面向装配的实木家具设计原则与方法分析

王慧茹

摘要：在实木家具设计过程中，由于设计师对产品装配环节考虑不周，常出现设计过程与制造、装配过程脱节等失误。而基于装配工艺的设计，侧重于家具由零部件到产品整个过程的便利性，在确保有效制造的前提下，尽量缩短制造时间，降低成本；确保产品功能和质量的有效性和可靠性。本文主要针对面向装配的实木家具设计原则与方法进行简要分析。

关键词：面向装配；实木家具；设计原则；方法

前 言

在大规模定制（MassCustomization，MC）方式正迅速成为信息时代制造业发展的主流模式的背景下国内家具行业也面临着转型升级的巨大挑战。如果想要借助这阵春风，使得家具行业焕发新的生命力，就必须在家具产品生命周期中的设计、制造、装配等各个生命阶段进行全面改革，推陈出新。定制柜类家具行业作为家具行业的一个分支，其必定也要经历这样的变革，目前定制柜类家具在装配工艺的设计上，很多都是出自设计师的经验，并没有系统的理论指导和统一的标准，同时现场遇到问题时，装配工人由于缺少和设计师沟通的渠道，通常他们只能根据自己的经验来予以解决，设计师和装配工人之间无形的屏障将严重影响产品的最终质量以及用户体验。

一、现代实木家具的结构设计原则

1.现代实木家具结构的材料性原则

材料与结构是家具构成的物质技术基础。通常的实木家具是由框架结构和榫卯的结合方式构成，木材的自然结构是不可以被破坏的，因为家具是承重的，所以此举会降低木材的承重能力，因而就无法用来制作榫卯结构了。所以家具的结构方式首先是需要根据材料来判断其适合的用途，是决定结构设计的关键。

2.现代实木家具结构的工艺性原则

纯手工家具的制作效率远不能适应大众市场的需求，而且，对于家具的单个结构而言，是需要考虑零的通用化的，所以尺寸精度问题几乎无法保证。因而，机械化的加工设备、加工方式是家具生产的重要技术保障。

3.現代实木家具结构的装饰性原则

在如今的生活里，家具不仅仅只作为一种功能化产品，它也展现出人们对美的追求和渴望，更希望的是它既实用又美观，美观对于使用来说虽然次序在后，但绝非可以薄此厚彼。而家具所展现出来的美不仅是形态美，还有结构美，我认为家具结构设计所体现的装饰美不是空中楼阁，因为它的功能形式是通过其结构来实现的，而家具结构设计的理性要大过于主观感性，这种理性的美不会显得矫揉造作，榫卯结构的设计都是插接而成，是为了实现某种效用，达到既定的功能目的，所以其形成的装饰效果是十分耐人寻味的。

二、DFA产品可装配性及其评价

产品的可装配性是指在产品设计过程中所确定的关于产品的结构、材料、形状、接合方式等因素对产品装配成本、装配周期、装配效率以及装配质量等方面的影响。产品可装配性直接影响装配过程中的装配成本、装配周期、装配效率和装配质量，同时也对产品的使用寿命、使用方式、终端维护以及安全胜能等方面有着重要的影响。

影响产品可装配性的因素主要包括装配单元、装配工艺和装配资源3个方面。装配单元是决定可装配性优劣的内部因素，主要包括装配的整体外形及其装配结构。装配工艺是将零件组装成产品的具体的操作过程，主要包括产品的装配序列、装配路径、装配工位等，例如零部件之间的连接方式、是否需要辅助装配工具和装配动作的稳定性等。装配资源是指用于进行装配工作的装配夹具和工作台等，主要包括装配资源的种类、与产品配合的程度、摆放的位置等。

产品可装配性的评价方法受具体待装配产品、装配方法、装配方式等要素影响。可以从产品的技术特性、成本特性、效率特性等方面来综合判断。技术特性是指此产品的装配方法在技术上是可行的、是能够顺利进行下去的；成本特性是指此产品的装配方法相对消耗的成本较低、具有良好的经济特性；效率特性是指此产品的装配方法在装配过程中应该消耗较短的装配时间、具有较高的装配效率。

三、DFA在定制柜类家具中的应用实例

现以Y公司某款五斗柜产品A为例，详细论述DFA在定制柜类家具设计开发中的应用。

1.产品A简析

1.1产品A简介。产品A属于美式常规卧房家具中的五斗柜，其以储物功能为主，同时兼备梳妆台的功能。其主要功能部件由5个抽屉组成，用于储存衣物等生活物件，同时顶盖掀起后可以做梳妆台使用。

1.2产品A装配特点。和其他工业产品不同，家具产品的装配具有其特殊性，同时产品A作为板木结合家具，其相对于板式家具以及实木家具又有很多特殊的地方。产品A有如下装配特点：产品A的整个装配过程以手工装配为主，加以机械辅助。相对板式衣柜，产品A结构较为复杂，零散件以及装饰性零部件较多，这就使得装配工序相对较为复杂。产品A设计开发过程中，除了要考虑装配因素，还要同时考虑材料成本、机械加工环节、涂装环节等因素的影响。因为其装配工序是与制造工序、涂装工序相辅相成、不可分离的，单纯的为了简化装配动作、降低装配成本而过分增加制造或者涂装的难度及成本，这样会适得其反，增加产品生产全过程的难度和成本，所以把握好装配与制造以及涂装的关系是DFA应用的关键。产品A在进行装配设计时，要充分考虑家具的结构以及所用材料的结构，比如木材的各向异性。充分考虑家具的结构以及所用材料的结构才能够保证家具的强度和质量。

2.基于DFA的装配过程规划

基于DFA的子装配体规划。子装配体是由多个相邻或者相近的零部件组成，同时1个产品有多个子装配体组成。将产品规划成合理的子装配体可使复杂产品装配工序简单化，避免过多的零部件使产品的装配过程过于复杂。

基于DFA对产品A零部件进行调整和再设计之后，产品A依然拥有68个木质零部件，如果不做任何子装配体的规划，将这68个木质零部件以及其他功能部件串行的装配下去，会面临着工作量巨大、装配时间过长、无法进行明确分工等多重问题。

从图1可见，产品A可以分为框架和抽屉2个一级子装配体；框架可以分为10个二级子装配体，抽屉可分为3个二级子装配体；同时面板、侧板等二级子装配体又可分为多个二级子装配体；部分几级装配体还可以分为多个四级子装配体。

基于以上进行的子装配体规划，在实际装配过程中可以将框架装配、抽屉装配这2个一级子装配进行井行装配操作，同时各个二级子装配、二级子装配也可以进行井行装配操作经笔者测算，使用此种并行装配方法进行装配，原串行装配方法的I/4，极大地提高了装配效率。

四、结束语

综上所述，家具的结构设计在设计中的比重是首当其冲的，不管是什么类型的家具，不仅需要理论支持，更需要实践感受，设计之初的模拟是一回事，而加工生产时会出现很多最初没有想到的问题，因为家具的结构设计与它的材料、加工技术环节、对力的破坏检测等有太多不可分割的联系，所以只有在这些都能把握好的基础上，才能正确的设计链接方式和家具的结构。家具形态与结构的关系就如人的相貌与五官的关系，相貌就如家具的形，而五官则好比是产品结构，如果五官的位置不当，不仅形无法支撑，貌也将荡然无存。

参考文献：

[1]刘文金，唐立华.当代家具设计理论研究[M].北京：中国林业出版社，2014.

[2]朱云，申黎明.基于绿色思想的板木家具结构设计[J].包装工程，2014，20：47-50+66.