實木傢俱異型件該任何分類，這樣的最佳化加工更高效

特殊的傢俱結構需要特殊結構的傢俱零部件構成。這些具有特殊型面或曲面的零部件被稱為異形零部件。雖然目前中國傢俱產業發展高歌猛進，但是其產品加工，尤其是異形零部件的加工 工藝和關鍵工序加工裝置上仍然存在諸多問題。

當前的異形零部件加工主要以人機互助的模式進行，即在傳統手工加工的基礎上輔之以機械。這種方法不僅無法使得產品批次生產，嚴重影響市場化程序，還會對工人的生命財產安全造成威脅。此外，由於異形零部件的形制各異，手工加工的產品往往精度較低，其可使用性低。

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異形零部件的內涵及加工現狀

01-1 異形零部件的概念

異形零部件是在傢俱發展的過程中，為了滿足造型的豐富和使用上的多樣化，在傢俱基本構件造型上衍生出的具有各種曲面和線型的部件。它是木傢俱構成中所有外形不規則零部件的總稱。這類零件通常具有不規則的外形，在傢俱中起裝飾作用，有些也會直接作為結構部件，起支撐、固定等作用。

01-2 異形零部件的加工現狀

現有的實木異形零部件加工存在著一些問題，主要不足表現在精度差、安全性低以及效率不高等方面，為企業的生產和管理帶來了挑戰。

1）精度問題

在精度方面，由於異形零件表面形狀和結構比較複雜，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，在此過程中易產生加工誤差。在加工過程中，需要工人依靠經驗來手工加工零件的情況較多，不利於控制同種零件的質量和精度。依靠模具進行加工的零件在模具損耗時也會出現誤差，但此種誤差很難排除。

▲木質異形零件加工精度現狀

2）安全性問題

在安全性方面，由於異形零部件的加工技術不夠成熟，自動化機械裝置的成本較高，國內大多數企業基本以手工進給機床為主，數控加工裝置應用範圍較小。工人在操作機械時需要經常手動操作工件移動，與高速旋轉的刀頭距離比較近，具有很高的安全風險。同時，在對木質零件進行銑削、刨削和砂光等操作時，會產生大量的木屑，在機床周圍迅速堆積，阻礙工人的移動和零件的運輸，也有產生火災的隱患。

▲木質異形零件加工安全性現狀

3）模板管理現狀

在加工效率方面，異形零件的結構比較複雜，不同銑削麵的形狀不盡相同，工藝特點也不同，加工單個零件所耗費的工時長於普通零件加工工時。異形零件的加工需要多種裝置配合完成，企業的裝置排布不合理也會增加工件在各個裝置之間運輸的時長，導致加工效率降低。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。

模具和刀具數量的增多也為企業管理帶來了不便，需要更大的空間來存放零件，否則雜亂的堆放會增加工人尋找所需零件的時間，降低效率。

▲木質異形零件模板管理現狀

02

異形零部件的分類最佳化

02-1 異形零部件最佳化分類標準

當前實木定製傢俱的設計中存在諸多問題，如製作標準缺失、自動化比例較低等，在異形零件的生產加工中，此類問題表現得尤為突出。為了更加清晰直觀地表達異形零件的結構，便於進行設計規劃和生產管理，提高異形零件的生產效率，按異形零部件在功能上的不同，將其最佳化分類為裝飾性異形零件和結構性異形零件兩大類。

02-2 異形零部件最佳化分類形式

1）裝飾性異形零件

裝飾性異形零件根據結構樣式不同，具體分為以下幾個型別。

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，通常具有複雜的外觀和內部線條，增加傢俱的美觀程度，營造一種富麗堂皇的視覺感受。通常採用手工雕刻的方式進行生產，加工效率比較低，且加工成本比較高。

▲雕花類零件

②簡單線型零件

簡單線型零件通常位於傢俱的外框部位，可起到平衡視覺的作用。長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複雜的異形形狀，通常採用帶鋸機鋸出基本形狀後使用四面刨或銑床進行加工，工序較簡單，使用較廣泛。

▲簡單線型零件

2）結構性異形零件

結構性異形零件根據結構樣式不同，具體分為以下幾個型別。

①線狀異形零件

線狀異形零件指零件在長度方向上的尺度遠大於寬度方向和厚度方向，整體呈線狀，通常在長度方向上具有異形曲線。這類零件在傢俱中使用非常廣泛，或為桌椅腿部及背部的旋轉體零件。其加工程式較為複雜，通常不能一次成型，甚至需要使用多種機器進行加工。

▲線狀異形零件

②面狀異形零件

面狀異形零件指零件在長度及寬度方向上的尺度遠大於厚度方向，整體呈面狀，通常在面積最大的面上具有異形曲線。這類零件通常用於椅子的坐面、望板和櫃類面板等部位，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個方向上都具有異形曲線。這類零件在傢俱中通常作為沙發和茶几的腿部，如S形腿、三彎腿等。塊狀異形零件形狀較為複雜，加工難度比較高。

