第9章工艺设计

家具制造工艺学家具制造工艺学第1页Furniture Manufacturing Technique 家具制造工艺学家具制造工艺学第2页家具制造工艺学家具制造工艺学本章内容9.1工艺设计的依据9.2原材料的计算9.3工艺过程的制定9.4机床设备的选择和计算9.5车间规划与设备布置第3页家具制造工艺学家具制造工艺学本章重点一、工艺设计的内容、依据和步骤二、原材料计算的方法与步骤三、工艺过程制定的原则、方法和步骤四、机床设备选择与计算、车间规划与设备布置第4页家具制造工艺学家具制造工艺学9.1.1家具生产的特点和类型9.1.2家具结构和技术条件9.1.3生产计划的编制家具制造工艺学家具制造工艺学第5页Furniture Manufacturing Technique 9.1.1家具生产的特点和类型1.家具生产特点1)原料：2)产品：3)生产工艺：4)生产方式：2.类型1)产品种类2)生产规模3)生产流水线可再生性：木质材料可再生性：木质材料多样性多样性家具制造工艺学家具制造工艺学第6页Furniture Manufacturing Technique 2.类型1)产品种类种类：实木家具、板式家具等；实木家具、板式家具等；用途：办公家具、民用家具等。

办公家具、民用家具等2)生产规模单件生产：成批生产：大量生产：特点特点工艺设计：实木家具工艺、板式家具工艺工艺设计：实木家具工艺、板式家具工艺工艺设计：一般通用工艺过程工艺设计：一般通用工艺过程工艺设计：批量最大、常生产的产品为依据工艺设计：批量最大、常生产的产品为依据工艺设计：定型产品为依据工艺设计：定型产品为依据家具制造工艺学家具制造工艺学第7页Furniture Manufacturing Technique 3)生产流水线加工工件沿着依次排列的设备或工作位置移动进行加工的生产方式间隙式生产流水线：连续式生产流水线：工序之间有缓冲仓库工序之间有缓冲仓库工艺过程的连续性、协调性和均衡性工艺过程的连续性、协调性和均衡性家具制造工艺学家具制造工艺学第8页Furniture Manufacturing Technique 9.1.2家具结构和技术条件 家具结构包括材料、形状、尺寸和结合等，影响产品的外形和强度，也和生产过程的组织、车间设备的布置密切相关1)材料选用的合理性 提高原料（尤其是贵重木材）的利用率，产品应能体现原料的价值2)零部件的互换性3)结构的工艺性 各零件是否易加工、易装配，是否适合批量生产，结构是否合理等。

4)结构的正确性抱肩榫、粽角榫家具制造工艺学家具制造工艺学第9页Furniture Manufacturing Technique 9.1.3生产计划的编制生产计划：企业全年的产品生产总量或年生产能力、生产规模1.精确计划 根据每个零件计算所需原料、设备、人工等适合于大量生产，单件生产或小批量生产，计算量过大2.折合计划1)折合系数法2)类似部件分组法3)典型工艺路线法家具制造工艺学家具制造工艺学第10页Furniture Manufacturing Technique 1)折合系数法以一种主要产品作为参考产品（称为计算制品），其他产品的劳动量（机床小时数）除以计算制品的劳动量，得到劳动量系数，再利用这个劳动量系数将其他产品折算成计算制品如下表所示：家具制造工艺学家具制造工艺学第11页Furniture Manufacturing Technique 2)类似部件分组法把所有产品中类似零部件分为一组，例如木方为一组，木框为一组，箱框一组，板式部件一组等，每一组再按尺寸大小分成小组，求其平均尺寸，按平距尺寸计算用料、机床、人工等例：在不同家具制品中，有下列一种木框共80件，确定其平均尺寸(mm)。

