郑泳华
摘要：在产品设计中结构设计是不可或缺的重要环节，结构设计是否合理直接影响产品的质量、成本与功能。本文为设计合理的板式电脑桌结构，结合大量实地调查与范例，从切割设备、封边设备、打孔设备、组装设备、包装设备等五个方面分析了结构设计的工艺要求，并从这五个方面对结构工艺性认真审查。
关键词：生产设备;结构设计;工艺性要求
中图分类号：TB472 文献标识码：A
文章编码：1672-7053（2020）07-0155-02
1产品的结构设计工艺性概述
产品的结构设计工艺性是指所设计的产品在满足使用性能的情況下，其制造、装配连接、维修的可行性和经济性。新设计的产品应符合相应的工艺性指标，在目前的生产条件下实现经济、合理进行制造，并便于后期操作与维护。让工艺制造既能保证产品质量，又能大幅度降低成本，从而提高经济效益。
2生产设备对板式电脑桌的结构设计工艺性要求分析
现代板式电脑桌，采用流水线生产，使用的设备有切割设备、封边设备、打孔设备、组装设备、包装设备等，其中很多设备是专用设备，对产品的结构有特殊的要求。在电脑桌设计和定型前评估不同设备对产品结构性的要求，能减少设备损耗或者新模具的投资，效果显著。
2.1切割设备的工艺性要求
2.1.1下料板规格尽量少
下料工序若因板品种太多无法完全购置而拖延时日，对交货日期影响甚大，同时品种太多也会增加放置管理的难度。另外，每台板式电脑桌包括面板、左右侧板、各抽屉板等二十几块板，各种板需区分是刨花板或中纤板，饰面材料是铁刀木还是枫木，饰面形式是单贴还是双贴，板厚是15mm、18mm、25mm，下料过程极其复杂。因此，需减少板规格，简单生产，如为体现整桌的分量，采用18mm+18mm=36mm厚的加厚面板，不宜用15mm+25mm=40mm厚度，从而不增加板规格，既产生效果又不增加板规格，效果良好。
2.1.2板件尺寸应标准化
开料时，将锯路宽度（3mm）以及板材边部加工余量（5mm）考虑进去。由此产生板件标准长公式a=2440/2（3，4，5，6…）-8，标准宽公式b=1220/2（3，4，5，6…）-8。板件长度因结构需要相对固定，宽度则较随机，标准化公式主要应用于宽度。另外，板的宽度不小于60mm，利于在自动封边机封边。对于倾斜件与弧形件尺寸也应标准化，这种板材属于二次加工，为提高生产效率，应将一次加工出来的外廓长方形宽度标准化，如图1。
另外，板材利用率虽然是尺寸设计考虑的首要因素，但也不能因过分追求板材利用率而使开料图上开料尺寸规格繁多，这既造成了效率下降，又使操作者容易出错。
2.1.3一些关联板宽度尽量设置相同或接近
根据数据调查、定位，调节刻度时间占整体切割时间60%，每种板定位两次（长度与宽度），定位完成后还要试切，耗时耗眼，因此，减少定位次数是切割效率提高比较理想的方法。板的宽度较随机，可将一些关联板件宽度设计相同，或相近，如柜顶板与底板，上板与键盘板，上背板与上侧板，大抽面板与桌背板等，可节约一次调试时间，加快切割速度。同理，长宽尺寸差别不大的板最好尺寸一致，如活动柜的面板为396mm×400mm，可将其调整为396mm×396mm，既方便识别（后期钻孔时难找出长与宽），也可减少一次调机定位时间，减少潜在的错误率。
2.1.4下料板应留有部分加工余量
下料过程允许误差，虽然误差值是+1到-1，但有时因刀具出现问题、同时切割多片板或工人操作疲劳时误差值会增大，而部分对尺寸要求较高的板可能因误差太大而不能装配，由此产生的二次加工费事费力，特别是放在框中的板材以及夹在中间的键盘板，如果因误差值偏大而无法放入框中，问题则非常大，因此应事先计算误差，预留些加工余量，即使出现较大误差也比较好解决。
2.1.5设置符号警示板纹路的准确性
根据视觉习惯，木纹饰面的电脑桌都有一定的纹路方向，侧面的纹路方向为垂直，其他面纹路方向均为水平。由此产生的各个板的纹路是顺着长度还是宽度，应事先标注，利于切割过程，防止产生错误。
2.2封边设备的工艺性要求
2.2.1自动封边机工艺要求
