《家具生產(chǎn)工藝》課程課件-9工藝設(shè)計(jì)

家具制造工藝學(xué)[本章內(nèi)容]9.1工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)9.2原材料的計(jì)算9.3工藝過(guò)程的制定9.4機(jī)床設(shè)備的選擇和計(jì)算9.5車間規(guī)劃與設(shè)備布置[本章重點(diǎn)]一、工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容、依據(jù)和步驟二、原材料計(jì)算的方法與步驟三、工藝過(guò)程制定的原則、方法和步驟四、機(jī)床設(shè)備選擇與計(jì)算、車間規(guī)劃與設(shè)備布置9.1.1家具生產(chǎn)的特點(diǎn)和類型9.1.2家具結(jié)構(gòu)和技術(shù)條件9.1.3生產(chǎn)計(jì)劃的編制9.1.1家具生產(chǎn)的特點(diǎn)和類型

1.家具生產(chǎn)特點(diǎn)

1)原料：

2)產(chǎn)品：

3)生產(chǎn)工藝：

4)生產(chǎn)方式：

2.類型1)產(chǎn)品種類2)生產(chǎn)規(guī)模3)生產(chǎn)流水線可再生性：木質(zhì)材料多樣性

2.類型1)產(chǎn)品種類種類：實(shí)木家具、板式家具等；用途：辦公家具、民用家具等。

2)生產(chǎn)規(guī)模單件生產(chǎn)：成批生產(chǎn)：大量生產(chǎn)：

特點(diǎn)工藝設(shè)計(jì)：實(shí)木家具工藝、板式家具工藝。工藝設(shè)計(jì)：一般通用工藝過(guò)程。工藝設(shè)計(jì)：批量最大、常生產(chǎn)的產(chǎn)品為依據(jù)工藝設(shè)計(jì)：定型產(chǎn)品為依據(jù)。3)生產(chǎn)流水線加工工件沿著依次排列的設(shè)備或工作位置移動(dòng)進(jìn)行加工的生產(chǎn)方式。

間隙式生產(chǎn)流水線：

連續(xù)式生產(chǎn)流水線：工序之間有緩沖倉(cāng)庫(kù)工藝過(guò)程的連續(xù)性、協(xié)調(diào)性和均衡性。9.1.2家具結(jié)構(gòu)和技術(shù)條件

家具結(jié)構(gòu)包括材料、形狀、尺寸和結(jié)合等，影響產(chǎn)品的外形和強(qiáng)度，也和生產(chǎn)過(guò)程的組織、車間設(shè)備的布置密切相關(guān)。

1)材料選用的合理性

提高原料（尤其是貴重木材）的利用率，產(chǎn)品應(yīng)能體現(xiàn)原料的價(jià)值。

2)零部件的互換性

3)結(jié)構(gòu)的工藝性各零件是否易加工、易裝配，是否適合批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)是否合理等。

4)結(jié)構(gòu)的正確性抱肩榫、粽角榫9.1.3生產(chǎn)計(jì)劃的編制

生產(chǎn)計(jì)劃：企業(yè)全年的產(chǎn)品生產(chǎn)總量或年生產(chǎn)能力、生產(chǎn)規(guī)模。

1.精確計(jì)劃根據(jù)每個(gè)零件計(jì)算所需原料、設(shè)備、人工等。適合于大量生產(chǎn)，單件生產(chǎn)或小批量生產(chǎn)，計(jì)算量過(guò)大。

2.折合計(jì)劃1)折合系數(shù)法2)類似部件分組法3)典型工藝路線法

1)折合系數(shù)法以一種主要產(chǎn)品作為參考產(chǎn)品（稱為計(jì)算制品），其他產(chǎn)品的勞動(dòng)量（機(jī)床小時(shí)數(shù)）除以計(jì)算制品的勞動(dòng)量，得到勞動(dòng)量系數(shù)，再利用這個(gè)勞動(dòng)量系數(shù)將其他產(chǎn)品折算成計(jì)算制品。如下表所示：

