第四章家具结构设计与工艺-1-《面向生产的实体家具模型设

《家具模型设计》第四章家具结构设计与工艺第一至三节目录•第一节传统框式家具的结构设计与工艺板式•第二节•家具的结构设计与工艺软体家具的结构设计与工艺•第三节•软体家具的结构设计与工艺第一节传统框式家具的结构设计与工艺一、家具的榫接合结构框式家具是指以榫结合的框架为结构的家具，是中国传统的结合方式，其结构的合理与否直接影响到家具的美观性、接合强度和加工工艺。㈠榫接合的类型榫接合是指榫头压入榫眼或榫槽的接合，㈡榫接合的技术要求家具制品被破坏时，破口常出现在接合部位，因此在设计家具产品时，一定要考虑榫接合的技术要求，以保证其应有的接合强度。第一节传统框式家具的结构设计与工艺二、框架结构二、框架结构框架是框式家具的基本结构部件，也是框式家具的受力构件，框式家具由一系列的框架构成。最简单的框架由纵横各两根方材通过榫接合而成，有的框架有嵌板，有的嵌玻璃，有的是中空的。纵向的方材称“立挺”，横向的方材称“帽头”；如框架中间再加方材，纵向的称“立档”，横向的称“横档”（见图）。1－木框2－嵌板3－帽头4－立边5－横档6－立档三、嵌板结构嵌板结构是框式家具中常用的结构形式，不仅可以节约珍贵的木材，同时也比整体采用方材拼接稳定，不易变形。将人造板或拼板嵌入木框中间，起封闭与隔离作用的这种结构称为嵌板结构。常见形式如图4-12。四、拼板结构用窄的实木板胶拼成所需要宽度的板材称为拼板，传统的框式家具的桌面板、台面板、柜面板、椅座板、嵌板以及钢琴的共鸣板都采用窄板胶拼而成，为了尽量减少拼板产生收缩和翘曲，用于拼板的单板块的宽度应有所限制。同时，同一拼板中板块的树种及含水率应一致，以保证形状稳定。五、箱框结构五、箱框结构箱框是由四块以上的板材构成的框体或箱体，如老式的衣箱、抽屉等。常用的接合方法有直角多榫接合、燕尾榫接合、直角槽榫接合、插入榫接合、以及金属连接件接合等接合方式，如图所示：六、古典家具结构中国的古典家具，特别是明式家具在家具史上享有胜誉，以简洁而华贵箸称。而其独特的结构也给中外专家留下了深刻的印象。柏林一份18世纪家具目录提到从前“选帝侯珍藏”中的一座装饰华丽的中国黄花梨拔步床：“床架的奇特之点在于其构造中没有采用一根钉子。所有其他方面也显示出制作者的艺术造诣和技巧。”七、现代实木家具结构七、现代实木家具结构随着现代化大工业生产的不断发展，家具产品部件化生产成为家具工业化生产主流，传统家具的榫卯结构已不能满足工业化生产的要求，榫接合逐步被五金件接合所替代。例如：1．实木方材的角连接2．实木框脚连接；3．桌脚与裙板的可拆装连接；4．框架类实木椅连接；5．框架类实木床的连接；八、框式家具生产工艺八、框式家具生产工艺家具生产工艺是指利用各种家具材料，按照设计的技术要求，经过一系列复杂的加工和装饰工艺，而获得一定类型家具产品的全过程。框式家具生产工艺如下所示：毛净榫头加工部部总干配料基准面加工料榫槽、眼加工件件装涂燥料加相对面加工加型面加工装加配饰工工平面修整配工胶合弯曲第二节板式家具的结构设计与制造第二节板式家具的结构设计与制造一、板式家具板式家具，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。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。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。二、“32mm”系列自装配家具三、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。㈠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。㈡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。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。㈠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㈡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。㈢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。•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。五、板式家具生产工艺•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。•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下所示•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第三节软体家具的结构设计与制造•第三节软体家具的结构设计与制造凡坐、卧类家具与人体接触的部位由软体材料制成或由软性材料饰面的家具称为软体家具。如我们常见的沙发、床垫都属于软体家具。•一、支架结构坐、卧具既承受静载荷，又要承受动载荷以及冲击载荷，因此，强度应满足要求。一般来说，软体家具都有支架结构作为支承，支架结构有传统的木结构、钢制结构、塑料成型支架及钢木结合结构。但也有不用支架的全软体家具。木支架为传统结构，一般属于框架结构，采用明榫接合、螺钉接合、圆钉接合以及连接件接合等方式连接。钢架结构一般采用焊接或螺钉接合，也有采用弯管成型。•塑料支架结构，由于塑料的特点，可注塑、压延成型，常与软体结构一次成型。二、软体结构㈠、薄型软体结构这种结构也叫半软体结构，如用藤面、绳面、布面、皮革面、塑料纺织面、棕绷面及人造革面等材料制成的产品，也有部份用薄层海绵的。㈡、厚型软体结构厚型软体结构可分为二种形式，一种是传统的弹簧结构，利用弹簧作软体材料，然后在弹簧上包覆棕丝、棉花、泡沫塑料、海棉等，最后再包覆装饰布面（如图4-45a）。弹簧有盘簧、拉簧、弓（蛇）簧等。•三、充气家具充气家具有独特的结构形式，其主要的构件是由各种气囊组成，并以其表面来承受重量。气囊主要由橡胶布或塑料薄膜制成。其主要的特点是可自行充气组成各种家具，携带或存放方便，但单体的高度因要保持其稳定性而受到限制。•四、床垫床垫的结构有多种，一种是弹簧结构，利用盘簧、泡沫塑料、海棉、面料等制成；如图所示；在这种结构的基础上，针对床垫中间受力最大，易塌陷等因素，又开发出独立袋装弹簧床垫，高碳优质钢丝制成直桶形或鼓槌形的弹簧，分别装入经特殊处理的棉布袋中，可独立承受压力，弹簧之间互不影响，使邻睡者不受干扰，且有效预防和避免摩擦；另一种是全棕结构，利用综丝的弹性与韧性作软性材料加面料等制成；另外还有磁性床垫等等。•五、沙发制作工艺•㈠、传统木框架沙发制作工艺•制木框钉底带软边盘簧固定栓弹簧靠背硬边弹簧固定•扶手架安装蒙面面层布缝接制作贴面填充层底层布缝接•缝接裁剪面料•钉底布•㈡、现代沙发制作工艺现代沙发制作在工艺上更为简单，一般不再采用弹簧作为软体材料，而采用发泡橡胶或泡沫塑料为软体材料，结构如图所示。制作时先做框架，然后根据设计要求包覆发泡橡胶，在包覆时应使形状与外形一致。接着应在发泡橡胶上包覆一层柔软的薄胶棉，以提高沙发的柔软度与平整度，最后是蒙面，作法同传统作法。