家具结构设计

家具结构设计第一页，共四十七页。家具的概念

家具是指人类生活所使用的器具，它和建筑一样以满足人类基本活动需求为宗旨，是人类文化的一个组成部分。我国在制定家具工业的长远规划时，对家具的使用范围是这样描述的：家具是人民日常生活的必须品，家家必备，人人必用；家具又是为国民经济各部门服务的配套产品；也是出口的大宗产品。家具既是实用品，又是重要的室内陈设品，随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，城乡居民不仅在数量上要求满足需要，而且要求在质量，艺术造型上适应时代发展的新水平，而且国民经济各部门也要求同现代化建设水平相谐调的专业配套家具。因此家具反映了国家建设的面貌，人民的消费水平以及民族的时代的文化艺术水平。

第二页，共四十七页。家具是建筑和人之间的媒介，在表面字义上是指室内生活所使用的器具，较为深刻地说它是使建筑产生具体价值的必要措施，它通过形式和尺度在室内空间和个人之间形成一种过渡，在我们工作和活动中将室内变得适宜于人们的生活。家具不仅是决定室内空间功能的根本基础，也是表现室内形式的主要角色，可以说任何建筑室内空间将因家具功能的不同而改变其用途，同时因家具形式的差异而改变视觉效果。

第三页，共四十七页。家具的字意：家庭用的器具；家私，即家用杂物广义的家具：是指人类维持正常生活，从事生产实践和开展社会活动必不可少的一类器具。狭义的家具：或是指在生活，工作社会实践交往中供人们坐，卧或支承与贮存物品的一类器具与设备。第四页，共四十七页。家具工业概况

家具工业是一个有悠久历史的传统工业，长期以来劳动密集型，低附加值是其产业的特点。新中国成立以来，特别是改革开放以来，我国家具工业有了很大的发展，生产技术和企业经营管理水平都有了很大的提高，已经成为繁荣国内市场，满足人民生活需要，为国家出口创汇的重要行业。大陆家具行业的发展，大体可分为曲折发展的前30年和快速增长、壮大、提高的后20年两个时期。1949——1978发展缓慢，道路坎坷建国初期组织个体手工业劳动者，走合作化道路，解放生产力50年代后期到70年代计划经济体制1958年在“大跃进”影响下，改行转业，家具生产急剧下降1961-1965“调整、巩固、充实、提高”人员归队，生产逐步恢复“文革”期间生产再受挫折，市场家具供应长期处于严重短缺状态1972年起家具生产计划和原材料供应纳入轻工业部

第五页，共四十七页。1979年改革开放以来巨大变化和辉煌成就在党的十一届三中全会方针指引下，我国家具行业进入新的发展时期。国家经济体制改革，市场经济蓬勃发展。尤其是进入90年代，家具行业加快了向市场经济转变的进程，各式各样的家具店，家具商场如雨后春笋遍地开。1、民营企业迅速崛起，国有、集体、个体等多种经济成份共同发展，使生产持续快速增长，产品品种增加，家具市场空前繁荣。全国家具企业从业人员总产值

80年代初3500家36万54亿90年代末3万多家200万870亿2000年初5万多家500万1650亿2004年5万500万2650亿2005年3400亿2010年家具生产总值将达5000多亿人民币，居世界第一第六页，共四十七页。2、原材料结构，工艺结构，技术装备和专业化生产等方面的变革，促进了企业生产经营和技术水平的不断提高，产品质量不断改善，优质名牌产品不断在国内国际市场上涌现，家具产品出口遂年增长。198019901992199319941995199619970.42.084.86.038.4411.0610.8613亿19982000200220032004200506上半年2010年21355573亿103137亿84.3亿200亿美元2005年国内出口贸易总额1.5万亿美元2006年世界家具行业贸易额将达860亿美元,同比增7.5%2005年世界家具行业产值约2500亿美元第七页，共四十七页。3、外资和国外产品的进入，形成了家具市场国际竟争的局面，促进了市场不断拓展，出现了跨地区、多层次、多渠道、灵活多样的销售网络。

市场契机——加入WTO后，我国家具关税从22%下降至10%左右东盟国家正在争夺我国的中、低档家具市场份额欧美国家正在抢占我国高档家具市场份额国内现阶段的家具生产能力已超过市场容量