2)類似部件分組法把所有產(chǎn)品中類似零部件分為一組，例如木方為一組，木框?yàn)橐唤M，箱框一組，板式部件一組等，每一組再按尺寸大小分成小組，求其平均尺寸，按平距尺寸計(jì)算用料、機(jī)床、人工等。例：在不同家具制品中，有下列一種木框共80件，確定其平均尺寸(mm)。L×B×H＝(1000~1500)×(400~600)×(25~30)長(zhǎng)L＝1000mm

30個(gè)寬B＝400mm

20個(gè)

L＝1200mm

20個(gè)B＝500mm

30個(gè)

L＝1300mm

10個(gè)B＝600mm

30個(gè)

L＝1500mm

20個(gè)厚H＝25mm

40個(gè)H＝30mm

40個(gè)

折合尺寸：L×B×H＝1212.5×512.5×27.59.2.1原材料計(jì)算9.2.2其他材料計(jì)算主要材料包括膠料、涂料、飾面層材料、封邊材料、玻璃、鏡子、金屬（塑料）配件等。輔助材料是指砂紙、棉花團(tuán)、棉紗等。計(jì)算涂料、膠料等材料消耗時(shí)，首先要計(jì)算涂膠（裝飾）面積。結(jié)構(gòu)裝配圖描述家具的內(nèi)外詳細(xì)結(jié)構(gòu)，包括零、部件的形狀及其之間的連接方法。內(nèi)容有：視圖、尺寸、局部詳圖、零部件明細(xì)表、技術(shù)條件等。原材料計(jì)算明細(xì)表產(chǎn)品名稱：五斗柜計(jì)劃產(chǎn)量：10000件

G0.0.11240抽面柞562205336220454648.7屜板木000100311.8.07.540

02534231510

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061凈料和毛料材積：考慮報(bào)廢率時(shí)毛料材積：需用原料材積：料凈出材率：式中：K為報(bào)廢率；N為配料時(shí)毛料出材率。原材料清單產(chǎn)品名稱：

計(jì)劃產(chǎn)量：

木質(zhì)材料種類與等級(jí)樹種規(guī)格尺寸(mm)數(shù)量長(zhǎng)度寬度厚度材積(m)材積(塊)1234567膠料計(jì)算明細(xì)表產(chǎn)品名稱：

計(jì)劃產(chǎn)量：

編號(hào)零件部件名稱零件部件數(shù)量膠料種類涂膠尺寸(mm)每一制品涂膠面積消耗定額(kg/m2)耗用量(kg)長(zhǎng)度寬度每一制品年耗用量123456789100.2式中：n為消耗定額。編號(hào)零件部件名稱數(shù)量零件部件涂料種類涂飾尺寸(mm)每一制品涂膠面積消耗定額(kg/m2)耗用量(kg)內(nèi)表面外表面每一制品年耗用量長(zhǎng)度寬度長(zhǎng)度寬度內(nèi)面外面12345678910111213酚醛清漆0.12涂料計(jì)算明細(xì)表產(chǎn)品名稱：

計(jì)劃產(chǎn)量：

9.3.1車間和工段劃分9.3.2工藝卡片編制9.3.3工藝路線圖編制9.3.1車間和工段劃分原材料－天然實(shí)木材料、木質(zhì)人造板

1)制材

2)干燥

3)配料

4)毛料加工

5)凈料加工

6)膠合與膠貼

7)彎曲成型

8)裝飾

9)裝配制材車間干燥車間配料車間機(jī)加工成型車間裝配車間9.3.2工藝卡片編制

1.工藝規(guī)程：

規(guī)定生產(chǎn)中合理加工工藝和加工方法的技術(shù)文件。內(nèi)容：工藝卡、檢驗(yàn)卡

2.作用：1)指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件2)生產(chǎn)組織和管理的基本依據(jù)3)新建或擴(kuò)建工廠設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)加工(裝配、裝飾)工藝卡片制品名稱：零件名稱：制品中零件數(shù)量：

