项目五 板式零部件净料加工技术

本章节所指的板式零部件的净料加工是指在经边部处理后所得净规格板件的基础上，进行的钻孔、拉槽、开榫、表面雕铣以及表面砂光等相关作业，从而将板式部件加工成符合产品图纸要求、待组装或涂装的“半成品”，不需涂装的板件则可直接包装为“成品”。

项目五板式零部件净料加工技术

模块一板式部件钻孔加工5.1.1孔位与32mm系统“32mm系统”是以32mm为模数的，通过模数化、标准化的“接口”来构筑家具的一种结构与制造体系。“32mm系统”是一个根据系统工程原理优化出的家具设计系统和制造系统，不仅要考虑孔径及孔间距的关系，还要综合考虑家具的材料、结构、设备、生产工艺、五金配件、包装运输等各个环节。“32mm系统”以旁板（包括中旁板）为核心板件。旁板是家具中最主要的骨架构件，板式家具（尤其是柜类家具）中几乎所有的零部件都要与旁板发生关系。

旁板前后两侧各设有一条钻孔轴线，轴线按32mm的间隙等分，每个等分点都可以用来预先钻孔，预钻孔可分为结构孔和系统孔：结构孔主要用于连接水平结构板；系统孔用于安装铰链底座、抽屉滑道、活动搁板等。由于安装孔一次钻出供多种用途用，所以必须首先对它们进行标准化、系统化与通用化的处理。在长期的实践和推行过程中，国际上对32mm系统的运用行成一定的规范：

（1）板式部件是板式家具的基本单元，部件即产品。（2）旁板是板式家具的核心部件，门、抽屉、顶板、面板、底板及搁板等都通过拆装式五金连接到旁板上。（3）旁板上开有系统孔与结构孔，所有孔位都应处在间距为32mm的系统方格上。（4）通用系统的轴线分别设在旁板的前后两侧，轴线上的孔距均应保持32mm整数倍。第一列系统孔与旁板前缘的距离根据使用铰链的形式有所不同：盖门结构时为37mm（或28mm）；内嵌门结构时为37mm（或28mm）加上门板的嵌入量。（5）一般情况下结构孔设在水平坐标上，主要用于安装偏心连接件和圆棒来连接水平结构板件（如顶底板和层板）；系统孔设在垂直坐标上，主要用于安装铰链、抽屉导轨、活动层板等。结构孔和系统孔的孔位设计应遵循相应的设计规则，常见旁板孔位、门铰链与抽屉导轨的安装孔位设计可参照表5-1中所示的标准。（6）通用系统孔的标准孔径一般为5mm，深为13mm；当系统孔为结构孔时，其孔径按结构配件的要求而定，一般常用的孔径为三类：6、8、10mm等用于嵌装预埋螺母或连接杆件；12、15、20、25、30mm等嵌装连接母件；26、35mm等用于嵌装暗铰链。（7）旁板上允许不在32mm系统网格上的辅助孔存在，如连接封脚板的孔位；其它板件上的孔位尺寸取决于选用五金件的形式及规格。（8）板料厚度通常为16～25mm，可以为PB、MDF、细木工板或实木拼板等各种板件，也可以为各种平面结构部件。有了这些规定，就使得设备、刀具、五金配件的生产都有了一个共同遵照的接口标准，对孔的加工与家具的装配也就变得十分简便灵活了。需要说明的是，32mm系统还在不断发展和完善过程中，以上基本规范有可能被扩充或修正。表5-132mm系统家具孔位设计标准范例旁板孔位设计X=32mm的倍数Y=32mm的倍数B=旁板上、下边缘距最上、下排孔位中心线的距离。如当顶底板厚度为19mm，则B=9.5mm。柜体高度=X+2B（mm）柜体深度=Y+2×37（mm）设计时应尽可能使孔位上下、左右对称，这样生产时可不再区分左右，防止出错；设计举例：大衣柜旁板设计尺寸为2000×600，板厚19mm，则：柜高=32×62+2×9.5=2003mm柜深：32×16+2×37=586mm门铰链孔位设计A=门上端到铰链杯中心柜；B=侧板上边缘至连接件孔中心距离F=门上边缘伸出或缩进顶板距离（伸出取正值，缩进取负值）X=32mm的倍数A=B+X-16+F抽屉滚轮导轨安装孔位设计A=抽侧下边缘距抽头板下边缘距离B=抽下层板上边缘距连接件孔中心的距离F=抽头板伸出或缩进抽下层板上边缘的距离（伸出取正值，缩进取负值）A=32-B-11+F（mm）5.1.2钻孔的类型及要求

