Компоновка
Формирование изделия из сборочных единиц и деталей зависит от его конструкции и формы сборочных единиц. Изделия из древесины в конструктивном отношении различают на щитовые, брусковые, рамочные, каркасные и комбинированные. По форме конструкции их можно разбить на три вида: линейные, плоскостные и пространственные. К изделиям линейной формы конструкции относятся клееные строительные конструкции. Они могут быть прямолинейными и криволинейными.
Для таких изделий характерно, что длина многократно превосходит ширину и толщину (более чем в 50 раз). К изделиям плоской формы относятся оконные створки и дверные полотна, покрытие пола и т. п. К пространственным формам относятся изделия мебели, тара, музыкальные инструменты и др. Поскольку исходным конструктивным элементом для линейной формы изделия является брусок или доска, то такие изделия формируются путем склеивания по длине, ширине и кромке. Плоские формы образуются либо соединением брусков под углом в одной плоскости, либо из цельной заготовки полуфабриката древесностружечных и древесноволокнистых плит, фанеры. Плоские изделия могут быть легко изготовлены прессованием или штамповкой. Более сложна и многовариантна компоновка пространственных конструкций изделий из древесины. Размеры и назначение таких изделий, применяемые материалы и принципы технологии оказывают свое влияние в комплексе на способы соединения и принципы оформления корпуса изделия. Корпус пространственного изделия может формироваться из щитов различной конструкции или из брусков. В первом случае конструкцию называют щитовой, во втором - каркасной. Часто изделие компонуется в сочетании различных вариантов и является в этом отношении комбинированным. Типичную каркасную конструкцию представляют собой стулья. Встроенная мебель обычно представляет собой комбинацию каркасного и щитового принципа формирования корпуса. В домостроении используют каркасные конструкции с применением ограждающих элементов в форме щитов.
При формировании корпуса изделия решают следующие вопросы: каким образом рациональнее соединить между собой горизонтальные и вертикальные элементы, чтобы корпус был прочным, плотным и жестким; как лучше оформить и технологически осуществить крепление подвижных элементов изделия (дверок, полок, ящиков, стекол и т. д.), чтобы изделие отвечало предъявленным к нему требованиям и было технологичным. Соединения щитов, образующих корпус, выбирают исходя из конструкции щитов и размеров изделия.. Соединения, которые приемлемы для щитов из столярной плиты, могут быть неприемлемыми для пустотелых щитов и щитов из древесностружечных плит. Изделия массой свыше 20 кг обычно делают разборными, используя соответствующие соединения. Легкие, малогабаритные изделия делают неразборными. Щиты при этом соединяют между собой на круглых вставных шипах, на рейку, в паз или ящичными шиповыми соединениями. В настоящее время малогабаритные корпуса неразборных соединений формируют из одной щитовой заготовки методом складывания. Такой, метод формирования корпуса изделия прогрессивен, поскольку он позволяет автоматизировать процесс изготовления корпусов, включая сборку.
В разборных изделиях используют разъемные соединения в виде различных стяжек. Для увеличения жесткости разборных изделий в дополнение к стяжкам в местах соединения ставят шканты, которые облегчают процесс сборки, фиксируя сборочную базу при установке стяжек. При компоновке корпуса важным элементом является задняя стенка, закрывающая проем (задний полик). Она придает корпусу жесткость и прочность, если плотно соединена со стенками корпуса. Ее можно крепить в накладку, в фалец, паз. Если размеры задней стенки значительны, ее делают составной. Для увеличения жесткости иногда используют рамки или устанавливают бруски жесткости с пазами, в которые плотно входит задняя стенка, изготавливаемая обычно из тонких древесных материалов (фанеры, древесноволокнистых плит).