4、一些地区的家具龙头企业已初具规模，形成了科研、设计、质量监控、信息、原材料开发、销售网络、售后服务等相配套的工业体系。我国家具业前期发展特征——重复建设、产品结构雷同，利润高、劳动力低廉，市场迅速扩展家具产业增长的老方式——依靠高投入，粗放式外延扩张第八页，共四十七页。新时期家具市场的特点市场的全方位竞争日益激烈产品的技术含量和艺术含量日益提高产品的更新周期缩短生产工艺日趋完善，生产效率不断提高产品出口比例日益扩大产品的造型、材料、功能呈多元化的发展趋势由于工业化的大批量生产，促成专业化分工合作和大规模营销网络的形成规模效益——高的投资/劳动力现代产业分工合作各司其责高技术加工——高素质的劳动力

第九页，共四十七页。3国际市场的家具世界家具每年总贸易额约860亿美元，占全球总贸易额的1%弱世界家具年产量大国：美国、意大利、德国、日本，全球家具年产值2500亿世界主要家具进口国：美国、日本、欧盟、加拿大世界主要家具出口国：中国、意大利、德国、波兰、加拿大美国家具进口市场主要竟争者：中国、加拿大、意大利、墨西哥，马来西亚当前随着全球性木材资源匮乏导致木材供应量日益紧缺，加上国际家具生产标准的实施，使国际家具生产呈现出新的发展趋势：1、加工方式趋于高度机械化和自动化（CAD.CAM.CNC.FMS.CIMS)加拿大出口家具约有80%的产品是在全自动生产线上加工制作完成法国除按个人要求订货生产的高档家具及一些仿古家具仍用传统的手工操作生产外，大量家具产品均高度机械化、自动化生产方式组织设计生产，并向专业分工方向发展。2、家具的结构材料比例发生明显变化，木材、金属和塑料是传统的三大原材料，近年来金属和塑料占家具用料的比例高达55%，且木材用料中也以各种人造板为主要成分，尤其以刨花板、中密度纤维板用量增长最快。第十页，共四十七页。3、家具零部件标准化进程加快，目前已有越来越多的企业按照零部件的通用化、标准化、系列化的模式生产组装各种各样的装配式家具产品并深受市场欢迎。4、国际市场正从“木器时代”跨入“金属时代”。尤因金属家具以其光洁度高、可塑性大和坚固耐用等特点，迎合现代生活求“新”、求“异”和产家求“简”、求“实”的大潮流。家具业发展前景随着社会经济和文化的发展，广大消费者的购买力和商品综合鉴赏力的逐步提高，家具市场的产品质量、款式、品种将稳步向高层次迈进，各具特色的产业品牌将不断涌现，最终将出现独具民族特色的家具文化市场。第十一页，共四十七页。家具结构特征

家具必须使用各种材料，以特有的结构方式，通过一定的技术条件和工艺加工来构成造型及实现功能要求。随着科学技术的发展，新材料、新设备、新工艺的不断涌现，为产品设计提供了更为广阔的发展途径。各式各样的家具就其物质结构技术条件来看，可归纳为三大工艺技术组成：1主体材料物质特性2结构接口技术3边部及表面处理技术

因此，家具结构要素的设计应考虑以下三方面的内容：

第十二页，共四十七页。（1）产品工艺设计

现代家具制造工艺可概括为五个方面：①配料、下料工艺②接口预处理工艺③部件边部处理工艺④表面装饰工艺⑤装配及软家具缝包工艺

在工艺设计过程中，设计师必须对上述五大工艺所配备的相关专用设备的加工性能，工艺技术参数有所了解和掌握，必须面对相应企业的技术设备条件、工艺水平来从事家具产品的开发设计工作。同时，对一些设备技术难度要求较高的产品，在不具备先进机具条件下，应尽可能利用企业现有设备进行替代加工以降低工艺加工成本。第十三页，共四十七页。（2）产品结构设计

结构是工艺设计构成的中心，也是形成家具的技术手段。家具产品是用材料通过一定的结构方式组合而成，正如人体骨骼系统那样，要承受外力并将外力和自重通过一定的结构形式传递到地面。因此，家具结构必须是传力合理，坚固耐用，又经济省料，它的形式由材料和家具造型决定。

家具形式主要采用以下六类结构方式：①卯榫结构②胶合结构③五金连接件结构④金属铆、焊接结构⑤包覆和编织结构⑥整体浇铸、模压、雕琢及充气体、液体结构第十四页，共四十七页。（3）产品材料应用设计

