Проектирование Мебели

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………….………………….3

1        ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕБЕЛИ...5

1.1   Классификация и виды мебели…………….…………………………..5

1.2   Требования, предъявляемые к мебели……….…………………………8

1.3   Используемые материалы для изготовления мебели…………………12

1.4  Технологический процесс изготовления мебели…………………….17

1.5 Характеристика и выбор методов решения изобретательских задач.33

1.6  Особенности технологии производства и проектирования архивного шкафа………………………………………………………………………………38

1.7   Выбор материала для изготовления архивного шкафа..………..……43

1.8   Техника безопасности при изготовлении архивного шкафа.………..45

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………

ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Человек издавна стремился украсить свой дом. Мебель - одна из вещей, которая приносит в дом удобство и уют. Сегодня невозможно представить себе область человеческой деятельности, которая так или иначе не была связана с мебелью. Мебель организует окружающее человека пространство, создаёт удобства для труда и отдыха человека, решает задачу эстетического воспитания.

Изготовление мебели относится к особой области декоративно- прикладного искусства. Создавая мебель, используют эстетическое воздействие цвета и фактуры материала, украшают живописью, резьбой и т.д.

Мебель является носителем стилевых и эстетических черт, объектом художественного творчества. С развитием промышленности упростилась конструкция и дизайн мебели. Натуральные материалы стали заменять более дешевыми и технологичными синтетическими. Создание мебели в наше время поставлено на поток.

Основной закономерностью художественного конструирования мебели является нерушимое единство выразительной формы и практического назначения, построение вещей в строгом соответствии со свойствами и возможностями материала и технологией производства.

Процесс художественного и технического проектирования мебели требует от специалиста знаний эргономики, композиции, цветоведения, материаловедения и технологии производства. Проектирование современной мебели невозможно без глубокого и всестороннего анализа принимаемых решений, учёта  современных функциональных требований к мебели,  научной организации труда и быта достижений в области технологий материалов и технических дисциплин.

Повышение эксплуатационных и  качественных показателей, совращение времени разработки и внедрение новых технологий, повышение надёжности и долговечности – основные задачи конструкторов машиностроителей.

В процессе проектирования столярно – мебельных изделий необходимо учитывать следующие основные факторы: соответствие конструкции изделия современным требованиям (требованиям заказчика) и уровню производства, физико – механические свойства применяемых материалов, влияние различных факторов на прочность и долговечность разрабатываемых конструкций, обеспечение минимальной себестоимости изделий и наименьших расходов на организацию производства.

Проектированию и конструированию мебели посвящены работы А.А. Барташевич, С.П. Трофимова,  А.А. Белова.

В музее факультета ХТО возникла потребность в оборудовании для размещения архивных материалов. Установка такого шкафа позволит компактно разместить их и более рационально использовать. Это и предопределяет актуальность данной дипломной работы.

Целью данной работы является проектирование и изготовление архивного шкафа (комода) для музея факультета.

Объектом выпускной квалификационной работы: проектирование и технология изготовление архивного шкафа (комода) для музея факультета.

Предмет: проектирование и изготовление архивного шкафа (комода) для музея факультета.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1.              Изучить теоретические основы проектирования мебели;

2.              Рассмотреть особенности проектирования мебели;

3.              Изучить и проанализировать существующие методы решение изобретательских задач;

4.              Разработать конструкцию шкафа;

5.              Произвести анализ аналогичных технических объектов с целью использования наиболее рациональных конструкторских решений;

6.              Осуществить подбор конструкционных материалов для изготовления мебели;

7.              Охарактеризовать станки, инструменты и приспособления, используемые для изготовления шкафа;

8.              Произвести технико – технологические расчёты;

9.              Разработать тех.процесс изготовления деталей конструкции;

10.              Дать экономическое обоснование изделия;

11.              Изготовить архивный шкаф (комод) для музея факультета.

1  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕБЕЛИ

1.1 Классификация и виды мебели

При проектировании мебели следует соблюдать основной принцип: все требования должны учиты­ваться комплексно.

