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家具结构设计与工艺 家具结构设计与制造工艺是现代家具设计的至关重要的课题与内容。由于中国几千年来的传统教育思想一直是重理论、轻实践，“君子动口不动手”，导致了我国的艺术设计教育往往偏重在艺术造型、色彩线条、美学构成等方面的教学与训练，大量的家具设计只停留在纸面的效果图和平面制图上，学生不能自已动手用真实的材料和真正的结构去设计制造三维立体的家具模型和家具成品，尤其是在家具结构与制造上一直偏重于传统木制家具的结构与制作，对现代家具工业化制造工现代材料结构设计缺乏系统的研究与学习，使我国的家具高等教育滞后于世界现代家具工业的发展，与中国当代蓬勃发展的家具业的需求脱节，这种专业教育与社会实际脱节的现象将是阻碍我国家具产业赶超世界家具发展先进水平的重要因素之一。所以，家具结构设计与制造工艺是本书编写的重要章节，在本章，分别对传统与现代家具的结构设计与制造工艺分别进行阐述，并结合大量的实际案例进行说明，尤其是吸取了国际上现代家具中板式家具、32mm系列自装配家具、现代软体家具、充气家具、塑料家具、金属家具以及现代五金配件的结构设计与应用进行了较为详实的论述，并附以大量的图例辅以说明，需要说明的是，在家具结构设计与制造工艺的教学过程中，可以灵活地结合当地的各类家具制造工厂，学校的家具实训车间以及具体的家具成品进行实操性学习与训练，根据教学内容需要，准确而详细地对不同类型的家具实物产品，实施细化分解结构设计与制造工艺教学法，大量用案例教学，示范教学和现场教学方法，并辅以大量的实操动手训练，才能真正学习和掌握现代家具结构设计与制造工艺，由于现代家具结构怀制造的科技水平日新月异，现代家具的结构设计也在不断的变化与创新，特别是高新技术正在全面导入现代家具业，将全面影响家具业的进步与发展，家具造型艺术设计、家具结构与工艺设计是现代家具设计过程互为依赖、互为补充的辩证关系，必须在现代家具专业教学中加以强化和掌握，这是构建中国现代家具专业教学体系中最需要重视和加强的课题内容之一。第一节 传统框式家具的结构设计与工艺 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。一、 家具的榫接合结构 榫接合的类型榫接合是指榫头压入榫眼或榫槽的接合，其各部位的名称见图4-1 榫眼 榫槽 榫端 榫颊 榫肩 直角榫 燕尾榫 椭圆榫 圆榫 图4-1 榫接合各部位名称 图4-2 榫头的形状按照不同的分类方式，榫可以分为不同的类型1、 直角榫、燕尾榫、圆（棒）榫、椭圆榫按榫头的形状不同，可将榫分为：直角榫、燕尾榫、圆（棒）榫、椭圆榫，如图4-2所示。2、 单榫、双榫、多榫按榫头的数目多少来分，榫头又可分为单榫、双榫、多榫（见图4-3）。一般的框架接合多采用单榫、双榫，如桌、椅的框架接合。箱框如木箱、抽屉的接合多采用多榫。对于单榫而言，根据榫头的切肩形式的不同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。，又可分为单面切肩榫、双面切肩榫、三面切肩榫、四面切肩榫（见图4-4）。 a.单面切肩榫 b.双面切肩榫 c.三面切肩榫 d.四面切肩榫 图4-3 单榫、双榫、多榫 图4-4 榫头的切肩形式 3、 整体榫、插入榫根据榫头与方材之间是否分离可分为整体榫与插入榫。整体榫是直接在方材零件上加工而成的，如：直角榫、燕尾榫、椭圆榫（图4-2中 ）。而插入榫与零件是分离的，不是一个整体，单独加工后再装入零件预制孔或槽中。如：圆（棒）榫、片榫（图4-2中 ）。插入榫主要是为了提高接合强度和防止零件扭动，用于零件的定位与接合。为提高接合强度，圆榫表面常压有贮胶的沟纹，如图4-5所示。4、 开口榫、半开口榫、闭口榫根据接合后能否看到榫头的侧边与否，有开口榫、半开口榫、闭口榫之分（见图4-6）。直角开口榫加工简单，但强度欠佳且影响美观。闭口榫接合强度较高，外观也好。半开口榫介于开口榫与闭口榫之间，既可防榫头侧向滑动，又能增加胶合面积，兼有二者的特点。 图4-5 圆榫的形状 图4-6 开口榫、半开口榫、闭口榫5、 明榫、暗榫根据榫头贯通与否，榫接合又可分为明榫接合与暗榫接合（见图4-7）。明榫榫端外露，影响家具的外观和装饰质量，但接合强度大；暗榫可避免榫端外露以增强美观，但接合强度弱于明榫。一般家具，为保证其美观性，多采用暗榫接合，但受力大且隐蔽或非透明涂饰的制品，如沙发框架、床架、工作台等可采用明榫接合。 