家具设计毕业论文(3)

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 攀枝花钛合金工艺品问题分析及开发策略

3 家具的结构设计与材料选择

3.1 结构设计

家具的结构和材料的选择对于家具的整体设计来说有着至关重要的作业，现代家具的结构设计因其材料的丰富性体现出多样的类型[3]。

3.1.1 家具结构设计的原则

1材料性原则 ○

结构设计离不开材料的性能，对材料性能的理解是家具结构设计所必备的基础。材料不同，其材料的构成元素、组织结构也不相同，材料的物理、力学性能和加工性能就会有很大的 差异，零件之间的接合方式也就表现出各自的特征。实木家具的构成形式为框架结构、榫卯接合，其合理性在于框架可以由线型构件构成。这是由于木材的干缩湿胀特性使得实木板状构件难以驾驭的缘故。至于榫卯接合方式也是由于木材的组织构造和粘弹性性能所提供的条件。人造板尽管克服了木材各向异性的缺陷，但由于在制造过程中（尤其是纤维板、刨花板），木材的自然结构已被破坏，许多力学性能指标（抗弯强度最为明显）大为降低，因而榫卯结构对人造板来说无法使用。但人造板幅面尺寸稳定的优点为板式家具的连接开辟了新的途径，采用圆孔连接方式是板式家具连接的最佳方法。所以现代家具的结构，木家具以榫卯接合为主，板式家具则以连接件接合为主，金属家具以焊接、铆接为主，竹藤家具以纺织、捆绑为主，塑料家具以浇铸、铆接为主，玻璃家具以浇铸、铆接为主，玻璃家具以铰接为主。根据家具材料，选择、确定接合方式，是结构设计的有效途径。

○2稳定性原则

家具结构设计的主要任务是保证产品在使用过程中牢固稳定。家具的属性之一是使用功能。各种类型的产品在使用过程中，都会受到外力的作用。如果产品不能克服外力的干扰保持其稳定性，就会丧失其基本功能。家具结构设计的主要任务就是要根据产品的受力特征，运用力学原理，合理构建产品的支撑体系，保证产品的正常使用。

○3工艺性原则

加工设备、加工方法是家具产品的技术保障。零部件的生产不仅是形的加工，更重要的是接口的加工。接口加工的精度、经济性直接决定了产品的质量和戚本。因此，在进行产品的结构设计时，应根据产品的风格、档次和企业的生产条件合理确定接合方式。例如木质家具在工业革命以前，只能采用榫接合；自从蒸汽技术运用于家具生产后，零部件可以一次成型。不仅简化了接合方式，而且使产品

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的造型流畅、简约。板式家具，由于设备的加工精度高，因而可以采用拆装结构。且圆孔加工是用钻头间距为32mm的排钻加工的，所以板式家具的接口能应用32mm系统的标准接口。

○4装饰性原则

设计是社会经济发展到一定水平，人们的消费价值观念由追求物质产品向精神产品转变过程中出现的一种产业经济形态，它反过来又进一步刺激了人们对创意生活的追求和创意产品的喜爱[4]。家具不仅是一种简单的功能性物质产品，而且是一种广为普及的大众艺术。家具的装饰性不只是由产品的外部形态表现，更主要的是由其内部结构所决定。因为家具产品的形态（风格）是由产品的结构和接合方式所赋予的。如，榫卯接合的框式家具充分体现了线的装饰艺术；五金连接件接合的板式家具，则在面、体之间变化。再者，连接方式的接口（各种榫、五金连接件等），本身就是一种装饰件。藏式接口（包括暗铰链、暗榫）外表不可见，使产品更加简洁；接口外露（合页、玻璃门铰、脚轮等连接件、明榫），不仅具有相应的功能，而且可以起到点缀的作用，尤其是明榫能使产品具有自然天成的乡村田野风格。

3.2 材料的选择

材料是构成家具的物质基础，也是不同时期、不同地区生产力发展水平和社会现状的体现。现代家具之所以得到当今时代的大量需求，与其所采用的材料是分不开的。除了常用的木材、金属、塑料外，还有藤、竹、玻璃、橡胶、织物、装饰板、皮革、海绵等。近年来，随着家具使用周期的缩短，市场利益的驱动，人们对有限森林资源进行掠夺性的开采，致使家具所用的珍贵树种已经十分匮乏。因此现代家具的材料应以生产周期短的木材为基材，再应以现代的木材加工及二次处理、染色等技术，对木材进行仿真技术处理，如贴珍贵木材薄木，或贴木纹纸，或染色等，使传统家具的风格在材质上得到体现。同时现代家具的材料，应该有良好的加工工艺性能、抗干缩湿涨性能、表面可雕刻性能和涂饰装饰性能，具有良好的质感与肌理。结合成本、设计定位以及使用年限等方面的考虑，设计选用经过锯切加工的实木为基材，这样对于造型特殊的座椅来说硬度强度可以得到很大的满足，以樱桃木皮、黑胡桃木进行贴面，得到尺寸稳定的零部件。这样应用普通或代用材料来开发具有新时代中国特色、适合工业化生产的现代家具，在改善人类的居住环境、保护森林资源、保护珍贵树种资源和生态环境具有十分重要的意义和广阔的市场发展前景。

因此我的多动能组合家具采用的制作材料基本上都以实木加工锯切而来，连接件则包含了螺栓、滑轨等。

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3.3榫卯结构

3.3.1 榫卯的简介

中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料，以木构架结构为主要的结构方式，由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。榫卯是极为精巧的发明，这种构件连接方式，使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量，减小结构的地震响应，见图3.1。