Двери являются ответственным подвижным элементом изделия. Конструкция дверей в изделиях в значительной степени предопределяет их качество, надежность, технологичность, внешний вид и удобство пользования. По способу установки двери различают на распашные, вращающиеся вокруг оси; раздвижные, перемещающиеся в плоскости; складные, состоящие из мелких отдельных частей, каждая из которых способна перемещаться в плоскости и вокруг своей оси. Двери могут быть комбинированными - вначале распашными, а потом раздвижными; съемными или несъемными. Характер сопряжения дверей с корпусом и между собой принято называть притвором двери.
По положению относительно стенок корпуса двери различают на накладные, вкладные и комбинированные. Накладные двери закрывают кромки стенок корпуса, вкладные - входят в проем корпуса, оставляя кромки открытыми. Если некоторые кромки закрываются, а другие не закрываются, двери называют комбинированными.
Разновидностью распашных дверей являются откидные, которые вращаются вокруг горизонтальной оси. Распашные двери навешивают с помощью специальных петель, ограничивающих их перемещение, или ставят специальные ограничители - фиксаторы. Количество петель при установке двери зависит от ее размера, массы, но не менее двух.
Накладные двери Технологичнее вкладных. Они проще при установке, закрывают кромки щитов, корпуса, что более эстетично, создает впечатление монолитности изделия. Вкладные более герметичны, удобнее при транспортировании изделия в собранном виде и блокировке изделий в комплекте. Они требуют более точного изготовления и тщательной установки. Для повышения технологичности изделий на основе результатов функционально-стоимостного анализа конструкции могут использоваться стеклянные двери, приобретаемые в готовом виде. Дверь из куска полированного стекла навешивается на специальных пятниковых петлях или используется как раздвижная в специальных направляющих - полозках из пластических масс. Раздвижные и складные двери имеют преимущество перед распашными в том, что они не требуют свободного пространства перед изделием для их открывания. Для закрепления положения открытых или закрытых дверей применяют фиксаторы и замки. В качестве фиксаторов используют простейшие задвижки, пружинные и магнитные защелки либо специальные устройства или шарниры с пружинами.
Петли, фиксаторы, замки, ручки и другие приспособления и изделия, обеспечивающие функциональные возможности изделия в мебельном производстве, обобщаются единым термином- фурнитура, в производстве строительных изделий - метизы. Функциональное назначение корпусного изделия расширяется применением специальных элементов, приспособлений и устройств.
В изделиях мебели широко используются ящики, полуящики, полки, вешалки, специальные емкости, зеркала и т. п, Эти предметы часто изготавливаются на специализированных предприятиях и поставляются на предприятия, вырабатывающие изделия из древесины в форме полуфабрикатов (погонаж для ящиков) или комплектующих изделий. Они устанавливаются в готовые изделия. Крепление этих устройств зависит от конструкции изделия. Наиболее типичные варианты установки полок и ящиков, возможны и другие варианты конструктивных решений.
Многие изделия из древесины (мебель, музыкальные инструменты) при эксплуатации должны устанавливаться в определенном месте на опорах. В качестве опор могут использоваться конструктивные элементы, образующие корпус изделия, или применяют специальные опорные устройства. Вертикальные проходные боковые стенки щитового корпуса могут быть опорой изделия. В качестве специальных опор для изделий применяют опорные коробки (плинтусные коробки), скамейки различных конструкций, подставные ножки. Опорные коробки являются более технологичными. Они могут изготавливаться из древесины хвойных пород или из полос древесностружечных плит остающихся при раскрое их на основные заготовки изделия. Лицевые поверхности опорных коробок облицовываются или окрашиваются. Для обеспечения устойчивости на опорных поверхностях коробки в средней части ее стенок на 3/5 длины делают выборку глубиной не менее 5 мм, которая обеспечивает устойчивость изделия при возможных неровностях пола. Вместо выборки в кромках коробки фрезеруют паз, куда вкладывают эластичный материал (губчатая резина, поролон), который компенсирует неровности пола, обеспечивая устойчивое положение изделия. Такое конструктивное решение обеспечивает герметичность внутренней полости коробки и предотвращает скопление в ней пыли.