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。 直角榫1 榫头的厚度 榫头的厚度视零件的断面尺寸的接合的要求而定，单榫的厚度接近于方材厚度或宽度的0.40.5，双榫的总厚度也接近此数值。为使榫头易于插入榫眼，常将榫端倒楞，两边或四边削成30的斜棱。当零件的断面超过40mm40mm时，应采用双榫。 榫接合采用基孔制，因此在确定榫头的厚度时应将其计算值调整到与方形套钻相符合的尺寸，常用的厚度有：6mm、8mm、9.5mm、12mm、13mm、15mm等几种规格。 当榫头的厚度等于榫眼的宽度或小于0.10.2mm时，榫接合的抗拉强度最大。当榫头的厚度大于榫眼的宽度，接合时胶液被挤出，接合处不能形成胶缝，则强度反而会下降，且在装配时容易产生劈裂。2 榫头的宽度 榫头的宽度视工件的大小和接合部位而定。一般来说，榫头的宽度比榫眼长度大0.51.0mm时接合强度最大，硬材取0.5mm，软材取1.0mm。当榫头的宽度大于25mm以上时，宽度的增大对抗拉强度的提高并不明显，所以当榫头的宽度超过60mm时，应从中间锯切一部分，分成两个榫头，以提高接合强度。3 榫头的长度 榫头的长度根据榫接合的形式而定。采用明榫接合时，榫头的长度等于榫眼零件的宽度（或厚度）；当采用暗榫接合时，榫头的长度不小于榫眼零件宽度（或厚度）的1/2，一般控制在1530mm时可获得理想的接合强度。暗榫接合时，榫眼的深度应大于榫头长度2mm，这样可避免由于榫头端部加工不精确或涂胶过多而顶住榫眼底部，形成榫肩与方材间的缝隙，同时又可以贮存少量胶液，增加胶合强度。4 榫头、榫眼（孔）的加工角度榫头与榫肩应垂直，可略小，但不可大于90，否则会导致接缝不严。暗榫孔底可略小于孔上部尺寸1-2mm，不可大于上部尺寸；明榫的榫眼中部可略小于加工尺寸1-2mm，不可大于加工尺寸。5 榫接合对木纹方向的要求榫头的长度方向应顺纤维方向，横向易折断。榫眼开在纵向木纹上，即弦切面或径切面上，开在端头易裂且接合强度小。圆榫1 材质制造圆榫的材料应选用密度大、无节无朽、无缺陷、纹理通直、具有中等硬度和韧性的木材，一般采用青冈栎、柞木、水曲柳、桦木等。2 含水率圆榫的含水率应比家具用材低2%3%，在施胶后，圆榫可汲收胶液中的水分而使含水率提高。圆榫应保持干燥，不用时要用塑料袋密封保存。3 圆榫的直径、长度圆榫的直径为板材厚度的0.40.5，目前常用的规格有6、8、10三种。圆榫的长度（L）为直径的34倍。目前常用的为32mm，而不受直径的限制。4 圆榫接合的配合要求圆榫配合孔深：垂直于板面的孔，其深度h1=0.75板厚或15mm；垂直于板端的孔深h2=L-h1+0.51.5。即孔深之和应大于圆榫长度0.51.5mm。圆榫与榫眼径向配合应采用过盈配合，过盈量为0.10.2mm时强度最高。但用于板式家具中，基材为刨花板时，过大会引起刨花板内部的破坏。涂胶方式直接影响接合强度，圆榫涂胶强度较好；榫孔涂胶强度要差一些，但易实现机械化施胶；圆榫与榫孔都涂胶时接合强度最佳。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4-8）。1木框 2嵌板 3帽头4立边 5横档 6立档图48 木框结构框架的框角接合方式，可根据方材断面及所用部位的不同，采用直角接合、斜角接合、中档接合等多种形式。1 直角接合多采用整体榫，也有用圆榫接合的。图4-9为直角接合的常见形式： a单面切肩榫 b开口明榫 c半开口明榫 d燕尾榫 e开口燕尾榫 f半开口暗榫 g开口明双榫 h开口暗双榫 i闭口暗双榫 j带斜棱的开口明榫 k带切口的闭口暗榫 l圆榫图49 直角接合形式2 斜角接合斜角接合可使不易装饰的方材的端部不外露，提高装饰质量，但接合强度较小，加工较复杂。它是将两根接合的方材端部榫肩切成45的斜面后再进行接合。图4-10为斜角接合的常见形式。 a单面切肩榫 b闭口榫 c开口榫 d斜角开口明双榫 e插入三角榫 f圆榫图410 斜角接合形式3 木框中档接合木框的中档接合，包括各类框架的横档、立档，如椅子和桌子的牵脚档等。常见的形式如图4-11。 a暗榫 b闭口燕尾榫 c斜口燕尾榫 d带企口直角明榫 e嵌槽十字接合 f直角暗榫十字接合图411 中档接合形式三、 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。 