家具类图纸怎么看 (定制家具图纸分解)

家具设计跨艺术、人文、工程等学科,家具设计已经分化为造型设计、结构设计、工艺设计、包装及运输设计、展示推广设计、工程设计等,图纸是贯穿家具设计、生产、安装交付全流程的技术链条,CAD(Computer Aided Design计算机辅助设计)、CAPP(Computer Aided Process Planning计算机辅助工艺编制)、CAM(Computer Aided Manufacturing计算机辅助制造)、CNC (Computer Numerical Control计算机数字控制)、FMS(Flexible Manufacturing System柔性制造系统)等引入家具生产,又衍生出新的家具图纸类型,图纸种类繁多。本文从图纸内容出发讨论图纸构成,不考虑图纸的载体或者媒介形式将家具全寿命流程有关的图纸一概称之为“家具技术图纸”。实践中应根据需要增删取舍获得适宜的图纸。家具设计师应对各种类型图纸的要义了然于心,便于针对性开展工作。

本文按照设计初步、方案制订、定型生产、包装运输、工程施工、派发及归档的顺序对家具技术图纸逐一讨论以廓清概貌。文中作为类型示意的样图节选自不同的生产图集。

1.初步设计阶段

设计初步阶段需要把家居造型、结构、功能创意用较准确、较生动的展示出来。设计师在这个阶段绘制的草图,以简练的视觉语言向委托单位展现文字难以表述清楚的“创意”。设计师与委托单位研讨并不断地用新的草图对设计思路进行归纳、提炼和修改,使模糊的设计概念具体化,逐渐深入到家具的形态结构、材料、色彩等相关因素的整合,设计师草图功力越深,想法就越完善。

设计构思的阶段性、小结性成果多以草图形式保留下来。形式灵活的草图既为下一步的深化设计打下基础,也为与设计委托单位进行多方案比较时提供了低成本途径。

1.1概念草图

概念草图是家具设计起点,绘制比例基本正确的简练图示,推演家具的使用环境或状态,以透视图或轴测图居多。结构复杂的会配“爆炸图”。

概念草图着重清晰快速的表达造型、结构、功能等设计理念;记录阶段性设计灵感;为同类设计提供借鉴。

1.2结构功能分析草图

结构功能分析草图是进行家具产品的结构和功能进行可行性分析的图纸或者统计图表。应较准确地表述或解决人体工学分析、关键节点构造、(材质、色彩、肌理、造型)视觉及心理设定、产品系列化可行性等分析成果。

分析图是概念草图的进一步深化,对于拥有特定用途(餐厨、卫浴、办公、酒店)、特定功能(展示、陈设)、特定群体(幼儿、老人、病人、障碍人士)的家具以及存在特殊结构的家具,应当单独制作结构功能分析图,形象直观的传达设计理念。

2.方案制订阶段

这个阶段设计师需要向委托方直观展示初步成果,为设计落地做准备。本阶段的展示图一般作为对内对外设计研讨用,应以直观性、经济性、易改性为首要条件。

效果图是常用的形式。而对于建筑装饰设计、室内设计中利用现有的或经局部修改的流通家具展示家具搭配效果的,可采用造型手册的方式。

2.1虚拟仿真

运用虚拟仿真技术建立的家具仿真模型,已经逐渐替代制作实样作为低成本的展示方式。虚拟仿真模型可以输出静态图像或者动态影像。静态图像是通过二维视觉手段,再现设计方案的参考性图纸;动态影像是采用漫游或交互方式展现虚拟现实的仿真影像。

静态图像和动态影像确实可以直观地表达单件家具、成套家具、系统(办公、医用、科研)家具的造型、尺寸、结构、材质、肌理、构造等成品细节以及家具的布局和家具之间的协同关系,但应看到任何虚拟仿真都不可避免的会掺杂艺术加工成分,与最终实物仍会存在较大差别,唯“效果图”论实不可取。

另有一类虚拟仿真技术,可以将建立的家具模型的数据输入3D打印机或者数控机床加工出实样,展示比较真实的设计成果。可以向加工设备输出加工数据的虚拟仿真文件就是新形式的生产图纸。

2.2选型手册

家具最终服务于室内,优秀的家具更应充分融入室内空间,贴合室内环境和风格。随着室内设计领域对家具配饰的日益关注,建筑师开始按照家具配饰方案,提供选型手册作为家具采购的依据。建筑师也会将现有家具材质、肌理、功能的改型体现在选型手册中,如图1.