LBH(10001500)(400600)(2530)长L1000mm30个宽B400mm20个L1200mm20个B500mm30个L1300mm10个B600mm30个L1500mm20个厚H25mm40个 H30mm40个家具制造工艺学家具制造工艺学第12页Furniture Manufacturing Technique 折合尺寸：LBH1212.5512.527.5第13页家具制造工艺学家具制造工艺学9.2.1原材料计算9.2.2其他材料计算 主要材料包括胶料、涂料、饰面层材料、封边材料、玻璃、镜子、金属（塑料）配件等辅助材料是指砂纸、棉花团、棉纱等计算涂料、胶料等材料消耗时，首先要计算涂胶（装饰）面积家具制造工艺学家具制造工艺学第14页Furniture Manufacturing Technique n结构装配图描述家具的内外详细结构，包括零、部件的形状及其之间的连接方法n内容有：视图、尺寸、局部详图、零部件明细表、技术条件等家具制造工艺学家具制造工艺学第15页Furniture Manufacturing Technique 原材料计算明细表产品名称：五斗柜计划产量：10000件G 0.0.1 1 2 4 0 抽抽 面面 柞柞 5 6 2 2 0 5 3 3 6 2 2 0 4 5 4 6 4 8.7 屉屉 板板 木木 0 0 0 1 0 0 3 1 1.8.0 7.54 0 0 2 5 3 4 2 3 1 51 0 1 4 0 6 1家具制造工艺学家具制造工艺学第16页Furniture Manufacturing Technique 净料和毛料材积：考虑报废率时毛料材积：需用原料材积：料净出材率：式中：K为报废率；N为配料时毛料出材率。

100)100(kVVNVV100 0CBAV)()()(cCbBaAVVkVNVVC)100(1000家具制造工艺学家具制造工艺学第17页Furniture Manufacturing Technique 家具制造工艺学家具制造工艺学第18页Furniture Manufacturing Technique 原材料清单产品名称：计划产量：木质材料种类与等级 树种规格尺寸(mm)数量长度 宽度 厚度 材积(m)材积(块)1234567家具制造工艺学家具制造工艺学第19页Furniture Manufacturing Technique 胶料计算明细表产品名称：计划产量：编号零件部件名称零件部件数量胶料种类涂胶尺寸(mm)每一制品涂胶面积消耗定额(kg/m2)耗用量(kg)长度 宽度每一制品年耗用量123456789100.2610/bLnF 式中：n为消耗定额家具制造工艺学家具制造工艺学第20页Furniture Manufacturing Technique 编号零件部件名称数量零件部件涂料种类涂饰尺寸(mm)每一制品涂胶面积消耗定额(kg/m2)耗用量(kg)内表面外表面每一制品年耗用量长度宽度长度宽度内面外面12345678910111213酚酚醛醛清清漆漆0.12涂料计算明细表产品名称：计划产量：家具制造工艺学家具制造工艺学第21页Furniture Manufacturing Technique 第22页家具制造工艺学家具制造工艺学9.3.1车间和工段划分9.3.2工艺卡片编制9.3.3工艺路线图编制家具制造工艺学家具制造工艺学第23页Furniture Manufacturing Technique 9.3.1车间和工段划分原材料天然实木材料、木质人造板1)制材2)干燥3)配料4)毛料加工5)净料加工6)胶合与胶贴7)弯曲成型8)装饰9)装配制材车间干燥车间配料车间机加工成型车间装配车间家具制造工艺学家具制造工艺学第24页Furniture Manufacturing Technique 9.3.2工艺卡片编制1.工艺规程：规定生产中合理加工工艺和加工方法的技术文件。

内容：工艺卡、检验卡2.作用：1)指导生产的主要技术文件2)生产组织和管理的基本依据3)新建或扩建工厂设计的基础家具制造工艺学家具制造工艺学第25页Furniture Manufacturing Technique 加工(装配、装饰)工艺卡片制品名称：零件名称：制品中零件数量：(零件图)材料(树种、等级)：净料尺寸：毛料尺寸：倍数毛料尺寸：编号工序名称机床工作位置刀具 工具加工规程加工后的尺寸工艺质量要求工人工时定额备注名称尺寸名称编号进料速度切削速度走刀次数安装工件数机床工数铺助工数1 234 5 6 78910111213141516 17家具制造工艺学家具制造工艺学第26页Furniture Manufacturing Technique 家具制造工艺学家具制造工艺学第27页Furniture Manufacturing Technique 9.3.3工艺路线图编制 工艺路线图规定家具生产中的所有零件及产品的加工的步骤、要求及设备、人员等编号零件名称尺寸(mm)设备工作位置画线台线锯机械纵解圆锯手工纵解圆锯平刨补节机四面刨双端开榫机铣床打眼机工序名称板材画线截断纵解纵解 基准加工补节四面刨削开榫型面铣削打榫眼1 2 家具制造工艺学家具制造工艺学第28页Furniture Manufacturing Technique 工艺路线图尽量不出现倒流现象及增补机床。