a裁口法嵌板 b槽榫法嵌板图412 嵌板结构四、 拼板结构 拼板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。1 板的接合方法拼板的接合方法有：平拼、企口拼、搭口拼、穿条拼、插入榫拼、螺钉拼等方法，如图4-13所示： a平拼 b搭口拼 c企口拼 d插入榫拼 e穿条拼 f螺钉拼图413 拼板的方式2 板的镶端结构当木材含水率发生改变时，拼板的变形是不可避免的，为防止和减少拼板发生翘曲的现象，常采用镶端的方法加以控制。方法如图4-14所示：图414 板的镶端结构 接长为了节约材料，不仅仅是宽度方向的拼板，长度方向上的胶接也越来越多被应用，常用于餐台面等较长的零件上。常用的接长方式有：对接、斜面接和指形接合等方法，如图4-15所示： a对接 b斜面接 c侧面齿榫接 d“S”形接 e插入圆榫接 f正面齿榫接 g曲线零件接长 h曲线零件接长图415 接长结构 胶厚断面尺寸大的部件和稳定性有特殊要求的部件不仅在长度和宽度上胶接，还需要在厚度上胶合。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。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4-16所示： 图416 箱框结构六、 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。”图4-17为中国古典家具榫卯构造示意图： a几面框架结构 b牙条与牙头的接合形式 c几腿框架结构 d抱肩榫 e褂榫 f马蹄腿与圆腿形式 g方角桌局部结构分解 h架子床顶围栏榫结构 i翘头案大边与翘头料结构 j斜双肩切角榫 k托泥双肩双榫 l牙条牙头与柜腿结构 m案头夹头榫 n方香几腿霸王撑结构 o斜肩夹角榫结构 p架子床围花椎结构 q扶手楔钉榫接合形式r椅后腿与座面结构 s方香几腿霸王撑结构 t托泥桌几的结构 u燕尾箱榫 v柜门框结构 w桌腿局部结构分解 y柜整体结构及节点分解图417 中国古典家具榫卯结构七、 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，图4-18；2 实木框脚连接，图4-19；3 桌脚与裙板的可拆装连接，图4-20；4 框架类实木椅连接，图4-21；5 框架类实木床的连接，图4-22； 图418 实木方材的角连接 图419 实木框脚连接 图420 桌脚与裙板的可拆装连接 图421 框架类实木椅连接 图422 框架类实木床连接也有的设计师将传统的结构与现代工艺有机地相结合，由鲁德爱克司南设计的“迈克斯”桌即采用了这一方法。台脚的框架采用传统的开口明榫接合，而脚架之间用不锈钢横档用螺钉连接，台面采用螺杆、螺母连接，在这里，明榫接合不仅起到了结构作用，同时也具有装饰效果。如图5-23所示。 图423 “迈克斯”桌及其结构八、 框式家具生产工艺、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。、框式家具生产工艺框式家具生产工艺如图4-24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 胶合弯曲图424框式家具工艺流程1 干燥为了防止加工好的零部件变形、增加尺寸的稳定性，以及提高其表面涂饰的质量，所有的方材、板材在配料前都必需进行干燥。2 配料按照零件尺寸规格和质量要求，将成材锯割成各种规格、形状的毛料的加工过程称为配料。在配料过程中，最主要应注意四个方面的问题：保证质量、按质选材、配料方案与加工方法、合理确定加工余量。按质选栈要求根据新产品质量要求，合理选用木材的树种、等级、含水率、纹理方向等，在保证质量的前提下节约优质材料。配料方案与加工方法的确定是影响材料出材率的一个重要因素，应根据材料的类型、毛料零件的尺寸等合理确定配料方案及加工方法。配料的方案可采用直接下锯法、划线下锯法、先刨削在配料或综合下锯法。主要的加工工具为园锯及细木工带锯机。加工余量是指经配料后所得毛料尺寸与零件尺寸之差。毛料必须经过多道加工，才能够得到形状、尺寸、质量等方面均符合设计要求的零件，因此，加工余量是必要的。若加工余量太大，则加工次数增多，降低生产率，加工精度与表面质量降低；若加工余量过小，也很难保证质量与精度，所以要根据零件加工的具体情况，合理确定加工余量。3 毛料加工毛料的加工主要包括两个方面的内容：基准面加工与相对面加工。