實(shí)木家具異型件該任何分類，這樣的優(yōu)化加工更高效！
查看詳情特殊的家具結(jié)構(gòu)需要特殊結(jié)構(gòu)的家具零部件構(gòu)成。這些具有特殊型面或曲面的零部件被稱為異形零部件。雖然目前中國家具產(chǎn)業(yè)發(fā)展高歌猛進(jìn)，但是其產(chǎn)品加工，尤其是異形零部件的加工 工藝和關(guān)鍵工序加工設(shè)備上仍然存在諸多問題。
當(dāng)前的異形零部件加工主要以人機(jī)互助的模式進(jìn)行，即在傳統(tǒng)手工加工的基礎(chǔ)上輔之以機(jī)械。這種方法不僅無法使得產(chǎn)品批量生產(chǎn)，嚴(yán)重影響市場(chǎng)化進(jìn)程，還會(huì)對(duì)工人的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。此外，由于異形零部件的形制各異，手工加工的產(chǎn)品往往精度較低，其可使用性低。
01 異形零部件的內(nèi)涵及加工現(xiàn)狀
01-1 異形零部件的概念
異形零部件是在家具發(fā)展的過程中，為了滿足造型的豐富和使用上的多樣化，在家具基本構(gòu)件造型上衍生出的具有各種曲面和線型的部件。它是木家具構(gòu)成中所有外形不規(guī)則零部件的總稱。這類零件通常具有不規(guī)則的外形，在家具中起裝飾作用，有些也會(huì)直接作為結(jié)構(gòu)部件，起支撐、固定等作用。
01-2 異形零部件的加工現(xiàn)狀
現(xiàn)有的實(shí)木異形零部件加工存在著一些問題，主要不足表現(xiàn)在精度差、安全性低以及效率不高等方面，為企業(yè)的生產(chǎn)和管理帶來了挑戰(zhàn)。
（1）精度問題
在精度方面，由于異形零件表面形狀和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在加工步驟上通常較為繁瑣，需要多次定位工件和確定基準(zhǔn)，在此過程中易產(chǎn)生加工誤差。在加工過程中，需要工人依靠經(jīng)驗(yàn)來手工加工零件的情況較多，不利于控制同種零件的質(zhì)量和精度。依靠模具進(jìn)行加工的零件在模具損耗時(shí)也會(huì)出現(xiàn)誤差，但此種誤差很難排除。
▲木質(zhì)異形零件加工精度現(xiàn)狀
（2）安全性問題
在安全性方面，由于異形零部件的加工技術(shù)不夠成熟，自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的成本較高，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)基本以手工進(jìn)給機(jī)床為主，數(shù)控加工設(shè)備應(yīng)用范圍較小。工人在操作機(jī)械時(shí)需要經(jīng)常手動(dòng)操作工件移動(dòng)，與高速旋轉(zhuǎn)的刀頭距離比較近，具有很高的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在對(duì)木質(zhì)零件進(jìn)行銑削、刨削和砂光等操作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的木屑，在機(jī)床周圍迅速堆積，阻礙工人的移動(dòng)和零件的運(yùn)輸，也有產(chǎn)生火災(zāi)的隱患。
▲木質(zhì)異形零件加工安全性現(xiàn)狀
（3）模板管理現(xiàn)狀
在加工效率方面，異形零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不同銑削面的形狀不盡相同，工藝特點(diǎn)也不同，加工單個(gè)零件所耗費(fèi)的工時(shí)長(zhǎng)于普通零件加工工時(shí)。異形零件的加工需要多種設(shè)備配合完成，企業(yè)的設(shè)備排布不合理也會(huì)增加工件在各個(gè)設(shè)備之間運(yùn)輸?shù)臅r(shí)長(zhǎng)，導(dǎo)致加工效率降低。而異形零件的樣式和種類多變，需多次更換刀具和模具，使整體加工效率低。
模具和刀具數(shù)量的增多也為企業(yè)管理帶來了不便，需要更大的空間來存放零件，否則雜亂的堆放會(huì)增加工人尋找所需零件的時(shí)間，降低效率。
▲木質(zhì)異形零件模板管理現(xiàn)狀
02 異形零部件的分類優(yōu)化
02-1 異形零部件優(yōu)化分類標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)前實(shí)木定制家具的設(shè)計(jì)中存在諸多問題，如制作標(biāo)準(zhǔn)缺失、自動(dòng)化比例較低等，在異形零件的生產(chǎn)加工中，此類問題表現(xiàn)得尤為突出。為了更加清晰直觀地表達(dá)異形零件的結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃和生產(chǎn)管理，提高異形零件的生產(chǎn)效率，按異形零部件在功能上的不同，將其優(yōu)化分類為裝飾性異形零件和結(jié)構(gòu)性異形零件兩大類。