钻孔是为板式家具制造接口，现代板式部件钻孔的类型主要有：圆榫孔（用于圆棒榫的安装定位）、连接件孔（用于各种五金连接件的安装）、铰链孔（用于门铰链的安装）、层板销孔（用于活动层板的安装调节）、螺栓孔（用于内外牙的安装拧入）、各种拉手及锁头孔、预钻孔（用于螺钉的定位和引孔）等。

用于连接用的孔为过盈配合，过盈量为0.1～0.2mm，用于定位用孔为间隙配合，孔径允许公差为土0.2mm（极限偏差为土0.5mm）；孔距允许公差为土0.2mm（极限偏差为土0.5mm）；孔深须大于榫插入长度0.5～1.0mm。\连接件的孔位及规格与连接件的形式及规格密切相关，具体应参照供应商提供的规格尺寸。32mm系统的生产过程中，关键是解决好板件的钻孔加工。钻孔的基本要求是按照设计要求确保孔的定位精度、尺寸精度及钻孔边缘质量三个方面。相关技术要求：1、不应使钻头形成椭圆或使钻头的直径小于孔的直径，形成扩孔或孔径不足的现象；

2、为保证钻深度一致，要求钻头的长度准确一致，深度尺寸调节准确；

3、不同型号钻头或同型号的新旧钻头不要混合装在一个钻排上；

4、为保证孔位精度，钻排之间位置精度及靠点刻度要调节准确，并在正式生产前先试制确认；

5、钻头安装要与旋转方向对应，钻头变钝要及时更换；

6、钻通孔时要在板面压一片废弃板件来防止崩缺。5.1.3钻孔设备及钻孔加工5.1.3.1简单钻孔工具：钻模可采用符合32mm系统“标准的钻孔板”或“通用钻模”等辅助定位工具来确定孔位标准钻孔板与通用钻模（a）标准钻孔模板（b）滑轨专用钻模5.1.3.2钻削动力头及排钻常见多轴钻削动力头（a）21轴钻排（b）11轴钻排

多轴钻中最重要的装置就是钻削动力头，木工多轴钻削动力头上的钻轴数一般为6～21个，呈一字排开或多轴组合，所以又称为“多轴钻座”。每个钻削动力头由一个电机带动，通过齿轮啮合，使钻轴一正一反转动，转速约为2500～3000r/min，其中最常用的为21轴和11轴。

每个钻削动力头都由一个电机带动使钻头一正一反地高速转动。采用多轴排钻时可以根据需要的孔径（6～14mm）和孔距（32mm的倍数），在相应钻座上安装相应规格的钻头，一次性完成多孔加工，提高工作效率和作业精度。排钻形式钻排分布备注水平（左）垂直（下）垂直（上）水平（右）万能排钻单排钻1（1）双排11（1）三排钻12四排钻13五排钻14（3）（1）六排钻141（自动）八排钻1421自动十排钻14（6）4（2）1自动(NC)十二排钻1641自动(NC)表5-2常见多排钻的钻排分布示例注：表中数字表示该类型钻排的数量，（）中的数字表示常见的备选方案；5.1.3.3常见排钻的钻孔作业单排钻及加工示意图双排钻三排钻三排钻的钻轴排列四排钻六排钻六排钻钻轴排列图CNC数控十四排钻在排钻作业过程中，为提高排钻的加工精度和质量，通常应注意以下几点：