为了保证后工序的加工质量，必须先在毛料上作出正确的基准面，作为精基准，因此方材毛料加工，总是从基准面加工开始，基准面包括平面、侧面、端面三个面，可根据不同工艺选择加工基准面。基准的加工一般在平刨或铣床上完成，端面也可在带推架的园锯或双端椐上加工。基准面加工后，还需对毛料的其余表面进行刨削加工，使其与基准面之间有正确的相对位置，使毛料具有规定的的断面尺寸。4 胶合 实木材胶合包括：宽度上的胶拼、接长、胶厚三个方面的内容。其接合的形式在前面已讲述过。为了节约珍贵的木材，在现代家具生产中常会用到贴面工艺，在基材上贴覆装饰性较好的材料，如：薄木、胶合板、三聚氰氨纸、木纹纸等等。特别是薄木贴面工艺被广泛应用于高档的实木家具产品中，薄木在贴覆前先用剪板机剪裁并用拼缝机拼接，才能上胶贴，采用热压或冷压加压固化，一般采用热压的方式。5 弯曲弯曲零件主要可通过方材弯曲、薄板胶合弯曲、模压成型及锯口弯曲的方法得到。方材弯曲是利用木材本身特性，经木材软化处理后，加压使木材弯曲并干燥定型。木材的软化处理可采用水热处理、高频加热处理及化学药剂处理。薄板胶合弯曲就是将一摞涂胶的薄板加压弯曲，压力保持到胶层固化，而制成弯曲零件。薄板胶合弯曲的重点在于模具的投入设计与制造。模压成型是利用模具，将拌胶（或不拌胶）的木质或非木质碎料，加热加压制成弯曲零件的方法。锯口弯曲可分为纵向锯口弯曲与横向锯口弯曲。是将材料锯口后加压弯曲的方法，如图425所示。 a纵向锯口弯曲 b横向锯口弯曲图425 锯口弯曲6 净料加工方材的净料加工包括：榫头加工、榫槽或榫眼加工、型面加工及表面修整四个方面的内容。榫头利用开榫机或铣床加工。榫槽加工一般在刨床、铣床、或万能圆锯机上完成。榫眼加工一般在钻床或铣床上完成，加工方榫眼须在钻床上装方形套装。型面的加工主要指边角线型与曲面的加工，一般在铣床上加工，部份或利用压刨。表面修整主要用来除去加工所产生的各种表面不平度，加工设备为净光机或砂光机。7 部件装配 将加工好的零件组装成为部件，如将方材拼接成面板框架。8 部件加工零件组装成部件后，有的部件需进行进一步的加工，亦可能存在一些误差，需要修整。9 总装配 将零件、部件组装成产品。10 涂饰成品一般须经涂饰工艺，可以起到保护与装饰作用。按漆膜是否透明，可将涂饰分为透明涂饰和不透明涂饰。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。a- 栅状空心板 b-格状空心板 c-蜂窝空心板图4-26 空心板结构二、 “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。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。另外，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。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。 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、10mm、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.。下沿结构孔与旁板底端的距离（B），则与踢脚板高度（H）、底板厚度（D2）及连接形式有关，如图428c所示，B1/2D2H。 a b c图4-28 结构孔的定位方法旁板的尺寸设计旁板的度尺寸（W）按对称原则确定为W2K32n；旁板的长度LAB32n。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。 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，见图4-29所示。 A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 D1 D2 D3 外旁板内旁板木门玻璃门EFGHI顶板底板、横隔板活动层板踢脚板背板图429 文件柜板件用不同的板件可构成高矮不同，形式不一的产品。如：A1两件，B1两件，C1两件，C3两件，再加上其它板各一件，即可组成如图430a所示文件柜；我们可将C3拆除或换为D3，即可构成如图430b所示文件柜。文件柜的宽度，可根据不同的要求用单体组合的形式构成，每一单体的宽度为1000mm，加上两件外旁板的厚度，即为文件柜的总宽度。