自动机控制夹板厚度的调节杆可控范围在12mm～55mm之间，因此非此范围内的板不可自动封边，这就决定了电脑桌面板厚度最好不超过55mm。自动机驱动轮两轮之间的距离为60mm，而每一驱动轮与板只有一个接触点，为保证板在滑行中离开前一接触点的同时能碰到下一接触点，板的宽度应满足不小于两轮之间的距离60mm的要求。另外，板件短边在封边机滚轮上走动，如果长宽比差别太大的话，板件容易滑动，因此设计时应该特别注意板件的长宽比。如桌脚、一些小抽侧板、抽后板，如果宽度不太大，那长度不可设计太长。
2.2.2手动封边机工艺要求
对于四周均有R角的板如面板或键盘板，手动机在一次性封满整圈的过程中，在终点与起点处较难衔接，同时衔接点必须控制在后边中点，整体具备一定的难度。因此，设计的原则是尽量不让板四周都有导角，可将此板靠前两处转角导R角，靠后的两转角保留直角形式，然后用自动封边机封后边，手动机在不存在衔接的基础上一次封其余三边，这样既保证前两转角的防碰撞，后两角靠墙或朝后无危险效果，又减少封边的难度。对于有内弧的板，手动封边机应特别对待。单角内弧满足凹角b的R值不小于35mm，转角a处R值不小于15mm，AB边长度不小于100mm，有助于封边的正常完成。对于双角内弧除了满足两b角的R值不小于35mm，两a角R值不小于15mm，L长度要不小于200mm，H长度不小于50mm的情况下，封边才能较好地完成，如图2。
2.3钻孔设备的工艺性要求
2.3.1孔位尽量对称布置
设计时应根据具体情况，尽量做到以板纵横中心线为基准双向对称布置孔位。以保证零件加工过程中的互换性，加工时机床也易于调整。
2.3.2孔间距按2n×32布置
如128mm（4mm×32mm）、192mm（6mm×32mm）等尺寸，盡量少用160mm（5mm×32mm）、224mm（7mm×32mm）这类尺寸，这样可减少机床调整时间，易于沿中心定位。因为每排钻坐有21个钻头，单坐最远孔距为640mm，为尽量让同排多孔一次钻制完成，设计应灵活应用640mm的单坐最远孔距。
2.3.3有目的性地选择五金件
三合一五金件可连接板件又可藏匿其中，美观大方，但是每次使用都要钻取三个孔，安装也烦琐。对于一些特殊位置板件，如柜底板锁柜侧板，抽底板锁抽后板，本身比较隐蔽，可选用自攻螺丝或断头螺丝直接穿过底板锁于侧板中，螺丝头朝下亦隐蔽，只需钻取两个孔，安装也方便。对于活动柜内搁（隔）板，也应采取少孔措施，因为板材本身有一定的重力作用，而且两边的其他板之间有三合一的锁紧作用，因而搁（隔）板与柜内其他板连接只需用木榫做定位，不需再使用三合一，可少钻12个孔而达到同样效果。
2.3.4倾斜件孔的特殊设置
在一股情况下，板件都呈矩形状，四边都可以靠着标尺定位，所以钻孔比较简单，倾斜件则较复杂，但是其遵循的原则是板件上的孔尽量排列成一直线，该直线最好跟板件的边缘平行，在不平行的情况下，最好跟任何一边缘垂直，这样有助于定位与钻孔。
2.4组装设备的工艺性要求
组装设备主要为气动扳手与十字螺丝刀、内六角扳手。由于菠萝螺母（内有M6或M8牙）的外卡物跟板上的孔有些摩擦，所以要求设计的时候不能将所在的孔离边缘太近，容易炸孔，孔离边缘至少12mm。脚框三合一或内六角螺杆组装操作过程注意设置好孔位，保证工具使用过程不产生碰撞。
2.5包装设备的工艺性要求
板式电脑桌的包装主要是在滚动带上进行，滚动带宽度1m，所以包装的成品宽度不可太大。应从包装节省的角度去调整某些电脑桌部件的结构，如焊接铁片突出铁管的高度合理控制，脚架的下脚管尽量靠内等，使包装的保利龙体积最小。另外，因为是流水线，所以设计师应事先将包装的保利龙结构设计合理，将电脑桌的结构中可在厂家组装的板件尽量组装好，尽量减少放置板件的次数，提高包装的效率。
3总结
板式电脑桌的生产与组装是个完整的流水线，零件众多，流程复杂，因此家具外形设计师在生产准备开始的时候，需要在切割设备、封边设备、打孔设备、组装设备、包装设备的要求上全面分析产品的结构设计工艺性，将问题发现在工艺设计开始之前，这样工作能有事半功倍的效果。