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图1 某酒店大堂的家具选型

3.定型生产阶段

方案制订后,设计进程转入生产环节,家具依据生产图纸由概念转化为成品。

家具电气化设备化趋势使越来越多的机电设备末端集成在家具中。例如: 橱柜集成了燃气、给排水、通风、照明、电器、设备、设备化五金、智能控制等;衣柜和卫浴柜集成了照明、通风、智能控制等;办公家具、酒店家具、医用家具则集成了大量设备、电器、机械、控制末端。

家具的生产按照组织材料、开料、制备零件、拼装部件,再到成品备装的顺序进行,而生产图纸是按照总装图(如果有)、结构装配图、部件图、零件图、大样图、开料图、刀具模具定制图、最后生成物料清单(Bill of Materials,简称BOM)的顺序绘制。图纸绘制顺序与生产顺序相反。另外,生产图纸对家具标准化、部件模块化、通用件应用、代加工衔接等有较高要求。

因此,生产图纸的深度可以直观展现出设计师对家具材料、家具结构、生产工艺、工序配合的掌握程度。

3.1总装配图

总装配图在这里专指采用轴测法或透视法绘制,直观表达单体家具各部件、独立零件及五金之间装配关系的图纸,是结构设计的初始总图(俗称“爆炸图”)。图内为各部件、零件、五金标注有名称和检索编码,可以方便地找到该件(包括规格、型号、材质、外观、来源、归属、注意事项等在内)的生产或采购数据,如图2.

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图2 某家具的总装配图

当表示成堂(成套)家具之间搭配关系时,一般由配套布局图替代,如图3.

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图3 某项目配套布置图

总装配图及其分步装配图派发给组装(试装)工段或者交付现场的组装工人,以指导家具产品组装(安装)如图4;总装配图在增加详细的操作示意和文字说明后,可以作为组装说明向终端用户派发(终端用户不同于经过专业培训的组装工人),如图5.

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图4 某家具的组装说明(面向组装工人)

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图5 某家具的组装说明(面向终端用户)

3.2结构装配图

结构装配图是采用标注定形尺寸和定位尺寸的多个正投影视图,准确表达家具外观、材料规格、结构、零部件装配关系等技术条件的生产图纸。作为生产安装的核心图纸,其准确程度和使用者识读能力均有一定要求。

随着家具向电气化、设备化、智能化、部品化发展,家具开始集成照明、感应、操作等机电、智能末端,或者遮罩室内功能器材。例如,自控照明衣柜、视频会议桌、模块式工作位、智能浴柜、功能模块橱柜、入墙式柜,直至含有复杂的机械结构的按摩椅、医用床。这类结构复杂的家具结构全部绘制在结构装配图中将难以辨识,绘制结构装配图时应着重绘制线路、末端或总成的预制孔位,突出加工的指导作用;而线路、末端或总成与家具主体的装配关系应拆绘出结构装配分图,或者将这部分装配图纸直接合并到装配总图中。如图6.

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图6 某家具集成照明的结构装配图

结构装配图的定形尺寸是确定家具总体、家具部件、家具独立零件基本形状的长宽高尺寸,包括外观尺寸、规格尺寸、结构尺寸;结构装配图的定位尺寸是确定家具部件、家具独立零件各自位置关系及装配关系的尺寸,包括间隙尺寸、传动尺寸、装配尺寸、功能加工基准尺寸和加工余量尺寸。

结构装配图的尺寸标注应着重家具部件、独立零件、预制孔位的定位尺寸,以确定其位置关系及装配关系;而部件的定形尺寸、部件内部各零件的定形定位尺寸、家具独立零件自身的加工基准尺寸及加工余量尺寸,宜在部件图及零件图中体现,以防止结构装配图内尺寸线堆叠,提高读图效率。如图7.

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图7 某家具的结构装配图

家具生产规模和生产关系已经要求部件、零件分车间、分工段生产,单纯依据结构装配图进行零部件生产存在局限,应当从绘制完整的结构装配图中拆绘出部件图、零件图、大样图、模具图等。确因绘图人手不足或者小批量、短周期的产品(如试产样品、单件订单),生产上只配发结构装配图而没有部件图、零件图的应增画剖视图以明确隐蔽结构,并适当扩大结构装配图图幅,加画重要的节点或部件详图。

结构装配图的修改版次应予以注明,附有部件图和零件图的应对部件、零件加以索引。

结构装配图要向生产、安装、采购全线派发。

3.3部件图

部件是家具中有特定功能和结构的总成,例如抽屉、杯状暗铰链;另有一类从功能结构讲属于部件,但构成结构简单不含下级零件,例如板式家具中的平板柜门,我们称之为独立零件。部件图就是需制备部件的结构装配图,用于准确表达自身及其下属的基础零件间的位置及装配关系。