如用A2两件，B2四件，C3六件，D3二件，其它板各两件即可组成如图431a所示文件柜，其宽度为2050mm；若再加多B2两件，C1两件，其它板各一件，又可组成如图431b所示文件柜，其宽度为3050mm，等等；在高度上，设计了四种高度的旁板及相对应的门板，可根据实际需要自由组合；如此类推，可以组成多款文件柜的组合形式，如图432所示，给用户提供了多种选择的余地。a b图430 文件柜组成形式（一） a b图431 文件柜组成形式（二）图432 文件柜组成形式（三） 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，见图433所示。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。图433 文件柜结构（拆装图） 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，因此，柜体设计的重点放在板件的设计上，每件板件结构分解如下：1 外旁板，零件图见图434，外旁板主要用于装饰作用，采用中纤板（刨花板）作基材，面贴薄木，实木封边。在制作时分左右加工。2 内旁板，零件图见图435，内旁板为主要的支承零件，根据旁板尺寸设计的原则设计，图中显示的接合方式是圆榫定位、直径15x13偏心连接件连接，直径5mm的系统孔可用于内外旁板之间的连接，以及安装门铰。材料选用18mm三聚氰氨板，易于加工。在设计时采用了对称设计，使左右旁板可互换，内旁板无需分左右。3 顶板、零件图见图436。顶板采用空心板件，实木封边，用圆榫定位，偏心连接件与内旁板结合。4 底板、横隔板，零件图见图437。底板、横隔板采用互换设计，两个零件无论规格、钻孔位置完全一样。5 门板，门板分为木门板，木框嵌玻璃门板，零件图见图438。门板用铰链与内旁板相连。采用实心覆面板，以中纤板（刨花板）为基材，面贴薄木，实木封边，不需要另外装拉手，而直接在实木边上锣出拉手位，在加工时分左右。6 踢脚板，零件图见图439。踢脚板直接采用圆榫与内旁板接合。7 活动层板与背板。活动层板规格为962x350x18mm，采用18mm三聚氰氨板。背板用6mm刨花板贴纸，在左、右、上三边钻直径3mm通孔，用螺钉分别与内旁板、顶板连接。图434外旁板零件图 图435 内旁板零件图图436 顶板零件图图437 底板、横隔板零件图图438 门板零件图五、 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。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。、 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。一般工艺流程如图4-40所示：板材（刨花板） 纵横开料 气钉枪组内框 涂胶 组坯 热压或冷压 涂胶 胶合板套裁 装配 油漆 砂光 钻孔 镂铣 封边 精裁边包装 仓库封边材料（木方等）图440 栅状空心板生产工艺流程图、 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图4-41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 图441 栅状空心板生产工艺流程图1 定厚砂光基材（中密度纤维板或刨花板）通过宽带式砂光机定厚砂光，可以得到统一的标准板厚，消除或减少装配误差，但目前不少的产家省略该工序，对于质量较稳定的基材，对产品的影响不大。2 板材覆面常用的覆面材料有：PVC、防火胶板、装饰木纹纸、薄木等，每一种材质都有不同纹理与色彩供选择。贴覆的方法可采用手工也机械加工两种方法，采用冷压或热压。若贴覆珍贵的薄木，为了节约材料，可选择先进行裁板，然后贴薄木，再进行精裁的工艺。3 精裁一般采用推台式开料锯、往复式电子自动开料锯进行加工。4 铣型面 主要用于丰富板件的边部型面，提高板式家具的档次。如茶几的台面边线等。一般在铣床上加工。5 边部处理边部处理是指对板件边部的封边或包边。对于垂直的边部，可直接用直线或曲线封边机封边，对于有型面的边部，则可进行包边，或用实木封边后再进行铣型。6 钻孔拆装板式家具的钻孔工序是一道重要的工序，孔位的位置误差与孔径的精度是实现拆装的基本保证。钻孔一般在32mm专用排钻上完成。