Основы конструирования изделий из древесины

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет 

имени Г.Ф. Морозова»

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

Учебное пособие

Воронеж 2015

УДК 684.4.001.6

Е …
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО 

«ВГЛТУ»  (протокол №………от …………..2016 г.)

Рецензенты:    д.т.н., профессор, зав. кафедры эксплуатации машинно
тракторного парка ФГБОУ ВО «Воронежский государственный
аграрный университет имени Петра I» Пухов Е.В.
к.т.н., инженер-конструктор ООО ХК «Мебель Черноземья» 
(г. Воронеж) Чеботарева И.М.

Ефимова, Т.В.

Е… Основы конструирования изделий из древесины [Текст] :  учеб. пособие / 
Т. В. Ефимова, Л.В. Пономаренко; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО 
«ВГЛТА» – Воронеж, 2016. – 233 с.
ISBN ……………….. (в обл.)

В учебном пособии подробно представлены правила и приѐмы конструи
рования изделий из древесины; рассмотрены материалы, используемые в изделиях из древесины. Подробно рассмотрены виды соединений, конструктивные 
решения столярно-строительных изделий. Также приведена информация о точности и взаимозаменяемости деталей и узлов, о шероховатости поверхности, ее 
нормированию и обозначению на чертежах.

Учебное пособие предназначено для студентов по направлению подго
товки 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих 
производств.

Табл. 13. Ил. 143. Библиогр.: 10 наим.

УДК 684.4.001.6

ЕЕфимова Т. В., Пономаренко Л.В. 2016

ISBN …
 ФГБОУ ВО «Воронежский

государственный
лесотехнический университет 
имени  Г.Ф. Морозова», 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...
5

1. Предмет курса…………………………………………………………………..
6

1.1. Место конструирования в общих основах  дизайнерского        проектирования изделий из древесины…………………………………….
6

1.2. 
Основные 
направления 
развития 
деревообрабатывающей  

промышленности и мебельного производства в России………………….
7

2. Классификация изделий из древесины…………………………………………
9

2.1. Виды мебели. Классификация мебели…………………………………
9

2.2. Виды столярно-строительных изделий………………………………..
16

3. Основные правила конструирования изделий из древесины…………………
23

3.1. Требования, предъявляемые к изделиям из древесины………………
23

3.2. Технические правила конструирования изделий……………………..
26

3.3. Структурные элементы изделий. Основные конструктивные
элементы……………………………………………………………………..
29

4. Материалы, используемые в изделиях из древесины………………………....
38

4.1. Классификация материалов…………………………………………….
38

4.2. Древесина и древесные материалы…………………………………….
39

4.3. Полимерные материалы………………………………………………...
74

4.4. Клеи в производстве изделий из древесины…………………………..
85

4.5. Материалы для производства мягкой мебели…………………………
93

4.6. Прочие материалы в производстве мебели…………………………....
97

4.7. Новые материалы в производстве мебели…………………………….
100

5. Конструктивные решения столярно-строительных изделий……………….... 105

5.1. Типовые конструктивные решения оконных блоков………………… 106
5.2. Типовые конструктивные решения дверных блоков……………….... 118
5.3. Типовые конструктивные решения лестниц………………………….
125

5.4. Покрытия пола. Конструкции других столярно-строительных изделий……………………………………………………………………….
145

5.5. Паркет………………………………………………………………….... 154
5.6. Столярные перегородки, панели, барьеры, тамбуры………………...
163

5.7. Наружная обшивка и штакетник……………………………………....
168

5.8. Изделия из древесно-полимерного композита……………………….. 178

6. Точность и взаимозаменяемость деталей и узлов…………………………….. 180

6.1. Основы взаимозаменяемости………………………………………….. 180
6.2. Размерные цепи………………………………………………………....
202

6.3. Система предельных калибров………………………………………… 207

7. Шероховатость поверхности…………………………………………………… 214

7.1. Факторы, взывающие шероховатость поверхности древесины……..
214

7.2. Основные термины и определения……………………………………. 216
7.3. Основные параметры шероховатости………………………………....
220

7.4. Рекомендации по выбору параметров шероховатости………………. 225
7.5. Метод контроля шероховатости по образцам шероховатости……....
227

7.6. Приборы для контроля шероховатости поверхности………………… 228

Библиографический список………………………………………………..……… 232

Введение

Под конструированием изделий понимается процесс создания конструк
торской документации на них. Предполагаются проведение расчетов и разработка совокупности конструкторских документов, содержащих необходимые 
данные, — для изготовления образцов, освоения производства, контроля, приемки, поставки и эксплуатации изделия, включая его ремонт.