В любом изделии польза, удобство и красота связаны неразрывно, а его форма находится в объективной зависимости от выполняемой им фун­кции, конструкции, материала, технологии изго­товления. Это еще раз подтверждает важную роль технологии в создании новых изделий и обеспече­нии их качественных показателей.

Классификация – распределение предметов, в частности столярных изделий, по классам, типам, видам в зависимости от их общих признаков.

В основу классификации мебели положен принцип разграничения ее по следующим основным признакам: эксплуатационным, функциональным, конструктивно – технологическим и по характеру её производства.

По эксплуатационному признаку (назначению) мебель может быть разделена на группы: для жилых зданий; (бытовую) для административно – общественных зданий, для транспорта и для медицинских учреждений.

Бытовая мебель, предназначенная для оборудования жилых зданий городского и сельского типов, характеризуется широкой номенклатурой, определяющейся составом семьи и функциональным назначением помещений, обусловленным трудовыми и бытовыми процессами.

Номенклатура мебели для общежитий различных типов, туристических баз, пансионатов, гостиниц и др. ограничивается целесообразным минимумом, рациональностью и т. п. (рис.1).

Рис.1 - Классификация мебели по эксплуатационному  назначению

Под номенклатурой мебели понимается состав изделий для меблировки помещений определенного назначения. Номенклатура мебели, так же как и ее конструкция и формы, постоянно обновляется. В номенклатуру мебели входят сотни наименований наборов, гарнитуров и отдельных изделий реставрация мебели, выезд мастера.

По функциональному признаку можно выделить следующие группы мебели: мебель для сидения, мебель для лежания, мебель – подставка, мебель – хранилище, комбинированная мебель и др.

Мебель для сидения в зависимости от назначения может быть представлена двумя подгруппами: посадочные места, предназначенные для работы, и посадочные места для отдыха. К первой подгруппе относятся обычные стулья и стулья с подлокотниками, а также специальные рабочие сиденья и банкетки. Мебель для сидения, относящаяся ко второй подгруппе (кресла и диваны), предназначена для отдыха. Ее основное назначение - обеспечение удобства путем создания опоры по большей части поверхности тела.

Мебель Для лежания характеризуется удобством человеческого тела в положении лежа, хотя ряд изделий этой группы используется и для сидения (диван, тахта, кушетка). В связи с этим мебель данной группы можно разделить на две подгруппы: мебель только для лежания (кровать, матрац, койка) и мебель для сидения и лежания - нетрансформирующаяся (диван, тахта, кушетка) и трансформирующаяся (диван-кровать, кресло-кровать, функциональные и полуфункциональные больничные кровати, детские раздвижные кровати, подростковые выдвижные кровати и т. д.).

Мебель для хранения - наиболее многочисленная группа, отличающаяся большим разнообразием в зависимости от вида размещаемых в хранилищах предметов. По характеру связи с интерьером различают передвижную мебель (отдельно стоящую, секционную) и стационарную (встроенное оборудование в виде пристенных шкафов и шкафных перегородок, имеющих относительно постоянное месторасположение в помещении и устанавливаемых преимущественно по всей его высоте). Исключение составляет стационарная кухонная мебель, высота которой в навесных шкафах может быть различной. Передвижная мебель представляет собой отдельные объемы хранилища, снабжаемые в зависимости от назначения полками, нишами, выдвижными ящиками, лотками, штангами, гнездами для различных предметов и т. д. Она проектируется в виде отдельных изделий и в наборах.

Комбинированная мебель выделена в отдельную группу потому, что относящиеся к ней изделия предназначены для выполнения двух функций или более. Простейшие варианты этой группы - сочетание комбинированных изделий с элементами трансформации - рабочего стола и хранилища (секретер), совмещение функции мебели для сидения и спального места (диван-кровать, кресло-кровать). В практике художественного конструирования мебели используют комбинации спального места и хранилища, спального места, хранилища и подставки и др.

По конструктивно – технологическому признаку мебель может быть щитовой и рамочной конструкции, корпусной, сборно – разборной, неразборной, встроенной, трансформируемой, универсально – сборной, секционной, навесной, гнутой, гнуто – клееной, плетеной и др.

В зависимости от назначения и конструкции столярные изделия изготавливаются из древесины и часто с применением полимерных материалов и металла.