部件图的尺寸标注应着重下属基础零件的定位尺寸,以确定基础零件间的位置关系及装配关系;而基础零件的定形定位尺寸及基础零件自身的加工基准尺寸及加工余量尺寸,宜在零件图中体现。不配零件图的,应增画剖视以明确隐蔽结构,并适当扩大部件图图幅,加画重要的节点或基础零件详图,另需注意的是部件图的主视图方向应该与该部件在结构装配图主视图中的方向一致,以提高读图效率。

部件图向部件(总成)的组立、加工、供应、采购、收验等管理部门派发,作为待装部件(总成)的生产及验收依据。

3.4零件图

零件图更详细明确表达基础零件的形状及定形定位尺寸,准确的零件图加强了生产的准确度。宜做到一件一图,便于生产的物料调动、随件运行、随件检验;便于直观准确的核定材料定额、辅料定额以及工时定额。

零件图依据部件图拆绘而成,零件的主视图方向应与该零件在上一级部件图主视图中的方向一致,以提高读图效率。

基础零件增绘零件图使设计成本(主要是时间成本)加大,适用于定型家具批量生产或长期生产模式。

零件图向零件的加工、供应、采购、收验等管理部门派发,作为待装零件的生产及验收依据。

3.5大样图

传统的部件图、零件图要准确表达有复杂形面的家具构件,必须事无巨细的注满尺寸及说明,一方面读图困难,另一方面按照图纸放样,耗时耗力却未必能够忠实再现设计意图。设计师提供真实尺寸(即1:1比例)的网格图或坐标图作为大样图直接投入生产无疑是福音,如图8.

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图8 可以引入CNC的家具零件大样图

CNC加工、金属片材激光切割技术、选域激光烧结(Selective Laser Sintering,3D打印技术的一种)成型技术等使用的电子图纸可以直接归入大样图,例如: 采用CAD绘制的连续闭合曲线(曲面)的电子文件(扩展名.dxf)作为大样图,可以直接导入或者在线控制CNC进行加工。。新的生产方式促生了新的图纸范式,进而促生了家具“新装饰风格”等新的设计意图。

大样图向零件图、模具图的使用部门派发。

3.6截形图

真实尺寸(即1:1比例)的家具线型零件截形图是大样图的一种,单独列出是因为传统家具厂经常将其称为“刀具图”,发给刀具厂订制铣刀。事实上刀具的最大切削轮廓与家具线型零件截形刚好是“阴阳”互补,而且刀具还要指定转数、齿数、刀径、刃角等参数,两者不能混淆。

截形图向按零件图的使用单位派发外,还常向刀具或者线型的供应商派发

3.7模具图

家具加工经常使用模具,比如实木家具的车形、铣形要用靠模;曲木、竹藤、金属和玻璃家具的弯曲要用型模;塑料家具注塑和充气家具封腔要用型模;软体家具裁剪扪面料要用纸模,裁切海绵要用靠模,饰面烫花要用压模,框架组立要用支模;手工打孔要用定位模具等等,想提高模具制备和调试效率就需配发模具图,如图9.模具图应重点表述加工参数,并对模具因其使用磨损产生的精度变化和使用寿命予以规定。

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图9 某家具零件的弯曲模具图­­

当前,随着数控机床的广泛应用,原本要依托多套模具才能完成加工的部零件,已经可以脱离模具一次性加工完成,模具图在家具生产中已逐渐失去作用。但人工介入程度占比高的家具加工,仍会长期依赖模具提高加工精度和加工效率,必然长期需要模具图指导模具制备。

模具图向模具的加工、供应、采购、收验等管理部门派发,作为模具的生产及验收依据。

3.8开料图

开料图是依据部件图、零件图或者大样图绘制,用于指导零件平裁、套裁、对花、排版或者以倍数下料方式制备坯料等生产加工活动,达到节约工时和物料目的的图纸。

加工以片材、板材为坯料的零件时应当配发开料图。开料图,将零件预先布置在板材片材上,可以直观地确定材料利用率,即

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大批量定产的零件应采用整体排料方式。投产批量小的可以灵活采用套排或混排,即将同一家具的不同零件或者同一生产批次中不同家具的零件,只要该零件材质及其某一项规格相同,就排着一块大板之上,如图10.

