生產設備對板式電腦桌結構設計工藝性要求研究

鄭泳華

摘要：在產品設計中結構設計是不可或缺的重要環節，結構設計是否合理直接影響產品的質量、成本與功能。本文為設計合理的板式電腦桌結構，結合大量實地調查與范例，從切割設備、封邊設備、打孔設備、組裝設備、包裝設備等五個方面分析了結構設計的工藝要求，并從這五個方面對結構工藝性認真審查。

關鍵詞：生產設備;結構設計;工藝性要求

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）07-0155-02

1產品的結構設計工藝性概述

產品的結構設計工藝性是指所設計的產品在滿足使用性能的情況下，其制造、裝配連接、維修的可行性和經濟性。新設計的產品應符合相應的工藝性指標，在目前的生產條件下實現經濟、合理進行制造，并便于后期操作與維護。讓工藝制造既能保證產品質量，又能大幅度降低成本，從而提高經濟效益。

2生產設備對板式電腦桌的結構設計工藝性要求分析

現代板式電腦桌，采用流水線生產，使用的設備有切割設備、封邊設備、打孔設備、組裝設備、包裝設備等，其中很多設備是專用設備，對產品的結構有特殊的要求。在電腦桌設計和定型前評估不同設備對產品結構性的要求，能減少設備損耗或者新模具的投資，效果顯著。

2.1切割設備的工藝性要求

2.1.1下料板規格盡量少

下料工序若因板品種太多無法完全購置而拖延時日，對交貨日期影響甚大，同時品種太多也會增加放置管理的難度。另外，每臺板式電腦桌包括面板、左右側板、各抽屜板等二十幾塊板，各種板需區分是刨花板或中纖板，飾面材料是鐵刀木還是楓木，飾面形式是單貼還是雙貼，板厚是15mm、18mm、25mm，下料過程極其復雜。因此，需減少板規格，簡單生產，如為體現整桌的分量，采用18mm+18mm=36mm厚的加厚面板，不宜用15mm+25mm=40mm厚度，從而不增加板規格，既產生效果又不增加板規格，效果良好。

2.1.2板件尺寸應標準化

開料時，將鋸路寬度（3mm）以及板材邊部加工余量（5mm）考慮進去。由此產生板件標準長公式a=2440/2（3，4，5，6…）-8，標準寬公式b=1220/2（3，4，5，6…）-8。板件長度因結構需要相對固定，寬度則較隨機，標準化公式主要應用于寬度。另外，板的寬度不小于60mm，利于在自動封邊機封邊。對于傾斜件與弧形件尺寸也應標準化，這種板材屬于二次加工，為提高生產效率，應將一次加工出來的外廓長方形寬度標準化，如圖1。

另外，板材利用率雖然是尺寸設計考慮的首要因素，但也不能因過分追求板材利用率而使開料圖上開料尺寸規格繁多，這既造成了效率下降，又使操作者容易出錯。

2.1.3一些關聯板寬度盡量設置相同或接近

根據數據調查、定位，調節刻度時間占整體切割時間60%，每種板定位兩次（長度與寬度），定位完成后還要試切，耗時耗眼，因此，減少定位次數是切割效率提高比較理想的方法。板的寬度較隨機，可將一些關聯板件寬度設計相同，或相近，如柜頂板與底板，上板與鍵盤板，上背板與上側板，大抽面板與桌背板等，可節約一次調試時間，加快切割速度。同理，長寬尺寸差別不大的板最好尺寸一致，如活動柜的面板為396mm×400mm，可將其調整為396mm×396mm，既方便識別（后期鉆孔時難找出長與寬），也可減少一次調機定位時間，減少潛在的錯誤率。

2.1.4下料板應留有部分加工余量

下料過程允許誤差，雖然誤差值是+1到-1，但有時因刀具出現問題、同時切割多片板或工人操作疲勞時誤差值會增大，而部分對尺寸要求較高的板可能因誤差太大而不能裝配，由此產生的二次加工費事費力，特別是放在框中的板材以及夾在中間的鍵盤板，如果因誤差值偏大而無法放入框中，問題則非常大，因此應事先計算誤差，預留些加工余量，即使出現較大誤差也比較好解決。

2.1.5設置符號警示板紋路的準確性

根據視覺習慣，木紋飾面的電腦桌都有一定的紋路方向，側面的紋路方向為垂直，其他面紋路方向均為水平。由此產生的各個板的紋路是順著長度還是寬度，應事先標注，利于切割過程，防止產生錯誤。