材料是工艺设计构成的前提，是构成家具的物质基础，不同材料产生不同的结构形式，同时也造就了不同的家具造型特征。任何材料主要包括了构成材料的材质和材料表层的肌理两个方面；材质规定了材料理化性能和质地，肌理规定了材料外观的光滑状态、透明程度和纹理特征。材料设计应注意从材料学、工艺学、人体工程学的层面来认识、把握选择材料，力求实现各类原辅材料做到物尽其用，因材施艺，恰到好处。

第十五页，共四十七页。用于家具制造的主要材料可分为以下三大类：①原始天然材料木材、石材、藤材、竹材、动物皮革、天然树脂等②重组天然材料胶合板、纤维板、刨花板、细木工板、集成材、人造薄木等③人造材料金属、玻璃、纸、塑料、橡胶、陶瓷、人造革、人造石材、纺织品、合成树脂、以聚合物为基础的复合材料-聚合树脂与纤维融合第十六页，共四十七页。第二章实木家具的结构一、实木家具的接合类型1、榫接合的类型单榫、双榫和多榫整体榫与插入榫开口榫和闭口榫明榫和暗榫2、方榫结合的技术要求榫头的厚度1/2B、A比榫眼宽度小0.1~0.2mm间隙配合榫头的宽度比榫眼长度大0.5~1.0mm过盈配合硬材取小软材取大榫头的长度2MM间隙榫眼与榫头的加工角度榫头与榫肩垂直89。~90。榫结合对木纹方向的要求榫头长顺纤维方向，榫眼开在纵向木纹上3、接合的种类、特点和应用组成实木家具的四种基本部件：方材、拼板、木框、箱框第十七页，共四十七页。4、木构件接合类型①拼板由数块实木板侧边拼接构成板件厚度：桌面、屉面16~25MM厚桌面30~50MM嵌板6~12MM

②方材接合两根顺木纹方材胶合在一起——接长常用斜面接合及齿榫接合斜面的长度等于方材厚度10~15倍时，强度合要求榫距（t）小,强度大，t=6~10MM第十八页，共四十七页。③框架接合直角接合不常用框角接合斜角接合常用综角接合常用中档接合常用单双肩的明暗榫嵌板接合木框中装入薄板，有装入法、槽榫法、槽榫压木条法圆形框架接合圆角接合、曲线接合④板壁接合板材与板材板材与方材板壁角接合板壁中部接合板壁与方材接合⑤封边接合第十九页，共四十七页。二、实木家具典型部件的连接结构1、柜脚与柜体连接⑴柜脚亮脚、包脚、旁板落地脚、装脚望板宽度45~70MM⑵脚架与柜体底板三种形式木螺钉连接2、旁板、顶板、底板、背板连接3、门、抽屉、搁板的结构4、实木桌椅框架拆装结构第二十页，共四十七页。三、明式家具的结构特点外型特征1。造型简练，以线为主

家具各部分之间和整体形态的比例，都极为匀称而协调。造型与功能相吻合，无累赘感，整体线感强烈，线条呈挺拔秀丽之势，刚柔相济，挺而不僵，柔而不弱，现出简练、质朴、典雅、大方之美。2。结构严谨，作工精细家具的卯榫结构，既美观，又牢固，是科学和技术的极好结合。3。装饰适度，繁简相宜雕、镂、嵌、描都为所用，但决不贪多堆砌，也不曲意雕琢，只求适宜得体，锦上添花。4。木材坚硬，纹理优美除精工细作外，充分发挥，利用木材色调、纹理的特长，体现自然美。第二十一页，共四十七页。结构特点1.板面多用木框嵌板结构边框以斜角接合，中部为薄型拼板2.采用各类榫卯接合连接，少用金属钉、胶，结构科学、精密、坚实3.曲线接长构件，雕花拼接构件严密4.铜质门铰、拉手，美观耐用第二十二页，共四十七页。第三章板式组合家具的结构板式——人造板为部件组合——由若干个“基本单元”（单件）或元件（零部件）组成，这些“单元”或“元件”的尺寸应符合统一的模数制，即组合特征系数组合家具的三种结构特征1、单体组合式家具由一系列相同或不同体量的“单元”单体家具，在宽度上及高度上相互组合，采用装置定位点来完成联接组合，结构简单，组合、变换灵活。