По характеру производства мебель разделяют на единичную, серийную, массовую.

Единичная мебель изготовляется в количестве одного или нескольких опытных комплектов. Эта мебель предназначена для проведения различных испытаний в базовых лабораториях организации – разработчика на соответствие показателей надежности и долговечности установленным нормативам, для общей художественно – конструкторской оценки, определения степени технологичности ее изготовления и др.

Серийная мебель выпускается партиями (сериями), при этом заранее предусматривается повторение серий, в процессе которого конструкция изделий совершенствуется.

Массовая мебель выпускается в большом количестве, непрерывно в течение длительного времени без изменения конструкции.

1.2 Требования, предъявляемые к мебели

Обычно одним из первых требований является качество.

Основные требования к мебели определяются ее качественными характеристиками. Под качеством понимают совокупность свойств, удовлетворяющих определенным потребностям в соответствии с назначением изделий. Оценка качества основывается на всестороннем анализе потребительских свойств изделий, их конструкций, применяемых материалов, технологии производства, связей изделий с человеком и окружающей средой. В результате такого анализа устанавливаются требования к изделиям, которые служат основой для их дальнейшего совершенствования.

Качество изделий можно оценивать по производственным и потребительским признакам.

Качество мебели можно оценивать по производственным и потребительским требованиям (признакам). К первым относят конструктивные, технологические и технико-экономические показатели. Конструктивные показатели определяют целесообразность конструкции изделия, рациональный выбор материалов, назначение размеров элементов в соответствии с действительными нагрузками на них и условиями эксплуатации. Конструкция изделия должна обеспечивать его работоспособность в течение заданного срока эксплуатации. Технологические показатели характеризуют соответствие изделий оптимальной технологии их изготовления и предопределяются уже при разработке конструкций изделий.

Конструкция изделия или составляющих его элементов называется технологичной, если она обеспечивает заданные эксплуатационные качества и изготовление изделия с наименьшими затратами труда и материалов. Такая конструкция характеризуется простотой компоновки и совершенством формы, обеспечивает удобство и минимальную трудоемкость в процессе сборки изделия и при его ремонте. К технологическим показателям относятся также точность и чистота исполнения изделия, возможность его разборки, взаимозаменяемость деталей и элементов, степень стандартизации и унификации, вид и категория отделки.

Технико-экономические показатели определяются материальными и трудовыми затратами на производство и потребление изделия, техническими условиями изготовления, а также методами испытаний, правилами приемки, маркировки, упаковки, транспортировки и хранения, которые устанавливаются ГОСТ.

Снижение затрат на производство изделий является одним из основных требований. Потребительские свойства изделий оцениваются социальными, функциональными, эргономическими, эстетическими, экологическими и другими показателями, а также показателями надежности и безопасности потребления. Социальные показатели определяют общественную целесообразность выпуска изделий, соответствие их необходимому уровню потребления. Они отражают также социальный адрес изделий.

Потребительские свойства изделий оценивают­ся социальными, функциональными, эргономичес­кими, эстетическими, экологическими и другими показателями, а также показателями надежности и безопасности потребления.

Социальные показатели определяют обществен­ную целесообразность выпуска изделий, соответ­ствие их необходимому уровню потребления. Они отражают также социальный адрес изделий. Мно­гие виды бытовой мебели стали более адресными: для престарелых, инвалидов, детей, учащихся, лю­дей умственного труда, молодоженов и т. п.

Функциональные показатели характеризуют основное назначение изделий.

Наибольшей пользой, а также совершенство выпол­нения изделием основной и вспомогательных фун­кций. Они устанавливаются техническими услови­ями или стандартами.

Комплекс функциональных требований основан на данных антропометрии, физиологии, психологии, гигиены, инженерной психологии.

Эргономические показатели определяют соот­ветствие изделий размерам и форме тела человека, его массе, то есть его антропометрическим, физиологическим и психологическим (силовым, зритель­ным, слуховым и другим возможностям человека) характеристикам, а также гигиеническим требова­ниям.