Опорные скамейки состоят из ножек и связывающих их брусков - царг. Скамейки могут изготавливаться из древесины, металла или быть комбинированными: некоторые части изготавливаются из древесины, другие из металла или пластмассы. Металлические опорные скамейки изготавливаются из профильных труб, сваренных между собой или соединенных винтами, заклепками. Концы труб закрываются пробками. На опоры металлических скамеек можно прикрепить ролики или шаровые опоры для перемещения изделия или устройства, позволяющие регулировать высоту опор, и т. п.
Подсадные ножки прикрепляются независимо друг от друга к корпусу. Их изготавливают из древесины, металла или пластмассы. Они могут быть отъемными или стационарными. Деревянные ножки крепятся с помощью шипов, винтов и стяжек к нижнему щиту основания корпуса, который иногда усиливают приклеиванием рамки или отдельных брусков. Металлические и пластмассовые ножки крепят с помощью фланцев, присоединяемых к основанию винтами. Для изделий массового производства наиболее технологичными являются ножки из пластмассы или цельно-прессованные из измельченной древесины. Для высокохудожественных изделий мебели ножки изготовляют точением или резьбой из ценных пород древесины или литьем из цветных сплавов.
Для удовлетворения эстетических требований используют средства архитектурно-художественного оформления изделий. Эти вопросы подробно изучаются в разделе художественного конструирования изделий. Распространенными элементами украшения (декорирования) современных изделий корпусной мебели массового производства являются раскладки, пилястры, иногда карнизы и плинтуса. Раскладка представляет собой рейку сложного профиля относительно малых размеров по сечению. Раскладки могут изготавливаться из древесины, металла или пластических масс. Они прикрепляются к поверхности детали для повышения эстетических свойств изделия. Пилястра - архитектурная деталь изделия в форме вертикального выступа полуколонны. Изготавливается из древесины различной формы сечения, может иметь резьбу или каннелюры - вертикальные желобки.
Карниз - горизонтальный выступ, завершающий изделие сверху. Карнизы могут иметь сложный профиль сечения, иногда украшаются резьбой. Сложные профили карнизов формируют путем склеивания брусков простых форм сечения. Плинтус завершает изделие снизу, оформляется, как и карниз, часто является опорной коробкой изделия. Карнизы, пилястры и плинтуса сложных форм с резьбой применяют для оформления высокохудожественных изделий.
В современном производстве мебели для художественного оформления при серийном проектировании широко используют различные декоративные элементы сложных форм, изготавливаемые прессованием древесины или литьем пластических масс в специальные формы. Детали декора приклеивают к поверхностям изделия или прикрепляют шпильками. Применение декора позволяет расширить разнообразие изделий в условиях массового производства при высокой степени унификации в условиях серийного проектирования изделий.
Современные достижения электроники и возможности ЭВМ позволяют создать способы каталожно-автоматизированного проектирования изделий. На основе предварительной унификации и серийного проектирования конструктивные элементы изделий и их технология кодируются в программы ЭВМ, которые способны решать задачи по компоновке изделий и оптимизации их технологии. Результаты решения этих задач представляются в форме необходимых проектных документов: чертежей, графиков и печатного текста. Синтез сложных образцов конструируемых изделий на основе агрегатирования формируется на экране с изображением всех конструктивных особенностей изделия, включая художественное оформление и отделку. Производственно-технические и экономические расчеты выполняются по предварительно разработанным алгоритмам с большой скоростью и представляются оператору для принятия решений. По принятому варианту компоновки изделия все необходимые команды передаются на соответствующие гибкие автоматизированные участки производства, обеспечивающего по оптимальной программе изготовление, сборку и упаковку всех частей выбранного изделия. При каталожно-автоматизированном способе проектирования изделий оператор, заказчик потребитель с помощью автоматизированных систем выполняет запрограммированные функции конструктора, технолога и экономиста, относящиеся к производству выбранного им конкретного изделия.