排钻又可分单排钻或多排钻，两钻头之间的距离为32mm，且固定不变，可根据设计的要求选用钻头。7 表面涂饰对于面贴覆PVC、防火胶板等的板件无需再进行涂饰。而面贴覆薄木、普通木纹纸的板件则需要进行涂饰。一般采用喷涂的方法。采用透明涂饰工艺或不透明涂饰工艺。 有些产品，由于其材料与加工方法的不同，而工艺也有所不同，如目前最流行的鸭嘴边办公台，覆面采用可弯曲的防火胶板，利用包边机加工，加工时必须先铣型线，再进行覆面。如图4-42所示。大板裁板铣型覆面精裁封边入库检验钻孔图441 鸭嘴边办公台面生产工艺流程图第三节 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。图4-42所示：a木结构沙发 b钢结构沙发 c木结构全包沙发 d钢木结合结构沙发图442 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，如图443所示。受力大的部件，须挑选木质坚硬、弹性较好的材料且无虫眼、节等缺陷，有缺陷的木材，应安排在受力小的部位。因为有软体材料的包覆，除扶手和脚型等外露的部件，其它的构件的加工精度要求不高。图4-43 软体家具的支架结构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、 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。这些半软体材料有的直接纺织在座框上，有的缝挂在座框上，有的单独纺织在木框上再嵌入座框内。如图444所示。 图4-44 沙发薄型软垫结构、 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。另一种为现代沙发结构，也叫软垫结构。整个结构可以分为两部分，一部分是由支架蒙面（或绷带）而成的底胎；另一部分是软垫，由泡沫塑料（或发泡橡胶）与面料构成（如图4-45b）。 a-弹簧软体结构 b-软垫结构图445 沙发厚型软体结构三、 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。充气家具多用于旅游家具，如各种沙滩椅、各种轻便沙发、浮床等。图4-46是菲尔南多.堪帕那及匈伯尔托.堪帕那设计充气桌，专家组气囊由透明PVC材料制成，用胶直接粘在上下两个铝盘上，在下底盘上粘金属螺母，桌脚直接拧入其中。图4-46 充气桌及其结构四、 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447a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，如图447b所示；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，如图447c所示；另处还有磁性床垫等等。图447 床垫结构五、 沙发制作工艺、 传统木框架沙发制作工艺，见图448。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 面料钉底布图448传统木框架沙发工艺流程8 钉底带用50mm宽的绷带做底带时，底带应横竖交错排列，密度依弹簧的数量和受力情况而定，底带两端用钉分别固定在四周的边框上，如图4-49a所示；也可用木底带，采用榫接合，同框架连为一个整体。木底带呈平行排列，间距65-80mm。但木底带弹性较差，如图4-49b所示 图4-49 钉底带9 钉盘簧将盘簧固定在绷带上或固定在木架上。当底带为绷带时，用缝接法，利用弯针、沙发绳将盘簧底层缝接在底带上；当为木底带时，用钉接法，用骑马钉将盘簧底层钉在木架上。盘簧的排列，应根据盘簧最大外径，以沙发座身、靠背、软垫的实际尺寸来确定，排列应均匀。常见弹簧间隙如表4-1所示。表4-1 常用弹簧间隙名 称种 类横向间隙纵向间隙底 座软边45554050硬边455560左右靠 背5560506010 栓弹簧栓弹簧即是利用沙发绳将弹簧穿接成为一个整体，这道工序是沙发制作中的一个重要环节，关系到沙发的制作质量和使用效果。栓接的方法一般用吊底法，纵横斜三个方向绳路构成“米”字分布，见图4-50所示。 图450 弹簧与支架“米”字型连接11 底层布缝接 选择适当的布（传统用麻布）做底层包覆材料，采用缝接和钉接的方法，将底布与弹簧、支架固定在一起。12 制作填充层 棕丝、棉花、海棉等都可作为填充材料。填充层厚度应均匀，主要受力部位