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1、第四第四章章 家具家具结构设计与工艺结构设计与工艺目 录框式家具的结构设计与工艺板式家具的结构设计与工艺软体家具的结构设计与工艺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 框框式家具的结构与工艺式家具的结构与工艺9.1.1 家具的榫接合家具的榫接合9.1.2 框架结构框架结构9.1.3 嵌板结构嵌板结构9.1.4 拼板结构拼板结构9.1.5 箱框结构箱框结构9.1.6 脚架结构脚架结构9.1.7 中国古典家具结构中国古典家具结构9.1.8 框式家具生产工艺框式家具生产工艺家具家具的榫接合的榫接合榫接合是由榫头嵌入榫眼或榫沟的接合，常用于固定接合部位和定位。A：单榫
2、 B：双榫 C：多榫A：直角榫B：燕尾榫C：圆榫D：齿形榫E：椭圆榫 家具家具的榫接合的榫接合A：直角榫B：燕尾榫C：圆榫D：齿形榫E：椭圆榫 A：开口贯通榫B：闭口贯通榫C：闭口不贯通榫D：半闭口榫 框架框架结构结构框架结构 框架直角接合 框架框架结构结构框架斜角接合 框架直角接合 框架中部接合 嵌嵌板结构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。一般是在框架内嵌装入人造板或拼板，起封闭与隔离作用。 拼拼板结构板结构包括：拼板 、接长、拼厚。拼板的接合方法有：平拼、企口拼、搭口拼、穿条拼、插入榫拼、螺钉拼等。常用的接长方式有：对
3、接、斜面接和指形接合等方法。厚度胶合主要采用平面胶合，各层拼板长度上的接头要错开。箱箱框结构框结构箱框是由四块以上的板材构成的框体或箱体等。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。脚脚架结构架结构在传统的柜类家具中，脚架作为一个独立的部件，是家具主体的支撑部件，由脚、望板、拉档等组成，常见的脚架有亮脚型结构、包脚型结构、塞脚型结构三种。 中国中国古典家具结构古典家具结构龙凤榫加穿带 攒边打槽装板结构 中国中国古典家具结构古典家具结构格肩榫 夹头榫 插肩榫 抱肩榫 中国中国古典家具结构古典家具结构粽角榫 楔钉榫框框式家具生产工艺式家具生产
4、工艺第二节 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。 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
5、。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。 所谓“32mm系统”是指一种新型结构形式与制造体系。简单来讲，“32mm”一词是指板件上前后、上下两孔之间的距离是32mm或32mm的整数倍。在欧洲也被称为“EURO”系统，其中EEssential knogledge，基本知识；UUnique tooling ,专用设备的性能特点；RRequired hardware,五金件的性能与技术参数；OOngoing Obility,不断掌握关键
6、技术。 32mm系列自装配家具，也称拆装家具（Knock Down Furniture,KD）,并进一步发展成为待装家具（Ready To Assemble,RTA）及DIY（Do It Yourself）家具。 32mm系列自装配家具，其最大的特点是产品就是板件，可以通过购买不同的板件，而自行组装成不同款式的家具，用户不仅仅是销费者，同时也参与设计。因此，板件的标准化、系列化、互换性应是板式家具结构设计的重点。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
7、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。 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，如图427所示。若采用盖门，前轴线到旁板前沿的距离（K）为37（28）mm；若采用嵌门或嵌抽屉，则应为37（或28）mm加上门板的厚度。后轴线也同原理计算。前后轴线之间及其辅助线之间均应保持32mm正数倍距离。通用系统孔孔径为5mm，孔深度规定为13mm，当系统孔用作结构孔时，其孔径根据选用的配件要求而定，一般常为5mm、8mm、1
8、0mm、15mm、25mm等。 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。若采用螺母、螺杆连接，其结构形式为旁板盖顶板（面板），如图428a所示，结构孔与旁板端的距离A1/2D1S，孔径为5mm；若采用偏心连接件连接，其结构形式为顶板盖旁板，如图428b所示，则A应根据选用偏心件吊杆的长度而定，一般A25mm，孔径为15mm.。四、 32mm系统家具设计案例 产品外形设计 结构设计 板件设计五、 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
9、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。板式板式家具生产工艺家具生产工艺板式板式家具生产工艺家具生产工艺返回本节软体软体家具的结构与工艺家具的结构与工艺软体软体沙发结构沙发结构软体软体沙发生产工艺沙发生产工艺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，
10、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）软体家具软体软体沙发结构沙发结构软体沙发结构软体沙发结构框架框架软体结构软体结构木框架木框架钢结构钢结构塑料支架结构塑料支架结构薄型软体薄型软体厚型软体厚型软体传统传统现代现代软体软体沙发沙发结构结构 木框架结构返回本节软体软体沙发结构沙发结构传统沙发软体结构 现代沙发软体结构 返回本节软体软体沙发生产工艺沙发生产工艺传统木框架沙发工艺流程 现代木框架沙发工艺流
11、程 返回本节金属家具的结构设计与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。金属家具的结构特点及连接形式、 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
12、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 。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
13、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、二、 折叠结构折叠结构 、 折动式家具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。主要形式如图拢。主要形式如图4 45252所示：所
14、示：、 叠积式家具叠积式家具 叠积式家具不仅节省占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。越多。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
15、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。第五节第五节 塑料家具的结构设计与制造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
16、单，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、稳定，因此塑料家具常由一个单独的部件组成。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
17、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。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
18、塑件翘曲。如图459所示“LAML100”椅。加强筋的高度一般为壁厚的三倍左右，并有的脱模斜度，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、二、 塑料家具斜度与圆塑料家具斜度与圆角角三、 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mm，螺距也不宜太小。第六节第六节 竹藤家具竹藤家具 竹材、藤材同木材一样，都属于自然材料。竹材坚硬
19、、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 竹藤家具竹藤家具的构造的构造 竹藤家具的构造竹藤家具的构造可以分为两部分：可以分为两部分：骨架和面层。骨架和面层。 1 1 骨架骨架竹藤家具的骨架竹藤家具的骨架可以采用竹杆或可以采用竹杆或粗藤条制作，如粗藤条制作，如图；可采用木质图；可采用木质骨架，如图骨架，如图; ;也可也可采用金属框架做采用金属框架做为骨架，如图。为骨架，如图。2 2 面层面层 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。竹藤家具的面层，一般采用竹蔑、竹片、藤条、芯
20、藤、皮藤编织而成。 骨架的接合方法骨架的接合方法 1 1 弯接法，如图弯接法，如图4 461a61a所示。一般采用锯口弯曲的方法，将竹材锯口后所示。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。弯曲与另一竹材相接。2 2 缠接法缠接法 如图如图4 461b61b所示。这种方法是竹藤家具中最为常用的一种方所示。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。法，先在被连接的竹材上钉孔，再用藤条进行缠绕。3 3 插接法插接法 如图如图4 461c61c所示。这种方法是竹家具的独用的接合方法，用所示。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
21、较大的竹管上开孔，然后将较小竹管插入，并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。竹钉锁牢。 竹藤编织的方法竹藤编织的方法 1 1 单独编织法单独编织法 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，案用于不受力的编织面上，2 2 连续编织法连续编织法 是一种用四方连续构图方法编织组成的面。采用皮藤、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。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 3 图案纹样编织法图案纹样编织法 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。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：图所示为藤编织法：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。