▲塊狀異形零件

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異形零部件加工過程

03-1 基本加工流程

實木傢俱就是以木材原料為主要材料，經生產處理而製成的傢俱，這類傢俱非常受消費者的歡迎。異形零件與普通木質零件的加工都需要經過乾燥、配料、毛料加工、淨料加工、裝配和塗飾的過程。傢俱生產的常規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別在於淨料加工工序，且由於異形零件形狀比較多變，不同型別的異形零件在加工工藝上有一定的區別。

▲傢俱生產常規加工流程

03-2 關鍵加工工序

1）配料

配料是傢俱加工的重要工序，合理的配料可以提高原材料的利用率，透過減少原材料的浪費來降低生產成本。對於異形零件的配料來說，由於異形零件具有較多的異形曲線，在進行加工時需要切削掉大量的材料，因此需要合理設計配料方案，如先劃線再進行鋸切，或使用拼版法，將原材料拼合成一定規格的整合材，再進行鋸切，以達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次生產曲線零件；鏤銑機可用於零件內外的銑型或雕花等；在使用下軸銑床對零件進行加工時，需要注意保持刀軸的旋轉方向與木紋方向一致，否則易導致零件崩茬或開裂。

3）砂光

傢俱零件的表面粗糙程度對塗飾質量有著直接的影響，因此在切削過程中產生的不平和毛刺等缺陷需要透過砂光來去除。由於異形零件的表面形狀比較複雜，比方材和板材的砂光難度高，應選用適合異形零部件外部輪廓的砂光機進行砂光，以免出現砂光不均等缺陷。

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構最為複雜的零件，通常採用手工雕刻的方法，將需要加工成的花紋繪製於零件表面，由工人手工操作雕刻。也可採用數控雕刻機進行加工，但數控雕刻機成本較高，且需要先建立三維數字模型才能進行加工。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簡單線型零件

簡單線型零件加工比較簡單，可以使用帶鋸機鋸出毛料，然後在四面刨或者銑床上進行成型加工，工序較為簡單，加工效率比較高。對於長度較長而寬度不大的簡單線型零件可以直接使用四面刨進行加工。而由於四面刨的加工範圍有限，長度和寬度都比較大的零件更適合使用銑床進行加工。具體加工工藝流程如下圖所示。

▲簡單線型零件加工流程示意圖

2）結構性異形零件加工

①線狀異形零件

線狀異形零件的加工方式可以分為2種，迴轉體狀的異形零件可以直接使用木工車床進行加工，而其他形狀的線狀異形零件則要根據需求在不同的形狀，在帶鋸機上進行曲線鋸解，並在立式木工銑床上採用成型銑刀進行加工。成型銑刀一般每次的切削量較少，應多次切削才能完成，刀片的給進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後再進行加工。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行加工。使用靠模銑床進行加工時，需要高精度的模板輔助操作，且在更換工件時較為不便。使用立式木工銑床進行加工時，操作相對簡單，但需要按毛料上的畫線進行操作，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佔的數量較少，但加工工藝最為複雜。由於塊狀異形零件尺寸通常都比較大，需要先拼板才能進行進一步的加工。且由於塊狀異形零件具有多個彎曲角度，使用仿形銑床可以進行高效的加工。

但仿形銑床需要預先製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加工中心進行加工，將塊狀異形零件的三維模型輸入即可實現高精度的加工。但傳統的CNC加工中心往往會受到加工線路失控、刀具行徑複雜等多方面的挑戰。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

異形零部件加工最佳化關鍵技術

在對異形零件的加工進行最佳化時，需要綜合考慮可能對生產造成影響的各種因素，如裝置、工序和管理方面都會改變企業的總生產效率和產品質量。

04-1 裝置最佳化

加工裝置對零件的質量有直接的影響，普通的機械裝置通常不能很好地適應曲線造型零件的加工，易出現零件精度不夠、效率低下等問題，因此對異形零件的加工進行最佳化首先應從裝置入手，對現有加工裝置進行改進，使其更適應異形零件複雜的表面形狀和結構造型。

04-2 工序改良

異形零部件的加工涉及多種工序及裝置，工人及工件需要頻繁在各種裝置間移動，企業的裝置排布不合理也會增加工件在各個裝置之間運輸的時長，導致加工效率降低。合理的加工流程和工序排布對於最佳化異形零件的加工也具有重要的意義。

04-3 生產管理最佳化

異形零部件種類繁多，結構複雜，對其分類進行最佳化可為企業標準化生產提供參考。使用仿形銑床進行加工時需要使用模板來輔助加工，但模具和刀具數量的增多也為企業管理帶來了不便，需要更大的空間來存放零件，否則會增加工人尋找所需零件的時間，降低效率，因此，企業的生產管理問題也不容忽視。

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結 語

木質異形零部件在傢俱加工中所佔的比例很大，加工難度也較高，因此改進木質異形零部件的加工工藝對傢俱企業有著至關重要的影響。筆者分析了企業加工異形零件時存在的問題，從木質異形零部件的分類最佳化入手，嚴格定義了不同種類的異形零部件，並對不同型別的零件的加工過程進行了詳細的描述。

在對異形零件的分類標準進行最佳化後，生產技術和管理技術對企業效率的影響也不可忽視，企業所採用的不同生產裝置和工序流程也會影響最終的效益。