Эстетические показатели обусловливают един­ство эстетических и функциональных признаков изделия. Типовая номенклатура потребительских показателей качества товаров народного потреб­ления устанавливает следующие единичные призна­ки группы эстетических показателей: информаци­онную выразительность, рациональность формы, целостность композиции, совершенство производ­ственного исполнения и стабильность товарного вида.

Художественная ценность изделий находит вы­ражение в форме и проявляется в их эстетических свойствах, которые рассматриваются как общественно – полезные (целесообразность, удобство, вариабельность компоновок и т. п.).

Совершенство формы оценивается такими эстетическими катего­риями, как «красивое» и «изящное», конкретно проявляется в художественно – образных чертах от­дельных изделий и предметной среды в целом, в особенностях художественных традиций, стиля, моды и т.д.

Мебель должна являться органичес­кой частью окружающей среды, подчиняться еди­ному архитектурно – художественному стилю. В та­ком случае она будет положительно влиять на эстетическое воспитание, культуру человека.

Экологические показатели характеризуют со­держание в воздухе вредных примесей, поступаю­щих в окружающую среду при пользовании изде­лием. Многие изделия мебели изготовлены с при­менением материалов (клеев, лаков и др.), выделя­ющих токсичные вещества.

Указанные показатели, также как и показатели безопасности потребления, могут не выделяться в отдельные группы, а рассмат­риваться в группе эргономических, функциональ­ных или технических показателей.

При проектировании мебели следует соблюдать основной принцип: все требования должны учитываться комплексно. В любом изделии польза, удобство и красота связаны неразрывно, а его форма находится в объективной зависимости от выполняемой им функции, конструкции, материала, технологии изготовления. Это еще раз подтверждает важную роль технологии в создании новых изделий и обеспечении их качественных показателей.

Таким образом, разрабатываемый архивный шкаф должен обеспечивать заданные эксплуатационные качества для наименьших затрат труда и материалов при его изготовлении.

Также материал для изготовления шкафа должен соблюдать экологическим требованиям, не должен иметь вредных примесей, которые бы навредили человеческому здоровью.

1.3  Используемые материалы для изготовления мебели

При продольном делении (распиливании) пиловочных бревен на части и продольном и поперечном раскрое полученных частей образуется пилопродукция, разновидностями которой являются пиломатериалы, заготовки, обапол, шпалы и др. (рис. 2).

Разновидностями пиломатериалов являются доски, бруски и брусья. Доски — это пиломатериалы толщиной до 100 мм, шириной более двойной толщины. Бруски — это пиломатериалы толщиной до 100 мм, шириной не более двойной толщины, т. е. до 200 мм. Брусья — пиломатериалы толщиной и шириной более 100 мм.

Рис. 2 - Виды пиломатериалов:

а, б — пиломатериалы, полученные при распиловке бревна на две или четыре равные части; в — брус двухкантный; г — брус трехкантный; д — брус четырехкантный; е — брусок; ж — доска; з — шпала обрезная; и — шпала необрезная; к — обапол горбыльный

Заготовки из древесины — доски или бруски, прирезанные применительно к заданным размерам и качеству древесины деталей с соответствующими припусками на механическую обработку и, при необходимости, на усушку. Заготовки могут быть калиброванными (обработанными до заданного размера), досковыми (с шириной более двойной толщины) и брусковыми (с шириной менее двойной толщины).

По виду обработки заготовки подразделяются на пиленые, клееные и калиброванные (предварительно профрезерованные). По размерам заготовки подразделяются на тонкие (толщиной до 32 мм); толстые (толщиной более 32 мм), дисковые (толщиной 7... 100, мм и шириной более двойной толщины) и брусковые (толщиной 22...100 мм и шириной не более двойной толщины).

Клееные заготовки изготовляют переклеиванием по длине, ширине или толщине из нескольких более мелких заготовок. Номинальные размеры поперечных сечений заготовок, т. е. размеры их толщины и ширины, и длина регламентируются стандартами.

Шпон лущеный представляет собой тонкий слой древесины заданной толщины в виде ленты, полученный при лущении чурака. Изготавливают шпон из древесины березы, ольхи, ясеня, дуба, бука, липы, осины, тополя, ели, сосны, пихты, кедра и лиственницы. Предназначен он для производства слоистой клееной древесины (фанеры, гнутоклееных деталей и др.) и облицовывания поверхностей изделий из древесины.