尽量选用流水线生产、尽量用自动化程度高的设备；尽量缩短生产周期第29页家具制造工艺学家具制造工艺学9.4.1机床设备选择9.4.2机床设备和工作位置计算9.4.3设备负荷的平衡和调整9.4.4设备清单编制家具制造工艺学家具制造工艺学第30页Furniture Manufacturing Technique 9.4.1机床设备选择 设备的选择主要考虑设备的加工能力、最大加工尺寸、加工精度等是否能满足工艺需要，也要考虑设备的机械化程度设备选择原则：1)技术上先进；2)性能上可靠；3)生产上可行；4)使用上方便；5)经济上合理家具制造工艺学家具制造工艺学第31页Furniture Manufacturing Technique 9.4.2机床设备和工作位置计算按年生产计划所需的机床小时数T：T=tAnK(小时)式中：t-零件加工的工时定额(min)、A-年生产计划产量、n-零件在制品中的数量、K-零件报废的系数(k1)按年生产计划在该工序上所需的机床小时数TT=T1+T2+T3+Tn 式中：T1、T2、T3等分别为按年生产计划各种零件在该工序上所需的机床小时数家具制造工艺学家具制造工艺学第32页Furniture Manufacturing Technique 常用机床的工时定额：（一）截锯定额 1、方木类 定额定额(块块/小时小时)料长料长(mm)料厚料厚(mm)15以下以下16-2526-3536-5051以上以上250以下以下140011001000820670251-50012001000900800650510-7501000900750700500760-10009007007006004501010-12508006506005003301260-15006506005004103001510-17506005044563602701760-20005764324032882202010-22505043603002161602250以上以上458288240144100家具制造工艺学家具制造工艺学第33页Furniture Manufacturing Technique 机床全年拥有的机床小时数M：M=365-(D1+7+D2)CSK 式中：D1-年星期休息日(双休日D1=104天)365-年的总天数、7-年的公休日D2-年的大修日和小修日(D2=2-4天)C-工作班数S-每班工作小时数K-修理系数(复杂设备K=0.93-0.95，简单设备或工作位置K=0.98-1)家具制造工艺学家具制造工艺学第34页Furniture Manufacturing Technique 计算机床或工作台的数量：计算结果的小数部分不足0.25舍去，超过0.25按1计算。

计算设备的负荷率：TTn/100nTTp编号设备与工作位置计划产量需要机床小时数全年拥有机床小时数工作班数机床和工作位置计算数机床或工作采用位置数负荷率(%)12345678横截锯3000450020.67167顺锯7000450021.56278家具制造工艺学家具制造工艺学第35页Furniture Manufacturing Technique 9.4.3设备负荷的平衡和调整 负荷率超过100，其部分工作可分给其他机床，也可更换生产能力更大的设备设备平均负荷率应在70以上负荷率很低的机床可以取消，其工作用其他机床代替机机床床生 产 量90%100%110%120%130%负荷负荷(%)机床台数机床台数(台台)负荷负荷(%)机床台数机床台数(台台)负荷负荷(%)机床台数机床台数(台台)负荷负荷(%)机床台数机床台数(台台)负荷负荷(%)机床台数机床台数(台台)A7828629521032743B10527838639331013C811901991542592D631701771811911合计合计67789平均平均8581898582家具制造工艺学家具制造工艺学第36页Furniture Manufacturing Technique 多台相同的机床可以考虑用一台生产能力更大的机床代替。

