![家具制造工艺及应用](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/847/916847/b_916847.jpg)
3.5 餐桌椅打样
对于实木家具来说,没有曲线造型的零部件生产加工工艺比较简单,只需要用压刨对宽厚进行精确压刨,再用双端锯精确截断即可。对于这套家具,只有椅子的后脚、靠背有一定的造型曲线,这两个部件的制作稍微繁琐。
餐桌椅的各部件都要进行1:1的放样,制作出模板,以便划线切料。在后续的加工中会多次用到这个模板,具体制作方法是:根据CAD工程图按1:1打印出实际尺寸的部件图纸,然后用胶水粘贴到层板上面,再用带锯挖型,最后砂磨成需要的大样模版。模板的尺寸就是产品的净尺寸,在后面划线的时候要注意留下加工余量,如图3-29。
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图3-29 1:1打印后拼粘
(1)后脚的制作
把打印好的纸分段粘贴在一个薄板上,形成一个完整的后脚,然后晾干,如图3-30。待胶干后,在带锯上按打印线切割,切割时应注意留有5mm左右的加工余量,切割完成后得到一个后脚模板毛料,如图3-31。然后,再在带式砂纸机上砂掉余量,得到精确的后脚模板,如图3-32。
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图3-30 椅子后脚贴纸
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图3-31 切割后脚模板
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图3-32 打磨后脚模板
为了提高实木方材的利用率,在切料前,先把各个方材进行胶拼,以形成较大面积的板材,如图3-33。
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图3-33 方材胶拼
在拼好的板材上面按照事先做好的打样模板划线,如图3-34。然后用带锯切割出毛料,挖料时也应注意留有加工余量,即可得到切割好的后脚毛料,如图3-35、图3-36。接着再次把模板放在后脚上划线,确定出加工余量,为净料加工做好准备,如图3-37。
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图3-34 按模板划线
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图3-35 切割后脚
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图3-36 初步切割好的后脚毛料
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图3-37 再次划线
划好线后,在带锯上切割掉后脚毛料的余量,如图3-38。
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图3-38 切割毛料划线以外的部分
再用平刨床加工基准面,便于下一步精确地进行定厚压刨;压刨机可以精确地调节加工尺寸,在上个工序中加工出了基准面,这样就可以进行精确的定厚压刨,如图3-39。至此,椅子后脚的侧面厚度加工完成。
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图3-39 刨加工基准面
压刨后,对后脚进行打磨,去掉毛刺,如图3-40。然后再用U形卡钉把两根后脚固定在一起,有利于两根后脚加工后尺寸一致,如图3-41。
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图3-40 单根精细打磨
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图3-41 两根后脚固定在一起
由于后脚的正面和后面找不到一个合适的加工基准面(因是异形面),因此在打样的过程中全由手工完成。当需要大批量生产时,要定制专门的模具进行铣型,整个过程使用手压式带砂机、立式砂机和平砂机完成。
将固定好的两根后脚按尺寸要求进行打磨加工,得到设计好的形态,如图3-42。对于后脚的弧线,需要手工调整带式砂纸机砂带的松紧程度,然后在砂带下面垫入已做好的曲线模板,这样就可以打磨出特定的弧线了,如图3-43。
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图3-42 两根共同精细打磨
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图3-43 垫入弧线模板精细打磨
打磨完成后,需切掉后脚两端的余量,即截断,如图3-44。一般来说,精截都会采用双端锯一次性截断,由于后足的两端成角度并不平行,因此先划线再用单片纵锯截断。
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图3-44 精断
当长、宽、高三个方向都得到精确尺寸后,才开始划线、钻孔,这样才能保证孔位的准确性,如图3-45。如果只是一件样品的制作,那么就可以直接根据图纸画线钻孔,如果是大批量生产的话,就要先调节好排钻的位置一次性完成。
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图3-45 划线钻孔
(2)靠背制作
该椅子的靠背由背板和顶子组成。背板同样需要制作出打样用的模板,然后才能根据模板划线挖料,如图3-46、图3-47所示。
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图3-46 背板侧面模板
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图3-47 划线挖料
由于背板稍宽,因此需要两块方材拼粘后才能进一步加工。在拼粘前,必须将两个粘接面刨平,然后均匀地涂上拼板胶,再用F形夹具固定好即可,待粘接牢固后再进入下一个工序加工,如图3-48。由于不可能完全拼接平整,所以在挖料的时候必须预留足够的加工余量。这属于二次拼板,而且是先挖后拼,所以预留的加工余量将更加多一点。
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图3-48 靠背拼粘
背板的正面虽然也有造型,但是很规则、对称,可以不用制作放样模板,而采用直接划线挖形的加工方法,如图3-49、图3-50。
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图3-49 背板切割
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图3-50 背板打磨
当需要做雕刻时,如果是比较规则并且可以通过计算机用二维图形直接表现的纹样,可以使用雕刻机进行雕刻,如图3-51。如果是复杂的三维图形,就必须请手艺高超的专业雕刻师傅来雕刻。
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图3-51 雕刻好的背板
顶子的制作相对较容易,只需按尺寸划线后开缺即可,如图3-52。
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图3-52 顶子开缺
(3)桌足制作
桌足的尺寸为80mm×80mm,一般不易找到这种规格尺寸的整块方材,都是由几块板材拼厚而成的。