2.2封邊設備的工藝性要求

2.2.1自動封邊機工藝要求

自動機控制夾板厚度的調節桿可控范圍在12mm～55mm之間，因此非此范圍內的板不可自動封邊，這就決定了電腦桌面板厚度最好不超過55mm。自動機驅動輪兩輪之間的距離為60mm，而每一驅動輪與板只有一個接觸點，為保證板在滑行中離開前一接觸點的同時能碰到下一接觸點，板的寬度應滿足不小于兩輪之間的距離60mm的要求。另外，板件短邊在封邊機滾輪上走動，如果長寬比差別太大的話，板件容易滑動，因此設計時應該特別注意板件的長寬比。如桌腳、一些小抽側板、抽后板，如果寬度不太大，那長度不可設計太長。

2.2.2手動封邊機工藝要求

對于四周均有R角的板如面板或鍵盤板，手動機在一次性封滿整圈的過程中，在終點與起點處較難銜接，同時銜接點必須控制在后邊中點，整體具備一定的難度。因此，設計的原則是盡量不讓板四周都有導角，可將此板靠前兩處轉角導R角，靠后的兩轉角保留直角形式，然后用自動封邊機封后邊，手動機在不存在銜接的基礎上一次封其余三邊，這樣既保證前兩轉角的防碰撞，后兩角靠墻或朝后無危險效果，又減少封邊的難度。對于有內弧的板，手動封邊機應特別對待。單角內弧滿足凹角b的R值不小于35mm，轉角a處R值不小于15mm，AB邊長度不小于100mm，有助于封邊的正常完成。對于雙角內弧除了滿足兩b角的R值不小于35mm，兩a角R值不小于15mm，L長度要不小于200mm，H長度不小于50mm的情況下，封邊才能較好地完成，如圖2。

2.3鉆孔設備的工藝性要求

2.3.1孔位盡量對稱布置

設計時應根據具體情況，盡量做到以板縱橫中心線為基準雙向對稱布置孔位。以保證零件加工過程中的互換性，加工時機床也易于調整。

2.3.2孔間距按2n×32布置

如128mm（4mm×32mm）、192mm（6mm×32mm）等尺寸，盡量少用160mm（5mm×32mm）、224mm（7mm×32mm）這類尺寸，這樣可減少機床調整時間，易于沿中心定位。因為每排鉆坐有21個鉆頭，單坐最遠孔距為640mm，為盡量讓同排多孔一次鉆制完成，設計應靈活應用640mm的單坐最遠孔距。

2.3.3有目的性地選擇五金件

三合一五金件可連接板件又可藏匿其中，美觀大方，但是每次使用都要鉆取三個孔，安裝也煩瑣。對于一些特殊位置板件，如柜底板鎖柜側板，抽底板鎖抽后板，本身比較隱蔽，可選用自攻螺絲或斷頭螺絲直接穿過底板鎖于側板中，螺絲頭朝下亦隱蔽，只需鉆取兩個孔，安裝也方便。對于活動柜內擱（隔）板，也應采取少孔措施，因為板材本身有一定的重力作用，而且兩邊的其他板之間有三合一的鎖緊作用，因而擱（隔）板與柜內其他板連接只需用木榫做定位，不需再使用三合一，可少鉆12個孔而達到同樣效果。

2.3.4傾斜件孔的特殊設置

在一股情況下，板件都呈矩形狀，四邊都可以靠著標尺定位，所以鉆孔比較簡單，傾斜件則較復雜，但是其遵循的原則是板件上的孔盡量排列成一直線，該直線最好跟板件的邊緣平行，在不平行的情況下，最好跟任何一邊緣垂直，這樣有助于定位與鉆孔。

2.4組裝設備的工藝性要求

組裝設備主要為氣動扳手與十字螺絲刀、內六角扳手。由于菠蘿螺母（內有M6或M8牙）的外卡物跟板上的孔有些摩擦，所以要求設計的時候不能將所在的孔離邊緣太近，容易炸孔，孔離邊緣至少12mm。腳框三合一或內六角螺桿組裝操作過程注意設置好孔位，保證工具使用過程不產生碰撞。

2.5包裝設備的工藝性要求

板式電腦桌的包裝主要是在滾動帶上進行，滾動帶寬度1m，所以包裝的成品寬度不可太大。應從包裝節省的角度去調整某些電腦桌部件的結構，如焊接鐵片突出鐵管的高度合理控制，腳架的下腳管盡量靠內等，使包裝的保利龍體積最小。另外，因為是流水線，所以設計師應事先將包裝的保利龍結構設計合理，將電腦桌的結構中可在廠家組裝的板件盡量組裝好，盡量減少放置板件的次數，提高包裝的效率。

3總結

板式電腦桌的生產與組裝是個完整的流水線，零件眾多，流程復雜，因此家具外形設計師在生產準備開始的時候，需要在切割設備、封邊設備、打孔設備、組裝設備、包裝設備的要求上全面分析產品的結構設計工藝性，將問題發現在工藝設計開始之前，這樣工作能有事半功倍的效果。