如果产量允许调整，也可以通过调整产量来提高生被平均负荷率（比如产量增大10、20、30重新计算）9.4.4设备清单编制编号设备名称型号数量(台)刀具转速进料速度加工工件尺寸转动类型电机台数(台)电机功率(kw)机床重量(kg)机床外形尺寸(mm)单价(元)总价(元)生产厂家备注123456791011128131415 16第37页家具制造工艺学家具制造工艺学9.5.1工作位置组织9.5.2车间面积计算9.5.3车间建筑规划9.5.4车间设备布置家具制造工艺学家具制造工艺学第38页Furniture Manufacturing Technique 9.5.1工作位置组织 工作位置的组织就是沿着家具生产的工艺流水线方向，合理安排操作工人、加工设备、工作台和工件之间的相互位置需要考虑原料和产品的运输方便，工人操作方便，设备维修方便工作台的高度一般为800mm，其他如材料的堆放位置、高度、宽度等及机床的位置组织锯机的工作位置家具制造工艺学家具制造工艺学第39页Furniture Manufacturing Technique 刨床的工作位置家具制造工艺学家具制造工艺学第40页Furniture Manufacturing Technique 9.5.2车间面积计算 家具生产中各车间的生产面积平均标准：配料车间45-55 m2，加工车间30-40 m2。

车间概略的面积的计算：S=1.2S1+S2(m2)式中：S车间总需概略面积(m2)S1机床和工作位置占用面积的总和(m2)S2中间缓冲仓库的面积，S2=LbntK(m2)在设计各个车间（或工段）的生产面积时，可先根据概略指标来确定各种设备占用生产面积平均值，如表所示家具制造工艺学家具制造工艺学第41页Furniture Manufacturing Technique 车间概略的面积：在生产面积平均值中，包括通道和原材料堆所占用的面积，大约为40%而设备和设备占用面积仅为60%此外，还应单独考虑办公室、辅助房间的面积以及中间仓库所占用面积等车间名称单台设备及工作位置占用生产面积平均标准（m2）中型产品（家具）小型产品（椅、音箱壳）配料车间45554555加工车间30402530装配车间25402030家具制造工艺学家具制造工艺学第42页Furniture Manufacturing Technique 9.5.3车间建筑规划根据设计任务书、生产计划、产品特点、工艺过程方案及工艺技术要求，按照国家建筑规范的标准来设计车间车间规划是工艺设计的集中表现以上各项计算、分析、论证的结果，经过调整，平衡或优选后确定的方案和各种数据，都将在车间规划中付诸实现。

n流水线长度不同时，车间可建成台阶式建筑家具制造工艺学家具制造工艺学第43页Furniture Manufacturing Technique n两条流水线混合时的建筑n有特殊要求的加工环境可单独设置或在车间内隔出家具制造工艺学家具制造工艺学第44页Furniture Manufacturing Technique 9.5.4车间设备布置 1、按类布置 把同类设备按加工顺序来布置；优点：便于管理同类设备缺点：可能出现倒流现象适用于工艺过程简单、工序少、工件沿工艺流水线方向移动距离短和生产量大，有时可以根据产量同时布置几条平行作业线2、按加工顺序布置 按照各种零件加工工艺的相似性，兼顾某些零件加工的实际需要来布置加工设备适合于多品种和多零件的家具生产家具制造工艺学家具制造工艺学第45页Furniture Manufacturing Technique 3、布置的原则1)机床与墙壁a、机床与侧墙b、机床与端墙2)机床与中柱3)机床前后家具制造工艺学家具制造工艺学第46页Furniture Manufacturing Technique 4)通道装置 a、主通道 手推车单向运输，宽度为2.0m，双向运输时宽度为3.0m；电动小车单向运输，宽度为2.0m，双向运输时宽度为3.6m。

b、横向通道 每50m处应设一条横向工艺通道，宽度为2m5)机床在车间内的排列 9-12米跨度排2列，15-18米跨度排3-4列家具制造工艺学家具制造工艺学第47页Furniture Manufacturing Technique 厂区规划图家具制造工艺学家具制造工艺学第48页Furniture Manufacturing Technique 家具制造工艺学家具制造工艺学第49页Furniture Manufacturing Technique 车间平面布置图家具制造工艺学家具制造工艺学第50页Furniture Manufacturing Technique 车间设备平面布置图家具制造工艺学家具制造工艺学第51页Furniture Manufacturing Technique 第52页家具制造工艺学家具制造工艺学本章重点一、工艺设计的内容、依据和步骤二、原材料计算的方法与步骤三、工艺过程制定的原则、方法和步骤四、机床设备选择与计算、车间规划与设备布置。