家具企业的原材料基本都是固定的规格料,在使用的时候需要根据实际的需要进行备料。一般备用的毛料尺寸在长度方向预留10~20mm的加工余量,厚度、宽度方向预留5mm的加工余量,具体数值必须结合企业的加工工艺和加工精度来定。此次打样的餐桌足高760mm,所以备料的尺寸就是780mm,可采用定长截断机定出方材长度,如图3-53。
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图3-53 定长
定长之后,对方材进行平刨和压刨加工,得到单根方材的初步尺寸,如图3-54~图3-56所示。
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图3-54 平刨
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图3-55 压刨
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图3-56 单根方材净料
将板材的正反两面压刨平整,以便于涂胶拼粘。大面积涂胶的时候需要用滚涂机才能涂抹均匀,胶水过多或者过少都会影响拼粘的强度。小面积涂胶时,可人工操作(如图3-57),用拼板胶均匀滚涂于粘接面,然后用夹具固定好,等到牢固后再进行下一步加工,如图3-58。一般至少需要4h才会干燥,并且会因环境温度变化而变化。
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图3-57 人工涂胶
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图3-58 夹具固定
把胶拼后的方材进行平刨和压刨,如图3-59。加工这种没有曲线造型的部件时,基本上都是先刨出加工基准面,再进行精确的定厚压刨。
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图3-59 压刨定厚
由于4个桌足必须长短一致,对加工精度要求比较高,为了保证4个桌足一样长,所以选择了双端锯一次性进行精断,如图3-60。
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图3-60 双端锯精断桌足
桌足精加工完成后就可进行钻孔、攻牙了,如图3-61。对于单件样品,还是采用划线钻孔的方式。桌足与围板采用的是四合一强力连接件(半圆键与丝杆)连接结构,先将内螺纹预埋在桌足上,再用丝杆连接。
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图3-61 钻孔攻牙
(4)桌围制作
围板是经过压刨精确定厚、双端锯精断、带锯挖型和打磨表面毛刺后得到的。然后,钻孔并预埋螺母,雕刻长围上的纹样。其模板的制作、板材的切割、孔位划线和之前部件的做法基本一致,如图3-62~图3-66。
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图3-62 围板划线
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图3-63 短围切割
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图3-64 短围打磨
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图3-65 检查打磨情况
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图3-66 孔位划线
采用划线钻孔的方式,分别用不同的钻头钻出半圆键孔和丝杆孔,如图3-67、图3-68。
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图3-67 钻孔
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图3-68 钻好的孔
由于天然的木材不可避免地会存在很多缺陷,比如树节、虫眼、开裂等。在制作时,需要去掉这些缺陷,而补烂就是弥补这些缺陷,让产品有个好的表面视觉效果。首先将木材的缺陷用工具掏出来,然后填上木灰和502胶水点补即可,如图3-69。
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图3-69 围板补烂
在细作的过程中,表面的毛刺非常多,在涂装之前必须打磨光滑,在涂装的时候表面才会平整。补烂完成后,就用手提式砂机或者平砂机打磨掉表面的毛刺与补烂之处,如图3-70。为了防止木材的棱角过于尖锐,还需要对棱边倒圆角,如图3-71。直径在5mm以下的木材可以直接用砂机倒角,超过了就必须用大小相符的刀具来倒角。
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图3-70 打磨毛刺
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图3-71 倒角
(5)部件组装
在所有部件加工完成后,就可以根据设计要求将不需要拆装的部分组装。
首先组装椅子的后扇(后脚、后横、顶子、背板),用圆榫和胶把后脚与顶子、后脚与后横连接起来,再安装背板,如图3-72;其次,利用丝杆和螺丝钉把座框(前横、侧横和拉条)与后扇安装到一起,再安装前脚;最后,把坐板安装到座框上,如图3-73。
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图3-72 椅子后扇组装
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图3-73 椅子的整体安装
这时,整个安装过程就基本完成,如图3-74。部件组装主要是为了检验孔位正确与否以及测试结构的稳定性,便于及时发现问题,对不合理的地方做出调整,为以后投入大批量的生产做准备。
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图3-74 椅子组装完成
(6)涂装
实木家具长期暴露在大气当中,会受到氧气、水分、微生物等的侵蚀,造成变色、木材腐朽、湿胀、虫蛀破坏现象。在家具表面形成牢固附着的漆膜,可以有效防止大气、水分、微生物及其他腐蚀介质对家具表面的破坏以及机械损伤,抑制金属的锈蚀,从而达到延长其使用寿命的目的。所以实木家具需要进行表面涂装处理,才会经久耐用。而且油漆的颜色多彩多样、有光泽,不同材质的物件涂上涂料,可得到不同的外观,起到美化生活环境的作用。
橡胶木质地比较致密,但有时还是很容易吸水发胀或是失水开裂,所以会做两次底漆一次面漆,每次底漆后会打磨一次。
上底漆前要进行泡油,封闭木材的呼吸道,让木头不再失水或吸水,隔绝空气,防潮防虫,在使用的过程中就不会翘曲、开裂了,如图3-75。泡油之后进行细磨,第一次打磨的时候需要用砂布(平整度级别为320),如图3-76。
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图3-75 泡油后
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图3-76 泡油后打磨
在喷完一次底漆后还是用粗砂,这时候的工艺要求就比较高了。不能把覆盖的漆膜打磨掉,如果砂穿,就会影响二次底漆的平整度,进而影响到最终的油漆效果。上清漆,再打磨再上清漆再喷成柚木色。
至此,整个实木餐桌椅制作完成,得到最终产品,如图3-77。
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图3-77 实木餐桌椅成品