1、板料尺寸必须标准，精度控制在0.5mm以内，且相邻边成直角；

2、选用与孔径要求相符的钻头，保证配合精度及钻头锋利，钻头变钝应及时整批更换；

3、钻孔前应根据图纸要求安装相应的钻头，注意钻头的安装方向，严禁装反，并调节好各钻排的深度和位置；

4、最好采用能调节长度的钻头，保证孔深加工的精度及一致性；否则同一企业应考虑钻头长度的标准化和一致性，防止混搭；

5、加工过程中尽量采用同一基准，相连接部件的相应孔位应尽可能一次性完成，防止因基准变动过多导致孔位精度下降；

6、注意压料气缸的加压位置（应在压梁正上方），防止将板料压弯变形导致孔位跑位；

7、板料定位时应靠紧靠板，较小板料或长窄板料定位时可利用辅助定位靠点（托架），防止远离靠板处孔位偏移。5.1.3.4特殊孔的钻孔作业实际生产中铰链钻孔机和锁孔钻孔机两类专用机床应用最为广泛。专用钻床：

单轴及四轴铰链钻孔机单轴及多轴木工锁孔机手工钻孔

5.1.4典型项目举例分析板式抽屉结构图及主要零件详图板式抽屉工艺路线图模块二板式部件制榫及拉槽加工5.2.1板式部件的榫槽连接※板式部件在板式家具中主要采用圆棒榫和五金连接件来连接；※在板木复合结构家具中，还常采用各种榫槽接合方式及连接木辅助固定方式。（a）英式燕尾槽接（b）直角多榫接（c）舌槽对接（d）插入榫接（e）连接木接（f）异形槽接（g）插入榫接（h）三角连接木接（i）横槽对接（j）舌槽对接（k）法式燕尾槽接（l）连接木接

传统家具中的箱框结构主要采用直角多榫和贯通燕尾榫连接，这类榫结构制作工艺较为复杂，主要靠手工开凿或简单的辅助设备来完成，生产效率很低，因而现代家具生产中几乎不再使用，只是在红木家具中还保留部分做法。

由于现代燕尾榫制作技术的发展，实际生产中广泛采用法式燕尾榫和英式燕尾榫来连接箱框，特别是抽盒结构。5.2.2现代燕尾榫制作技术图5-17燕尾榫开榫示意图图5-18手持式镂铣机及模板制作燕尾榫

燕尾榫接合属于精密度要求非常高的结构，通常要求制榫误差控制在0.2mm以内，在燕尾榫加工中，模板和刀具的精度对产品质量影响都很大，且要求二者相匹配。※普通燕尾榫机通常只能生产固定宽度的燕尾榫，这是由设备上安装的模板所决定的，常见的榫头间距为25mm；

※燕尾榫刀也应按此设计，如果刀具因磨损直径变小，或模板因磨损变形，就会影响加工精度。因而现实中的燕尾榫刀头多做成舍弃式的，一次用完后即可丢掉，图5-19连续式燕尾机作榫机图5-20数控燕尾榫作榫机5.2.3板面拉槽作业板式部件的拉槽加工最常见的设备是万能锯，可以用于板料的剖切、拉槽等作业。图5-21普通万能圆锯机图5-22带导轨万能圆锯机

板面的拉槽具体方法可参照图5-23所示，纵向拉槽时，还可以利用送材机来辅助进料，以达到连续加工的目的，提高工作效率。横向拉槽时，由于板料靠板面积小，容易跑位，所以最好使带导轨的万能锯来作业，方便高效。图5-23利用圆锯机对板面拉槽

镂铣机也是板面拉槽的常用设备，如图5-24所示。槽口的宽度取决于柄铣刀的直径，因而几乎可以不受宽度限制；而且可以利用模板来设定镂铣机的移动路径和起始点，因而可以制作各种形状的槽口；还可以通过改变刀具形状来控制槽口形状。图5-24利用镂铣机对板面拉槽5.2.4典型项目举例分析图5-25曲木面板抽屉图5-26曲木抽屉制作工艺流程图模块三板式部件表面铣型5.3.1板面雕铣技术

在板式部件表面镂铣图案或雕刻线型是家具的常用装饰方法之一。在现代家具生产中，边部的铣型常使用立轴或下轴镂铣机来完成，板面的线型则使用上轴镂铣机、数控雕刻机、CNC加工中心等设备上完成的，配以各种端铣刀，就可以进行表面浮雕或线雕加工。图5-29镂铣机工作原理1-定位销2-柄铣刀3-