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图10 某家具零件的开料图­­

当前,随着CNC和自动编码技术在板式生产线上的应用,板式家具的开料图已经较少人工绘制,生产加工软件自动生成的开料图,已经集成了零件图及大样图内容和功能,成为板式零件一次加工到位的指导性文件。但对于各向异性的实木拼板按木纹方向排料,以及纹饰面料的对花、排版等有设计要求的开料图仍然需要人工干预。

开料图配发给生产线的开料和组坯工段以及物料控制部门。

4.包装运输阶段

家具设计已经贯穿家具寿命全流程。即生产完成后的家具,包装转运到集散地交付给终端客户的这个阶段也在设计工作范围内。

转运的车厢和集装箱容积固定,其内径尺寸与待运家具数量决定了家具的单包装体积,即

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如何在这个“单件包装体积”限定范围内,既使包装形状规整便于搬运及装车堆放,又能让包装充分保护家具免受搬运及跌落损坏,是包装运输阶段的设计重点。为达到前述要求通常将包装与转运装箱合并设计和绘制。

家具采用简易或临时性的包装和运输的本次不做讨论。

4.1包装图

包装图是用于指导制作包装物、包装顺序和方式等生产活动的一整套图纸。包装设计的目的是用较少的成本达到较好的保护效果。

关于制作包装物的图纸,应明确遮罩、垫衬、外箱等包装物的形状、结构、尺寸,以及包装物表面需印刷、粘贴或标注的产品信息、注意及警告标志等如图11-图12;还应明确包装材料制成包装后的抗摔、抗破坏、抗压溃(满载最高堆叠层数)指标。设计师应善于利用家具包装向终端客户进行推广和展示。包装图配发给供应商用于订制包装材料。

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图11 某家具包装的外箱图

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图12 某家具包装的填充材料图

关于包装顺序和方式的图纸,应明确家具部件零件堆叠、垫衬摆放、小件包装码放、外箱封闭等包装工作的顺序和方式。这部分图纸配发给包装工段用于指导包装工作,如图13.

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图13 某家具的包装方法图

4.2物流装箱图

物流装箱图要明确成品家具包装的外径尺寸、货运装具的内容尺寸和限制(例如标准集装箱或货箱内的凸点),以及家具包装在货运装具内的装填顺序、装填方法、堆放方式及装填总量,如图14.

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图14 某家具的物流装箱图

一般用货运装具之内的本叠累计毛重来估算底层家具包装所承受的压强,即

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如果自下而上堆叠的是相同的家具包装,则计算简化为:

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其中n为堆叠层数,n-1是自上而下的第二层,以此类推n=1时为底层。

物流装箱图配发给装运和卸运工段作为装卸方法指导,既有利于家具包装标准化和装卸标准化,又能直观的评估交通工具的运量和峰值运力,控制物流成本。该图也可作为抽箱检验后的复装参考。

物流装箱图常附带物流清单随货转运以作物流交接。

5.工程施工

经国家产业政策引导,隶属于建筑装饰装修分部工程细部分项工程的固定家具、橱柜、线脚等从精装修现场加工,改为工厂生产现场安装,家具制造业由此涉足建筑装饰装修施工。设计师因此需要依照原装饰装修意图深化设计出更利于工厂生产和现场安装的家具(木作),就此产生了与精装修联系更为紧密的家具工程用图。

本文的“工程施工图”专指商品住宅一次装修到位集成部品中的家具(木作)用图。

前文详述的结构装配图及其拆绘出来的各式图纸,仅是某件家具即家具工程某个“细部”的生产图纸。而设计师依据发包单位提供的精装修施工图纸深化设计出来的家具工程施工图,是包括工厂生产和现场安装两个阶段的家具(木作)图纸集。设计品类扩大到桌、几、椅、床等配饰类活动家具以及入墙衣柜、橱柜、浴柜、挑台、墙板、室内门、线脚等固定家具(木作)。家具工程施工图的绘制除需要兼顾室内装饰装修格调,准确表达与精装修界面及机电、通风、智能终端的规划和交接做法外,还需要配套《区域楼座分布》、《单楼宇内单元楼层户型分布》、《单户内部品家具(木作)分布》、《施工和造价调整变更图》、《竣工图》等专用图纸。

直观表达工厂生产、现场安装的顺序及难度的家具工程施工图,可以作为编制建设项目预算、招投标、施工组织、交付验收等的设计依据。其派发按照应工程需求。

6.作业指导

作业指导是采用图示加文字形式详细说明操作或制备家具部品、部件、零件等所需的工序、工艺、检测、验收等流程和规范要求的文件。作业指导包括部品、部件、零件在每个工序中应采用的加工手段、加工工艺、加工顺序、检测方法和标准予以详细规定的工艺卡片,图15;也包括部品、部件、零件从坯料到成品交付的工序,即工艺流程图,如图16;还包括某项生产活动的操作说明,如图17-图18.