3.3.2 常见的榫卯结构

榫卯结构从宋代开始愈趋成熟，自宋历明，经过不断的改进和发展，各部位的组合简单明确，合乎力学原理，美观与实用并驾。至今已有一百多种结合方式 ，简单来说以三大类为主：

1、面与面的结合。（1）薄板结合(龙凤榫)。加大了榫卯的胶合面，可以防止拼接口上下翘错，也不会从横向拉开，因此最适用的就是地板的拼合。（2）平板结合。厚板出半榫拍抹头。大块的平板边缘结合，如平时的中式餐桌，边缘处会有这样的一块结合处。

2、厚板闷榫角结合。榫卯结构常见用木料较厚的家具部分，如抽屉的直角、茶几，结合后只见 一条缝而看不见榫头，因此称为“闷榫”。以“点”为支撑的结构方法：主要用于作横竖材丁字结合 、成角结合、交叉结合，以及直材和弧形材的伸延接合。横竖丁字接合：扶手、脚踏、搭脑都需要用 到这种结合法，因结合材料的粗细、形状不同，还有多种细分。

3三根直材交叉结合。这是三个构件组合一起，并相互连结的构造方法。由十字交叉发展而来，为的是 更加牢固和耐用，最适用于中式花盆底座。

图 3.1

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3.3.3 榫卯结构的应用

榫卯结构广泛用于建筑，同时也广泛用于家具，体现出家具与建筑的密切关系。榫卯结构应用于房屋建筑后，虽然每个构件都比较单薄，但是它整体上却能承受巨大的压力。这种结构不在于个体的强大，而是互相结合，互相支撑，这种结构成了后代建筑和中式家具的基本模式。榫卯结构历经千年流传至今，拥有深厚文化底蕴，是我国重要的传统文化之一。 因早期城市工业化发展，榫卯结构不能适应于现代工业化生产和满足人们对现代家居生活的要求。 曾淡出人们视线。 但如今城市化提高了人们的生活水平和文化意识，人们开始重视本土化。 重视民族设计原创性。 榫卯结构应与时俱进。 活化传统，在现代社会中重新焕发出新的光彩[5]。

我国榫卯工艺经过漫长的演变和发展，到明末清初日臻成熟和完美，其中以明式家具为榫卯工艺发展的颠峰之作。明式家具制作榫卯精巧严密、结构科学合理、坚固耐用，重视和充分利用木材的自然纹理和色泽之美，从整体风貌、细部节点到装饰纹样的运用，都具有独特的韵味和明晰的明代风格。明式家具的榫卯接合和框架结构相辅相成，缺一不可；框架结构为榫卯接合提供了内容和依据，而榫卯接合又为形体构成准备了条件和形式[6]。

3.4实木材料

实木分很多种，例如榉木、榆木、水曲柳、白蜡木、松木、杉木、莎木、樟木等，而国内用的最普遍的是白蜡木。白蜡木特点是重硬、纹理直，结构粗，色泽淡雅纹理美观，力学强度相当高，耐磨损，但木材不易于干燥锯解和切削，同时如大面积采用变形程度大，白蜡木花纹也有直纹和横纹的区别，直纹比较好看，价格也稍贵一些。采用白蜡木要注意一点，很多用东南亚橡胶木冒充白蜡木，在买木材、家具时要注意。对于橡胶木，辨别方法是橡胶木有异味，易虫蛀和腐蚀。

3.5 本章小结

本章通过对家具的结构设计和材料选择方面的具体分析，了解了家具设计常见的结构和材料，并深入挖掘了结构与材料之间关系的问题，明确了结构和材料选择。在把结构和材料进行提炼后，将本次设计定为通过榫卯结构将现代化与复古相结合的设计，为后续的设计做好了铺垫。

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 产品调研分析及设计定位

4 产品调研分析及设计定位

4.1 多功能组合家具市场

目前，家具市场已经十分成熟，但是国内组合家具缺乏创新，品种较少。市面上很难见到富有设计感的中国式家具。家具市场上主要为板材家具，相对来说批量化生产难度小，成本低廉，益于销售。而实木材料的家具，制作工艺难度较高、价格较贵，普通消费者往往望而却步。因此，设计一款既有中国特色又符合现代人审美，还易于生产的家具，具有很大的开发前景和市场潜力。在设计的道路上,相互借鉴已成为开启设计者思维的钥匙,东方艺术也好,西方艺术也罢,同一艺术风格在不同的国家有着不同的表现形式。巴洛克、洛可可等艺术风格可以蔓延至东方,那么“中国风”同样可以风靡欧洲地区[7]。

4.2 产品分析

产品的设计离不开结构、材料、色彩和人机分析。

1结构分析 ○

从人的感知角度来讲视觉感受是最直观的感受，外部世界信息中有80%是通过视觉获得的。对于产品设计来说，人们主要是通过视觉来获得判断产品风格意象的信息，所以产品的外观造型设计将直接影响人的视觉信息，它将是产品设计的主要课题。 2材质分析 ○

多功能组合家具设计的基本原则是安全性设计原则，不仅要求产品在操作过程中的安全性，还强调产品自身材料的安全性。目前市场上的家具所采用的材料各有不同，符合相应的安全标准，各种材料的使用已趋于成熟。各个部件的材料见表4.1。

表4.1 各个部件材料

各个部件 边几支架及茶几支架 边几面及茶几面 材质 白蜡木 高密度板 白蜡木：木材是由裸子植物和被子植物的树木产生的天然材料，它是人类使用最早的一种造型材料，是人们生活不可缺少的重要的再生绿色资源[8]。白蜡木绿色环保，取材天然，而且在长期使用过程中物理性能比较稳定；易于切削工具加工，磨光，顺纹抗压强度，静曲强度和顺纹抗拉强度很大，符合原材料生态利用的原则。

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