(零件圖)材料(樹種、等級(jí))：

凈料尺寸：

毛料尺寸：

倍數(shù)毛料尺寸：

編號(hào)工序名稱機(jī)床工作位置刀具工具加工規(guī)程加工后的尺寸工藝質(zhì)量要求工人工時(shí)定額備注名稱尺寸名稱編號(hào)進(jìn)料速度切削速度走刀次數(shù)安裝工件數(shù)機(jī)床工數(shù)鋪助工數(shù)12345678910111213141516179.3.3工藝路線圖編制工藝路線圖規(guī)定家具生產(chǎn)中的所有零件及產(chǎn)品的加工的步驟、要求及設(shè)備、人員等。編號(hào)零件名稱尺寸(mm)設(shè)備工作位置畫線臺(tái)線鋸機(jī)械縱解圓鋸手工縱解圓鋸平刨補(bǔ)節(jié)機(jī)四面刨雙端開(kāi)榫機(jī)銑床打眼機(jī)……工序名稱板材畫線截?cái)嗫v解縱解基準(zhǔn)加工補(bǔ)節(jié)四面刨削開(kāi)榫型面銑削打榫眼……1⊙－⊙－⊙－－⊙－⊙－⊙－－⊙－⊙2⊙－－⊙－⊙－－－⊙－⊙－⊙3⊙－－⊙－－－－－⊙－⊙－⊙……

工藝路線圖盡量不出現(xiàn)倒流現(xiàn)象及增補(bǔ)機(jī)床。盡量選用流水線生產(chǎn)、盡量用自動(dòng)化程度高的設(shè)備；盡量縮短生產(chǎn)周期。

9.4.1機(jī)床設(shè)備選擇9.4.2機(jī)床設(shè)備和工作位置計(jì)算9.4.3設(shè)備負(fù)荷的平衡和調(diào)整9.4.4設(shè)備清單編制9.4.1機(jī)床設(shè)備選擇設(shè)備的選擇主要考慮設(shè)備的加工能力、最大加工尺寸、加工精度等是否能滿足工藝需要，也要考慮設(shè)備的機(jī)械化程度。

設(shè)備選擇原則：1)技術(shù)上先進(jìn)；2)性能上可靠；

3)生產(chǎn)上可行；4)使用上方便；5)經(jīng)濟(jì)上合理。9.4.2機(jī)床設(shè)備和工作位置計(jì)算

按年生產(chǎn)計(jì)劃所需的機(jī)床小時(shí)數(shù)T：

T=t·A·n·K(小時(shí))

式中：t-零件加工的工時(shí)定額(min)、 A-年生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)量、 n-零件在制品中的數(shù)量、 K-零件報(bào)廢的系數(shù)(k＞1)按年生產(chǎn)計(jì)劃在該工序上所需的機(jī)床小時(shí)數(shù)∑T。

∑T=T1+T2+T3+…+Tn式中：T1、T2、T3等分別為按年生產(chǎn)計(jì)劃各種零件在該工序上所需的機(jī)床小時(shí)數(shù)。常用機(jī)床的工時(shí)定額：（一）截鋸定額

1、方木類定額(塊/小時(shí))料長(zhǎng)(mm)料厚(mm)15以下16-2526-3536-5051以上250以下140011001000820670251-50012001000900800650510-7501000900750700500760-10009007007006004501010-12508006506005003301260-15006506005004103001510-17506005044563602701760-20005764324032882202010-22505043603002161602250以上458288240144100機(jī)床全年擁有的機(jī)床小時(shí)數(shù)M：M=[365-(D1+7+D2)]C·S·K式中：D1-年星期休息日(雙休日D1=104天)

365-年的總天數(shù)、7-年的公休日

D2-年的大修日和小修日(D2=2-4天)

C-工作班數(shù)

S-每班工作小時(shí)數(shù) K-修理系數(shù)(復(fù)雜設(shè)備K=0.93-0.95，簡(jiǎn)單設(shè)備或工作位置K=0.98-1)計(jì)算機(jī)床或工作臺(tái)的數(shù)量：

計(jì)算結(jié)果的小數(shù)部分不足0.25舍去，超過(guò)0.25按1計(jì)算。計(jì)算設(shè)備的負(fù)荷率：編號(hào)設(shè)備與工作位置計(jì)劃產(chǎn)量需要機(jī)床小時(shí)數(shù)全年擁有機(jī)床小時(shí)數(shù)工作班數(shù)機(jī)床和工作位置計(jì)算數(shù)機(jī)床或工作采用位置數(shù)負(fù)荷率(%)12345678橫截鋸3000450020.67167順鋸7000450021.562789.4.3設(shè)備負(fù)荷的平衡和調(diào)整