第二十三页，共四十七页。2、部件组合家具将各种规格的通用系列化部件通过一定的结构形式，利用五金件构成各种组合家具。具有规格少，部件通用化程度高，利于批量生产，为标准化、通用化、系列化生产提供了可能性。3、拆装式自装配板式系列家具各种规格的标准板块，以五金件连接成不同形体尺寸的家具。它改变了家具以套为单位的传统概念而称之为系列特点：功能齐全、自由组合、形式多样、拆装方便、添置灵活第二十四页，共四十七页。一、板式家具的规格设计1、家具模数一种作为尺寸设计的度量单位，是协调家具的设计、材料、工艺、质管、包装运输等各方面的依据之一。制定方法：①根据柜类产品的外形尺寸确定模数系列

利于产品互换组合、室内布置，但部件间难协调，规格较多②根据柜类产品的几种主要板块部件尺寸

部件规格少，互换通用性强，但单体外形尺寸难统一协调③根据柜类产品的外形尺寸与主要板块部件尺寸难推广第二十五页，共四十七页。2、柜类常用模数与尺寸的确定规格尺寸确定应考虑的几个问题：①人们的一般居住条件②板材幅面规格尺寸③生产线的加工技术特点④不同阶层人士的文化生活习惯⑤市场变化情况柜类家具基本模数为50MM、扩大系数为3见柜类家具模数系列表第二十六页，共四十七页。组合单位宽度常用值W：单位MM3004506007509001050组合单位高度常用值H：床头柜：450、500文件柜：900、1200、1500、1800中小衣柜：900、1200、1500大衣柜、装饰柜：1500、1650、1800、2400厅柜：450、600、750、900书柜；1350、1500、1650、1800组合柜：1800、1950、2100、2250、2400深度D：150~800常用300~700300、450、500、600、650脚高H：15~300常用20、50、60、80、150第二十七页，共四十七页。3、标准板的规格控制和互换性标准板的尺寸控制规格控制标准板的加工精度控制板件规格尺寸设计要尽量标准化，应严格控制板块的规格数，一个系列的家具规格尽量少，以提高劳动生产率，降低成本。精度控制——应尽可能将一块板上的所有安装尺寸在最少定位次数中加工完成。此外用加工尺寸公差控制加工精度。第二十八页，共四十七页。互换性——零部件不经修整就能装配，满足使用要求板块长度以700mm为分界点＞700mm公差≤0.4mm±0.2≤700mm公差≤0.2mm±0.1配合公差孔距＞700mm公差0.15mm孔距≤700mm公差0.10mm二、板式家具结构中的32MM系统32MM系统是以32mm为孔定位尺寸的基本模数，是板式家具一种特定结构系统。是在板式家具基础上发展起来的拆装家具（KD、RTA）第二十九页，共四十七页。1、32MM系统的布局要素系统孔：用于装配搁板、抽屉、门等柜类旁板结构孔：形成柜架体的结合孔图示：系统孔的含义在旁板前沿和后沿设有两排垂直方向的孔，孔中心分别距板的前沿或后沿为37mm，垂直方向上孔距是32mm的倍数。孔径5mm,深10mm，主要用于安放32mm系统的抽屉滑道、门铰链、搁板支撑，挂衣棒等五金配件。系统孔布局的参考基准：以底柜为参考基准，因底柜常带有抽屉，依抽屉的数量和高度来确定旁板高度和抽屉滑道的孔位。第三十页，共四十七页。第一个系统孔和结构孔的定位依据底板厚度计算16、18、20mm系统孔的底边距不小于40mm,侧边距37mm同时系统孔的位置还应适合于开门和其它抽屉系列结构孔定位：旁板两端和中间结构孔位于同一垂直线上，其之间的距离取决于框架体中两水平板之间的距离。水平板上相应的结构孔位置与旁板结构孔位置相吻合。主体孔位尽量取在非见光面上，以求美观孔深应取正公差，以主、附配件高度＋1到2mm。第三十一页，共四十七页。2、标准板设计标准板——系列产品中可以互换使用的板块，一般以旁板为主，另有水平板及其它可相互协调使用的板块。协调：左右、上下协调，边基准定位对称旁板的布局：H=N×32+2S旁板的协调性变化标准旁板的宽度：W=N×32+74第三十二页，共四十七页。3、抽屉的布局依据抽屉与旁板相对位置：内藏式、全遮式、半遮式以标准板系统孔为基础，选定抽屉的高度规格与之相协调。一般选用抽屉系统中的上部抽屉作为协调抽屉协调抽屉的正面高度确定原则：保证其同一抽屉系列中其它抽屉正面高度的标准化，并与相邻柜体相协调。协调抽屉和标准柜门的布局形式抽屉正面高度与门高确定因素：①尽量使标准门高与顶柜门高一致，以便互换。第三十三页，共四十七页。②门的上顶边沿与其相邻的第二个系统孔之间的距离等于门的下底边沿到底部第一个系统孔之间的距离。③门上两铰杯孔距上、下边沿的距离应相等。④抽屉正面高度尽量相同，减少规格。4、32MM系统设计程序与产品说明书首先是产品板块设计，完成标准板设计之后要进行单体和组合体的设计，其过程要考虑到各个单体和总体的设计形式，而后又从总体回到单体及板块的设计上。此外，客户也可通过产品说明书参与设计工作。第三十四页，共四十七页。