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图15 某零件的加工工艺卡片

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图16 某工程的饰面木墙板装配流程图

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图17 某家具的装载指导图

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图18柜类现场常见的装配流程

作业指导在于依照实际生产能力和生产方式,来确定工序步骤、操作规程,优化工序和操作,提高加工质量和生产效率,一般作为图纸的配套文件向图纸使用工段派发。

7.辅助图纸

辅助图纸概指在家具设计、生产、流通、使用全寿命流程中其它特定情景下使用的图纸,例如《家具使用说明书》中的组装说明图和部件、零件、五金清单的示意图;家具标示牌、吊牌、包装物印制的家具外观图;家具交付清单的家具示意图;销售名录中的家具产品图;家具广告的家具建模;展示销售店面装修图等等。

这些辅助图纸宜从现有图纸成果中提取或转化。如此,既可保持设计风格一致,又可以降低绘制成本。

为提高整体的设计档次,应将确认使用场景的辅助用图的建议和要求提前纳入设计计划。

8.物料清单(Bill of Material缩写为BOM)

家具产品需要部品(全屋木作中的单体)、部件(自制部分)、零件(自制部分)、配件(五金或外协件等)、坯料(如倍数下料的毛坯、未精加工的毛坯、已底漆未面漆的半成品等)、原料(如涂料、胶粘剂、木皮、板材、方材、纸张等)、辅料(如砂纸、清洁剂、包装物、冷却液等)、机具(如模具、刃具、夹具、量具等)、运行(如能源、人工、机械、维护等)、文件(如图纸、目录、明细等)等要素合作完成。BOM(Bill of Material物料清单)就是表述与制成家具产品有关要素内容(指标、数量、定额、前置期)的总清单,BOM以数据形式表明家具各构成要素所处层次的树形结构关系,是家具产品的要素表。

BOM是PDM(Product Data Management产品数据管理)、MRPⅡ(Manufacturing Resource Planning物造资源计划)、ERP(Enterprise Resource Planning企业资源计划)等信息化系统中重要的基础数据,也是MRP(Material Requirement Planning物料需求计划)和MPS(Master Production Schedule主生产计划)的数据依据,还是MES(Manufacturing Execution System制造企业生产过程执行系统)核心数据。

BOM一般在设计结束时产生,并由各使用部门深化。横向比较各部品的BOM发掘其通用参数,可以发现或引入通用件(通用模块),从而反向推动设计和生产的标准化,缩短设计和生产周期。此外广泛选用通用件(通用模块)或大量借用已产制式家具部零件的部品,其BOM一般在方案阶段产生,并最先派发给设计部门完成指定的设计内容。

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BOM是涉及部门最广的数据文件,派发给设计(返向制造时)、生产、物料控制、成本核算、销售等部门使用。BOM既是技术文件也是管理文件,其精细程度应由使用部门决定。

9.图纸派发及归档

互联网及手持终端的普及使电子图纸得以高效快捷地复制、传递、识读和应用,纸质图纸派发及归档不但日趋减少还开始“电子化”。电子图纸在带来使用便利的同时,造成的技术外溢和商业秘密失控比纸质图纸更严峻,因此电子图纸应注意派发和归档的分级管理,更应效仿纸质图纸的签章做法,建立甄别电子图纸有效性的可行方法。

以文件形式保存的电子图纸,其检索、修改及归档没有纸质图纸直观。应建立归档编目登记电子图纸的版次和内容摘要,以此提高电子图纸的检索及再利用效率。

结语

家具图纸一直伴随家具行业高速发展: 图纸从简单粗放发展到全面涵盖、详实完备;载体从纸质图进化到了电子图;绘制方式由起初二维生成三维的方式,进化到了直接三维搭建方式绘制加工基础文件;由人工将总图拆绘分图进化到由计算机将包含加工底层数据的基础文件自动生成结构装配图、部件图、零件图,开料图、零件加工信息编码和BOM表,再到便捷的将数据直接输入加工设备用于生产。

我们仍应注意到,家具图纸进化成具有简易展示、生产加工、物料控制等多种用途的复合型文件,是其载体形式和应用形式适应了新技术、新材料、新生产方式的需求。家具图纸表达的家具结构、定形定位尺寸、装配关系等基本内容并没有变化。因此,设计师既应关注最新行业动态,也应提高设计素养,全面掌握家具技术图纸,带动行业设计综合实力提升。

2009年首稿

2024年3月修订

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