負(fù)荷率超過(guò)100％，其部分工作可分給其他機(jī)床，也可更換生產(chǎn)能力更大的設(shè)備。設(shè)備平均負(fù)荷率應(yīng)在70％以上。

負(fù)荷率很低的機(jī)床可以取消，其工作用其他機(jī)床代替。機(jī)床生產(chǎn)量90%100%110%120%130%負(fù)荷(%)機(jī)床臺(tái)數(shù)(臺(tái))負(fù)荷(%)機(jī)床臺(tái)數(shù)(臺(tái))負(fù)荷(%)機(jī)床臺(tái)數(shù)(臺(tái))負(fù)荷(%)機(jī)床臺(tái)數(shù)(臺(tái))負(fù)荷(%)機(jī)床臺(tái)數(shù)(臺(tái))A7828629521032743B10527838639331013C811901991542592D631701771811911合計(jì)67789平均85818985

82多臺(tái)相同的機(jī)床可以考慮用一臺(tái)生產(chǎn)能力更大的機(jī)床代替。如果產(chǎn)量允許調(diào)整，也可以通過(guò)調(diào)整產(chǎn)量來(lái)提高生被平均負(fù)荷率（比如產(chǎn)量增大10％、20％、30％重新計(jì)算）。9.4.4設(shè)備清單編制編號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量(臺(tái))刀具轉(zhuǎn)速進(jìn)料速度加工工件尺寸轉(zhuǎn)動(dòng)類型電機(jī)臺(tái)數(shù)(臺(tái))電機(jī)功率(kw)機(jī)床重量(kg)機(jī)床外形尺寸(mm)單價(jià)(元)總價(jià)(元)生產(chǎn)廠家備注123456791011128131415169.5.1工作位置組織9.5.2車間面積計(jì)算9.5.3車間建筑規(guī)劃9.5.4車間設(shè)備布置9.5.1工作位置組織工作位置的組織就是沿著家具生產(chǎn)的工藝流水線方向，合理安排操作工人、加工設(shè)備、工作臺(tái)和工件之間的相互位置。需要考慮原料和產(chǎn)品的運(yùn)輸方便，工人操作方便，設(shè)備維修方便。工作臺(tái)的高度一般為800mm，其他如材料的堆放位置、高度、寬度等及機(jī)床的位置組織。

鋸機(jī)的工作位置刨床的工作位置9.5.2車間面積計(jì)算家具生產(chǎn)中各車間的生產(chǎn)面積平均標(biāo)準(zhǔn)：配料車間45-55m2，加工車間30-40m2

。車間概略的面積的計(jì)算：

S=1.2∑S1+S2(m2)式中：S－車間總需概略面積(m2)

∑S1－機(jī)床和工作位置占用面積的總和(m2)

S2－中間緩沖倉(cāng)庫(kù)的面積，S2=LbntK(m2)在設(shè)計(jì)各個(gè)車間（或工段）的生產(chǎn)面積時(shí)，可先根據(jù)概略指標(biāo)來(lái)確定。各種設(shè)備占用生產(chǎn)面積平均值，如表所示。

車間概略的面積：在生產(chǎn)面積平均值中，包括通道和原材料堆所占用的面積，大約為40%。而設(shè)備和設(shè)備占用面積僅為60%。此外，還應(yīng)單獨(dú)考慮辦公室、輔助房間的面積以及中間倉(cāng)庫(kù)所占用面積等。

車間名稱單臺(tái)設(shè)備及工作位置占用生產(chǎn)面積平均標(biāo)準(zhǔn)（m2）中型產(chǎn)品（家具）小型產(chǎn)品（椅、音箱殼）配料車間45～5545～55加工車間30～4025～30裝配車間25～4020～30涂飾車間25～3520～30機(jī)修車間15～1815～189.5.3車間建筑規(guī)劃

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書、生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品特點(diǎn)、工藝過(guò)程方案及工藝技術(shù)要求，按照國(guó)家建筑規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)車間。車間規(guī)劃是工藝設(shè)計(jì)的集中表現(xiàn)。以上各項(xiàng)計(jì)算、分析、論證的結(jié)果，經(jīng)過(guò)調(diào)整