门与抽屉，根据锁用于部件的不同，可分为玻璃门锁、柜锁、移门锁等等，如图4－77所示。•a-玻璃门锁b-柜锁c-移门锁•柜锁与移门锁的安装，只需在门板或抽屉面板上开20mm园孔，用螺钉固定；玻璃门锁则需在顶板或底板上开锁舌孔。四、锁五、位置保持装置位置保持装置主要用于活动部件的定位，如门用磁碰、翻门用吊杆等，如图4-80所示：六、高度调整装置•六、高度调整装置•高度调整装置主要用于家具的高度与水平的调校，如脚钉、脚垫、调节脚以及为办公家具特别设计的鸭嘴调节脚等,见图。•••图高度调整装置•七、支承件•主要用于支承家具部件，如搁板销、玻璃层板销、衣棍座等，见图。•图支承件•八、拉手•拉手属于装饰五金类，在家具中起着重要的点缀作用，其形式和品种繁多，有金属拉手、大理石拉手、塑料拉手、实木拉手，瓷器拉手等，还有专门用于趟门的趟门拉手（挖手）。如图4-83所示。••图拉手••九、脚轮•脚轮常装于柜、桌的底部，以便移动家具。•根据连接方式的不同，可分为平底式（图4－84a）、丝扣式（图4－84b）、插销式（图4－84c）三种方形式。又可以装置刹车（图4－84d），当踩下刹车，可以固定脚轮，不使其滑动。平底式采用螺钉接合，丝扣式采用螺丝与预埋螺母接合，插销式采用插销与预埋套筒接合。•a-平底式b-丝扣式c-插销式•十、其它五金件•除以上九大类五金件外，还有为现代自动化办公家具而特别设计的五金件，如用于走各种线而设计的线槽、线盒，这些特殊的家具配件，在使用时，可以根据生产产家提供的技术说明书或自已量取装配尺寸。图4－85所示；有为沙发等家具设计的脚类，如图4－86所示。等等。••图线盒图沙发脚第八节现代家具新技术与新工艺•20世纪90年代以来，全球经济迅速的由工业经济步入知识经济时代，随着计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数控加工（CNC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等高新技术在现代家具制造中的逐步推广应用。高科技的发展与先进制造技术的应用对家具制造业发生了革命性的变化，使家具制造业这一传统产业得到巨大的提升。•随着新世纪的开始，经济全球化和贸易自由化，文化多元化与消费个性化，在知识经济时代，中国家具制造业面临着新的历史性发展机遇和更加严峻的挑战，家具制造业要迅速的导入新技术与新工艺，重新构建新的制造与管理模式，才能迎头赶上世界家具发展的潮流，实现中国家具制造工业的现代化。一、现代家具的数控加工新技术•将计算机技术应用于家具的设计与制造，是家具制造业从传统手工艺制造进入到大批量机器生产后的又一次新的飞跃。计算机数字控制（ComputerNumericalContral）简称CNC，是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种制造加工技术。计算机数控加工中心（CNC）是技术密集型及自动化程度很高的机电一体加工设备。它综合应用了自动控制、计算机技术精密测量和机床结构方面的最新成就，适用于单件、小批和中批产品的制造。•二、现代家具柔性制造•新工艺世界家具制造业正在从单品种大批量生产转向多品种小批量方向发展，随着多元化社会和个性化消费时代的来临，家具产品正在从实用型向艺术型、时尚化转变，家具产品的更新换代速度越来越快，国际与国内的市场竞争也日益激烈。为了满足广场的变化与消费者的需求，最大限度地利用原料和加工技术设备，在生产小批量或者单件产品时具有批量产品的效率，欧美等先进国家相继推出了“柔性制造系统”以适应这种变化的需求。•三、计算机集成制造系统在现代家具生产中的应用•将柔性制造系统的应用突破部门的限制，把各个部门，如计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）、计算机辅助加工（CAM）、计算机质量保证系统（CAQ）、生产信息管理系统（MIS）、自动化制造系统（MAS）等用中心计算机集成起来，就是计算机、集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystem，简称CIMS）。•CIMS是从市场预测开始，把产品设计、生产计划、工艺规划，加工制造直到销售经营等一系列工作组合起来，形成一个企业计算机控制网络，使整个企业集团具有统一的信息管理系统和控制系统。由于CIMS的先进性、科学性和种种优越性，因而它是家具制造工业的主要发展方向。