第四节  金属家具的结构设计与制造工艺

主要部件由金属所制成的家具称金属家具。根据所用材料来分，可分为：全金属家具（如：保险柜、钢丝床、厨房设备、档案柜等）；金属与木结合家具；金属与非金属（竹藤、塑料）材料结合的家具。

一、 金属家具的结构特点及连接形式

(一)、 结构特点

按结构的不同特点，我们将金属家具的结构分为：固定式、拆装式、折叠式、插接式。

固定式：通过焊接的形式将各零、部件接合在一起。此结构受力及稳定性较好，有利于造型设计，但表面处理较困难，占用空间大，不便运输。

拆装式：将产品分成几个大的部件，部件之间用螺栓、螺钉、螺母连接（加紧固装置）。有利于电镀、运输。

折叠式：又可分为折动式、与叠积式家具。常用于桌、椅类。折动式是利用平面连杆机构的原理，以铆钉连接为主。存放时可以折叠起来，占用空间小，便于携带、存放与运输。使用方便。

插接式：利用金属管材制作，将小管的外径套入大管的内径，用螺钉连接固定。我们可以利用轻金属铸造二通、三通、四通的插接件。

(二)、 连接形式

金属家具的连接形式主要可分为：焊接、铆接、螺钉连接、销连接。

1． 焊接：可分为气焊、电弧焊、储能焊。牢固性及稳定性较好，多应用于固定式结构。主要用于受剪力、载荷较大的零件。

2． 铆接：主要用于折叠结构或不适于焊接的零件，如轻金属材料。此种连接方式可先将零件进行表面处理后再装配，给工作带来方便。

3． 螺钉连接：应用于拆装式家具，一般采用来源广的紧固件，且一定要加防松装置。

4． 销连接：销也是一种通用的连接件，主要应用于不受力或受较小力的零件，起定位和帮助连接作用。销的直径可根据使用的部位、材料适当确定。起定位作用的销一般一少于两个；起连接作用的销的数量以保证产品和稳定性来确定。

二、 折叠结构

(一)、 折动式家具

折动结构是利用平面连杆机构原理，应用两条或多条折动连接线，在每条折动线上设置不同距离、不同数量的折动点，同时，必须使各个折动点之间的距离总和与这条线的长度相等，这样才能折得动，合得拢。

随着家具产品的日益更新，新的折叠结构及折叠方式被应用于家具设计中，如：阿尔弗雷多·沃尔特·哈伯利 设计的“S1080”就采用了新的折叠方式，见图4－53所示。又如Pon·Arad设计的“T4型”折叠手推车式桌。

(二)、 叠积式家具

叠积式家具不仅节省占地面积，还方便搬运。越合理的叠积（层叠）式家具，叠积的件数也越多。

叠积式家具有柜类、桌台类、床类和椅类，但常见的是椅类。叠积结构并不特殊主要在脚架与背板空间中的位置上来考虑。

三、 金属家具生产工艺

1． 管材的截断

进行管材截断的方法主要有四种：割切、锯切、车切、冲截。其中用金属车床切得的零件端面加工精度较高，一般用于管材需要使用电容式储能焊的零件加工；而冲截生产效率高，但冲口易产生缩瘪，因此应用面较窄。

2． 弯管

弯管一般用做支架结构中，弯管工艺是指在专用机床上，借助型轮将管材弯曲成圆弧型的加工工艺。弯管一般可分为热弯、冷弯两种加工方法，热弯用于管壁厚或实心的管材，在金属家具中应有较少；冷弯在常温下弯曲，加压成型，加压的方式有机械加压、液压加压及手工加压弯曲。

3． 打眼与冲孔

当金属零件采用螺钉接合或铆钉接合时，零件必须打眼或冲孔。打眼的工具一般采用台钻、立钻及手电钻。冲孔的生产率比钻孔高2-3倍，加工尺度较为准确，可简化工艺。有时在设计中会用到槽孔，槽孔可利用铣刀铣出。

4． 焊接

焊接的方法有多种，常用的气焊、电焊、储能焊等。钢管在焊接后会有焊瘤，必须切除，使管外表面平滑。

5． 表面处理

零件的表面要经过电镀或涂饰的处理，涂饰的方法有喷金属漆或电泳涂漆。

6． 部件装配

零件在进行最后的矫正后，根据不同的连接方式，用螺钉、铆钉等组装成为产品。

产品加工艺是否合理，是否用利用工业化生产，与家具的结构设计是密不可分的。合理的结构可在很大程度上可简化工艺，提高生产率。所示的“孔洞”套椅，整张椅子采用张板材制成，先在板切割出前腿及后腿的形状，并在板材上冲孔以增加美感且可减轻自重，再通过模弯成一张完整的椅子，为其加工艺简单而且有代表性。