单体设计产

板品块组合体协调说用户设明计总体设计书说明书编写：具有商业性和技术性①产品的性能与特点：产品功能、使用范围、产品风格②列出供选购的产品编号板件编号、规格，单体代号、规格，每个单体所需板件明细表和单体形式图解。③编写拆装说明：文字加图示说明产品拆装过程，一目了然、方便易行。连接件拆装图解

第三十五页，共四十七页。拆装步骤、方法、工具、注意事项总体效果图、拆装立体图三、板式家具的连接结构及其五金配件板件结构——可拆、不可拆门铰结构背板结构抽屉滑道配件结构第三十六页，共四十七页。四、板式家具生产文件的编制（一）板材开料图为了提高生产效率，降低消耗，控制材料成本，必须制定板材开料图。开料图采用一个平面视图即可，开料尺寸直接标注在图上，并注明每种规格板件的总数及锯解路线。要求：1。位错缝尽量少，头料缝尽量多。位错缝头料缝即一件大板的开料规格尺寸尽量少，这样可减少锯机调整次数，以保证提高效率稳定质量。第三十七页，共四十七页。2。余料要尽量规整，以利于日后的利用。3。注意毛料尺寸，净料尺寸，封边条厚度，锯路宽度对加工尺寸的影响（公差）。锯路4~5MM此外人造板四边垂直度和平整度有一定误差，所以对净料尺寸的边部也应考虑加工余量。4。对有纹样方向的装饰材料，要依据设计要求安排开料图，并标出纹样方向。5。在每种规格板上，标出规格和总件数（其开料的大板），并统一编号。第三十八页，共四十七页。（二）板式家具生产工艺程序1。工艺流程

空心板件：骨条素板开骨截骨打框涂胶组框开板饰面板饰面人造板实心板件：开板钻孔齐边冷压素面人造板开槽.铣边砂光贴面

封边组装（打配件）涂饰包装第三十九页，共四十七页。2。工艺与设备（1）开骨：多排圆锯机（2）截骨：吊截圆锯机（3）打框：气钉枪（4）涂胶：双辊涂胶机（5）开板：推台开料锯（F90、F45）；全自动板材开料锯（6）组框：陈放台（7）冷压：液压机、螺杆压架（8）齐边：推台圆锯机、双头齐边机（双头开榫机）（9）钻孔：单排钻、三排钻、多排钻床（10）开槽.铣边：圆锯机、立铣机、镂铣机、数控平面铣床NCL电脑加工中心机床立轴铣床：加工企口、柳槽、倒圆角R10、靠模异形铣边小带锯——异形边粗加工辅助设备第四十页，共四十七页。（11）封边：直线封边机、曲线封边机、异形封边机包边机（可挠曲塑料板面料）辅助设备：修边机（手镂机）（12）砂光：宽幅平面砂光机（13）贴面：热压机、真空吸塑覆面设备（14）组装：装配机，手工具（15）包装：打包机实木家具设备：剖料带锯，平刨，压刨，四面刨，单、双头开榫机，铣床，拼板机，车床，方凿钻，曲木机，光刨床，雕刻机第四十一页，共四十七页。板式家具设备布局形式参考多排圆锯机吊截圆锯打框工作台涂胶机冷压机热压机数控铣床双头锯电子锯开料锯加工中心精截锯单排钻三排钻多排钻三排钻小带锯镂铣机立轴铣床直线封边机辅助修整设备异形封边机（包边机）曲线封边机第四十二页，共四十七页。3。工艺进程表

产品名称：数量：批号：图号：年月日部件编号部件名称规格数量开骨截骨打框开板冷压电子锯热压锯边封边包边开槽钻孔子口铣床小带锯台钻1门板500300161001234567892顶板50050030100135746823屉面板500150161001

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