Конструирование конкретного изделия начинается на основании уже 

имеющегося проекта, в рамках которого определены его назначение, область 
применения, показатели качества изделия, технико-экономические и специальные требования, предъявляемые к разрабатываемому изделию, и т. д.

Исходным документом для разработки (конструирования) изделия и тех
нической документации на него, устанавливающим все эти требования, а также 
объем, стадии разработки и состав конструкторской документации, является 
техническое задание (ТЗ). При этом следует учитывать и все антропометрические и функциональные размеры, выработанные путем длительных исследований и внесенные затем в стандарты. Важно оценить размеры мебели, на которой и за которой будут сидеть, а также габариты вещей, которые будут в ней 
храниться. Уже на этапе разработки ТЗ в изделие должны быть заложены максимальные простота и технологичность конструкции — вне зависимости от 
сложности изделия, предложенного дизайнером.

Прочностные расчеты при разработке мебели обычно не проводятся из-за 

отсутствия быстро вращающихся частей и высоких динамических нагрузок. Но 
некоторые детали, например, опоры или длинные книжные полки, рассчитать 
все же полезно. Здесь должны строго выполняться все требования стандартов, и 
в особенности к детской мебели, даже вне зависимости от художественного 
решения, предложенного дизайнером. 

Большое значение для экономичности разрабатываемого изделия имеет 

унификация составляющих его деталей. Однако уже на самых первых этапах 
конструирования следует предусматривать возможную будущую вариантность 
изделия, например, за счет использования различных фурнитуры и комплектующих, изменения фасадов, обивки или цветовых решений.

1. Предмет курса

1.1. Место конструирования в общих основах  дизайнерского

проектирования изделий из древесины

Конструирование
это 
один 
из 
этапов 
создания 
изделия. 

(«Конструкция» - в переводе с латинского означает «устройство».) Конструирование является частью проектирования и будет необходимым элементом вашего будущего творческого проекта. Обычно конструирование начинают со 
зрительного представления изделия, составления его эскизов, технических рисунков, чертежей. Затем подбирают необходимые материалы.

Далее изготавливают опытный образец изделия или само изделие, испы
тывают его на прочность и работоспособность, дорабатывают с учетом недостатков, и так повторяют многократно, от одного варианта к другому, до создания наилучшего изделия согласно его назначению. Перед разработчиком (конструктором) в процессе конструирования возникает множество вариантов изделия. Многовариантность в конструировании называют вариативностью. Вариативность присуща как конструкции изделия, так и его внешнему виду - дизайну. (Слово «дизайн» в переводе с английского означает «замысел, проект, рисунок».) В узком смысле дизайн - это художественное конструирование изделия. 

Красивое и модное изделие, продуманное с точки зрения технической эс
тетики (красоты), простоты и безопасности обслуживания и эксплуатации, имеет повышенный спрос и ценится дороже. Вот почему прорабатывают множество вариантов изделия, пока не найдут наиболее подходящий. Так появились 
различные конструкции столов, стульев, кресел и других изделий из древесины.

Наконец, изделие должно быть технологичным (простым) в изготовле
нии, прочным, надежным и экономичным. Перечисленные необходимые свойства изделия составляют его качество. Качественное изделие прочно и надежно 
в работе, удобно в эксплуатации.

При конструировании изделий весьма важно подобрать для них нужные 

материалы, чтобы изделие было прочным и дешевым, легко и быстро изготавливалось, соответствовало всем предъявляемым к нему требованиям.

Одним из приемов конструирования является моделирование изделий. 

Моделью называют уменьшенный или увеличенный образец (копия) изделия, 
который изготавливают, чтобы понять его устройство и принцип действия. 
(«Модель» - от латинского «мера, образец, норма». «Копия» - от латинского 
«множество».). Модели, как и настоящие изделия, изготавливают по эскизам, 
техническим рисункам и чертежам.

1.2. Основные направления развития деревообрабатывающей

промышленности и мебельного производства в России

Лесная и деревообрабатывающая промышленность – одни из старейших 

сфер экономики РФ. Они отличаются довольно сложной структурой. Лесная и 
деревообрабатывающая промышленность – это индустриальный комплекс, связанный с заготовкой и переработкой пиломатериала. 