Шпон строганый представляет собой тонкий слой древесины заданной толщины в виде листа, полученный при строгании бруса или ванчеса. Изготовляют шпон из древесины бука, ореха, клена, карельской березы, дуба, ясеня, груши, тополя, ольхи, граба, красного дерева, ильма, вяза, каштана, бархатного дерева, карагача, сосны, лиственницы. Строганый шпон используют в качестве облицовочного материала для изделий из древесины.

В зависимости от текстуры древесины строганый шпон подразделяется на виды: радиальный, полурадиальный, тангентальный, тангентально-торцовый. Древесину красного дерева, карельской березы, груши, бархатного дерева по видам среза не подразделяют.

Фанера представляет собой слоистую клееную древесину из лущеного шпона березы, ольхи, ясеня, ильма, дуба, бука, липы, осины, тополя, клена, ели, сосны, пихты, кедра и лиственницы. Фанера состоит из трех или более листов лущеного шпона, у которого волокна древесины в смежных листах по отношению друг к другу имеют заданное направление. Разновидности фанеры: бакелизированная (повышенной водо-, атмосферостойкости и прочности); облицованная строганым шпоном; декоративная, облицованная пленочным покрытием в сочетании с декоративной бумагой или без нее, и др.

Качество и сортность шпона и фанеры определяются совокупностью пороков древесины и дефектов обработки. Нормы ограничения пороков и дефектов по сортам приведены в стандартах на шпон и фанеру.

Гнутоклееные заготовки применяются для изготовления деталей мебели.

Плиты древесноволокнистые (ДВП) — это листовой материал, изготовленный в процессе горячего прессования или сушки массы из древесного волокна, сформированной в виде ковра. Для изготовления древесноволокнистой массы используются низкокачественная древесина и отходы лесозаготовок, лесопиления и деревообработки. В зависимости от плотности плиты подразделяют на мягкие, полутвердые, твердые и сверхтвердые. В производстве мебели применяют только твердые плиты. Разновидности изготовляемых плит: биостойкие (обладающие повышенной стойкостью к биологическим повреждениям), огнестойкие (обладающие повышенной стойкостью к воздействию огня), влагостойкие (обладающие повышенной стойкостью к поглощению влаги и набуханию), звукопоглощающие, профилированные, облицованные, с лакокрасочным покрытием, одноцветные и с декоративным печатным рисунком, с глянцевой и матовой поверхностью.

Плиты древесностружечные (ДСП) — это плитные материалы, изготовленные горячим прессованием древесных частиц (стружки), смешанных со связующим.

Древесностружечные плиты изготовляют одно-, трех-, пяти- и многослойные, облицованные и необлицованные; шлифованные и нешлифованные; сплошные и многопустотные; плоского прессования и экструзионные; окрашенные и ламинированные (пленками, бумагой). Разновидности плит по свойствам и назначению: антисептированные и армированные, гидрофобизированные, повышенной био-, огне- и водостойкости.

При изготовлении столярных изделий широко применяются синтетические клеи в большом разнообразии в зависимости от требований к прочности клеевых соединений. Наибольшее распространение имеют термореактивные и термопластичные синтетические клеи, а также клеящие вещества на основе растворов или дисперсий (латексов) и эластомеров.

Облицовочные материалы.

Последние годы характеризуются расширенным применением отделочных декоративных поливинилхлоридных пленок и декоративных пленок на бумажной основе — синтетического шпона с многоцветным типографским рисунком, имитирующим текстуру древесины всех пород.

Все большее распространение приобретает технология облицовывания рулонным шпоном и декоративной пленкой с облагороженной поверхностью в бобинах, что позволяет использовать непрерывную подачу при облицовывании как пластей, так и кромок.

Фурнитура

К изделиям из металла в столярных изделиях относятся главным образом мебельная фурнитура, крепежные изделия, опоры и погонаж различных профилей. Номенклатура мебельной фурнитуры приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Номенклатура мебельной фурнитуры