02-2 異形零部件優(yōu)化分類形式
（1）裝飾性異形零件
裝飾性異形零件根據(jù)結(jié)構(gòu)樣式不同，具體分為以下幾個(gè)類型。
①雕花類零件
雕花類零件可分為平面型雕花和立體型雕花，通常具有復(fù)雜的外觀和內(nèi)部線條，增加家具的美觀程度，營(yíng)造一種富麗堂皇的視覺感受。通常采用手工雕刻的方式進(jìn)行生產(chǎn)，加工效率比較低，且加工成本比較高。
▲雕花類零件
②簡(jiǎn)單線型零件
簡(jiǎn)單線型零件通常位于家具的外框部位，可起到平衡視覺的作用。長(zhǎng)度方向上呈直線或較小弧度的曲線形，且零件最小截面具有較復(fù)雜的異形形狀，通常采用帶鋸機(jī)鋸出基本形狀后使用四面刨或銑床進(jìn)行加工，工序較簡(jiǎn)單，使用較廣泛。
▲簡(jiǎn)單線型零件
（2）結(jié)構(gòu)性異形零件
結(jié)構(gòu)性異形零件根據(jù)結(jié)構(gòu)樣式不同，具體分為以下幾個(gè)類型。
①線狀異形零件
線狀異形零件指零件在長(zhǎng)度方向上的尺度遠(yuǎn)大于寬度方向和厚度方向，整體呈線狀，通常在長(zhǎng)度方向上具有異形曲線。這類零件在家具中使用非常廣泛，或?yàn)樽酪瓮炔考氨巢康男D(zhuǎn)體零件。其加工程序較為復(fù)雜，通常不能一次成型，甚至需要使用多種機(jī)器進(jìn)行加工。
▲線狀異形零件
②面狀異形零件
面狀異形零件指零件在長(zhǎng)度及寬度方向上的尺度遠(yuǎn)大于厚度方向，整體呈面狀，通常在面積最大的面上具有異形曲線。這類零件通常用于椅子的坐面、望板和柜類面板等部位，在加工上通常使用銑床銑出異形平面的外輪廓。
▲面狀異形零件
③塊狀異形零件
塊狀異形零件指零件在長(zhǎng)度、寬度以及厚度方向上的尺度相差不多，整體呈塊狀，通常在3個(gè)方向上都具有異形曲線。這類零件在家具中通常作為沙發(fā)和茶幾的腿部，如S形腿、三彎腿等。塊狀異形零件形狀較為復(fù)雜，加工難度比較高。
▲塊狀異形零件
03 異形零部件加工過程
03-1 基本加工流程
實(shí)木家具就是以木材原料為主要材料，經(jīng)生產(chǎn)處理而制成的家具，這類家具非常受消費(fèi)者的歡迎。異形零件與普通木質(zhì)零件的加工都需要經(jīng)過干燥、配料、毛料加工、凈料加工、裝配和涂飾的過程。家具生產(chǎn)的常規(guī)加工流程如下圖所示。而異形零件與其他零件在加工上的主要區(qū)別在于凈料加工工序，且由于異形零件形狀比較多變，不同類型的異形零件在加工工藝上有一定的區(qū)別。
▲家具生產(chǎn)常規(guī)加工流程
03-2 關(guān)鍵加工工序
（1）配料
配料是家具加工的重要工序，合理的配料可以提高原材料的利用率，通過減少原材料的浪費(fèi)來降低生產(chǎn)成本。對(duì)于異形零件的配料來說，由于異形零件具有較多的異形曲線，在進(jìn)行加工時(shí)需要切削掉大量的材料，因此需要合理設(shè)計(jì)配料方案，如先劃線再進(jìn)行鋸切，或使用拼版法，將原材料拼合成一定規(guī)格的集成材，再進(jìn)行鋸切，以達(dá)到提高出材率的目的。
（2）銑型
銑型是指使用成型銑刀或端銑刀將零件加工成一定的型面或者曲面，也是異形零件成型的重要工序。使用仿形銑床可以批量生產(chǎn)曲線零件；鏤銑機(jī)可用于零件內(nèi)外的銑型或雕花等；在使用下軸銑床對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，需要注意保持刀軸的旋轉(zhuǎn)方向與木紋方向一致，否則易導(dǎo)致零件崩茬或開裂。
（3）砂光
家具零件的表面粗糙程度對(duì)涂飾質(zhì)量有著直接的影響，因此在切削過程中產(chǎn)生的不平和毛刺等缺陷需要通過砂光來去除。由于異形零件的表面形狀比較復(fù)雜，比方材和板材的砂光難度高，應(yīng)選用適合異形零部件外部輪廓的砂光機(jī)進(jìn)行砂光，以免出現(xiàn)砂光不均等缺陷。
03-3 加工過程
（1）裝飾性異形零件加工
①雕花類零件
雕花類零件是異形零件中外觀結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的零件，通常采用手工雕刻的方法，將需要加工成的花紋繪制于零件表面，由工人手工操作雕刻。也可采用數(shù)控雕刻機(jī)進(jìn)行加工，但數(shù)控雕刻機(jī)成本較高，且需要先建立三維數(shù)字模型才能進(jìn)行加工。具體加工工藝流程如下圖所示。
▲雕花類零件加工流程示意圖
②簡(jiǎn)單線型零件
簡(jiǎn)單線型零件加工比較簡(jiǎn)單，可以使用帶鋸機(jī)鋸出毛料，然后在四面刨或者銑床上進(jìn)行成型加工，工序較為簡(jiǎn)單，加工效率比較高。對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)而寬度不大的簡(jiǎn)單線型零件可以直接使用四面刨進(jìn)行加工。而由于四面刨的加工范圍有限，長(zhǎng)度和寬度都比較大的零件更適合使用銑床進(jìn)行加工。具體加工工藝流程如下圖所示。
▲簡(jiǎn)單線型零件加工流程示意圖
（2）結(jié)構(gòu)性異形零件加工
①線狀異形零件
線狀異形零件的加工方式可以分為2種，回轉(zhuǎn)體狀的異形零件可以直接使用木工車床進(jìn)行加工，而其他形狀的線狀異形零件則要根據(jù)需求在不同的形狀，在帶鋸機(jī)上進(jìn)行曲線鋸解，并在立式木工銑床上采用成型銑刀進(jìn)行加工。成型銑刀一般每次的切削量較少，應(yīng)多次切削才能完成，刀片的給進(jìn)量越高刀片的邊緣磨損程度越高，曲線直徑較大的零件還要拼板后再進(jìn)行加工。具體加工工藝流程如下圖所示。
▲線狀異形零件加工流程示意圖
②面狀異形零件
面狀異形零件具有異形曲線的一面尺寸較大，可以使用靠模銑床或者立式木工銑床進(jìn)行加工。使用靠模銑床進(jìn)行加工時(shí)，需要高精度的模板輔助操作，且在更換工件時(shí)較為不便。使用立式木工銑床進(jìn)行加工時(shí)，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要按毛料上的畫線進(jìn)行操作，精度不容易控制。具體加工工藝流程如下圖所示。
▲面狀異形零件加工流程示意圖
③塊狀異形零件
塊狀異形零件在所有異形零件中所占的數(shù)量較少，但加工工藝最為復(fù)雜。由于塊狀異形零件尺寸通常都比較大，需要先拼板才能進(jìn)行進(jìn)一步的加工。且由于塊狀異形零件具有多個(gè)彎曲角度，使用仿形銑床可以進(jìn)行高效的加工。
但仿形銑床需要預(yù)先制作金屬或其他硬度較高的零件，在步驟上比較繁瑣。或者可以直接使用CNC加工中心進(jìn)行加工，將塊狀異形零件的三維模型輸入即可實(shí)現(xiàn)高精度的加工。但傳統(tǒng)的CNC加工中心往往會(huì)受到加工線路失控、刀具行徑復(fù)雜等多方面的挑戰(zhàn)。具體加工工藝流程如下圖所示。
▲塊狀異形零件加工流程示意圖
04 異形零部件加工優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)
在對(duì)異形零件的加工進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，需要綜合考慮可能對(duì)生產(chǎn)造成影響的各種因素，如設(shè)備、工序和管理方面都會(huì)改變企業(yè)的總生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
04-1 設(shè)備優(yōu)化
加工設(shè)備對(duì)零件的質(zhì)量有直接的影響，普通的機(jī)械設(shè)備通常不能很好地適應(yīng)曲線造型零件的加工，易出現(xiàn)零件精度不夠、效率低下等問題，因此對(duì)異形零件的加工進(jìn)行優(yōu)化首先應(yīng)從設(shè)備入手，對(duì)現(xiàn)有加工設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使其更適應(yīng)異形零件復(fù)雜的表面形狀和結(jié)構(gòu)造型。
04-2 工序改良
異形零部件的加工涉及多種工序及設(shè)備，工人及工件需要頻繁在各種設(shè)備間移動(dòng)，企業(yè)的設(shè)備排布不合理也會(huì)增加工件在各個(gè)設(shè)備之間運(yùn)輸?shù)臅r(shí)長(zhǎng)，導(dǎo)致加工效率降低。合理的加工流程和工序排布對(duì)于優(yōu)化異形零件的加工也具有重要的意義。
04-3 生產(chǎn)管理優(yōu)化
異形零部件種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)其分類進(jìn)行優(yōu)化可為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供參考。使用仿形銑床進(jìn)行加工時(shí)需要使用模板來輔助加工，但模具和刀具數(shù)量的增多也為企業(yè)管理帶來了不便，需要更大的空間來存放零件，否則會(huì)增加工人尋找所需零件的時(shí)間，降低效率，因此，企業(yè)的生產(chǎn)管理問題也不容忽視。
05 結(jié)語
木質(zhì)異形零部件在家具加工中所占的比例很大，加工難度也較高，因此改進(jìn)木質(zhì)異形零部件的加工工藝對(duì)家具企業(yè)有著至關(guān)重要的影響。筆者分析了企業(yè)加工異形零件時(shí)存在的問題，從木質(zhì)異形零部件的分類優(yōu)化入手，嚴(yán)格定義了不同種類的異形零部件，并對(duì)不同類型的零件的加工過程進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
在對(duì)異形零件的分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化后，生產(chǎn)技術(shù)和管理技術(shù)對(duì)企業(yè)效率的影響也不可忽視，企業(yè)所采用的不同生產(chǎn)設(shè)備和工序流程也會(huì)影響最終的效益。
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