Условно сферы лесной промышленности можно разделить на четыре ка
тегории. К ним, в частности, относят химическую индустрию – производство 
скипидара, угля. В состав комплекса входит целлюлозно-бумажная и деревообрабатывающая промышленность. В рамках первой осуществляется химическая 
переработка пиломатериала, изготовление бумаги, картона и прочего. Деревообрабатывающая промышленность включает в себя комплекс различных мероприятий. Они связаны с механической и химико-механической переработкой. 
Наиболее распространенные отрасли деревообрабатывающей промышленности 
– производство пиломатериалов, изготовление плит и мебели. В четвертую 
группу входит комплекс по заготовке сырья. 

Сегодня отмечается активное развитие деревообрабатывающей отрасли. 

Эта сфера находится на одной из высших ступеней в экономике государства. 
Это обусловлено тем, что во все времена своего существования этот сектор 
производил большое количество продукции, которая приносила большой доход. На долю России приходится четверть всех запасов леса мира. Стимулирование переработки сырья на государственном уровне будет способствовать ускорению темпов прогресса в этом секторе. Сегодня стоит задача по наращиванию экономического потенциала. Отдельное внимание уделяется внедрению 
инновационных технологий. Запланирован прирост и усовершенствование производственного процесса на Селенгинском ЦКК. Немаловажное значение имеет 

и использование новейшего оборудования, которое позволяет использовать сырье комплексно и минимизировать затраты. Запланированы коррективы и самой структуры сектора. Перед комбинатами и заводами поставлена задача более ускоренного развития. 

На сегодняшний день качество продукции из дерева значительно улуч
шилось. Этому способствовало совершенствование средств и методов переработки. Вместе с этим снизилась стоимость конечного продукта. Немаловажное 
значение имеет и изменение географии индустрии. Раньше лесозаготовками в 
большинстве своем занимались развитые страны, а сегодня в качестве поставщиков выступают государства, еще не достигшие этого уровня, хотя и не производят готовую продукцию самостоятельно. 

Характерными особенностями деревообрабатывающей промышленности 

в России и прочих странах считаются активное развитие и предполагаемые 
перспективы. Это, в свою очередь, провоцирует браконьерскую и бесконтрольную вырубку. Вследствие этого, существенно сокращается площадь зеленых 
насаждений. Экологи призывают государство обратить на данную проблему 
внимание, взяв ее под тщательный контроль. Ежегодно в лесной промышленности осуществляется заготовка порядка 0.5 млрд тонн биологической массы. 
Из этого объема в производство поступает лишь четверть. Не используется кора, сучья, хвоя. Готовая продукция производится только из 11 % сырья. деревообрабатывающая промышленность России.

Кроме того, лесопромышленный сектор столкнулся со следующими за
труднениями: 

- Неконтролируемым повышением стоимости топлива. 
- Проблемами логистики и транспорта. Сюда же относится коммерциали
зация предприятий, обслуживающих лесную и деревообрабатывающую промышленность, которая повлекла за собой повышение конечной цены на продукцию. 

- Проблемами регулирования арендных отношений, а также организации 

аукционов по праву аренды зеленых площадей с точки зрения законодательной 
базы. 

- Отсутствием грамотной методологии по отбору инвестиционных проек
тов в секторе лесопромышленного комплекса. 

2. Классификация изделий из древесины

2.1. Виды мебели. Классификация мебели

В соответствии с ГОСТ 20400 «Продукция мебельного производства. 

Термины и определения» приведем основные определения и дадим классификацию мебели.

Мебель - совокупность стационарных или перемещаемых изделий для 

обстановки жилых и общественных помещений, а также других зон пребывания человека.

Мебель стационарная - совокупность самостоятельных изделий мебели, 

которые при эксплуатации должны крепиться к полу (грунту), и (или) к стенам, 
и (или) к потолку, в том числе изделия мебели, используемые на открытом воздухе.

Мебель встроенная - совокупное наименование стационарных изделий 

мебели, неотъемлемой частью которых являются пол и (или) потолок, а также 
одна, две или три стены помещения.

Изделие мебели - единица мебельной продукции, предназначенная для 

самостоятельного применения.

Набор мебели - группа изделий мебели различного функционального на
значения, 
выполненных 
с 
использованием 
единого 
архитектурно
художественного (стилевого) решения и согласованных между собой по размерам, конструкции, облицовке и отделке.

Комплект мебели - набор изделий мебели, полностью отвечающий опре
деленному заданному назначению лишь в своей совокупности.

Гарнитур мебели - группа изделий мебели, предназначенных для обуст
ройства (обстановки) определенной функциональной зоны помещения, объединенных одинаковыми художественно-стилистическими и конструктивными 
признаками.

Группа однородной продукции - отдельные изделия мебели, объеди
ненные общим функциональным назначением, а также наборы или гарнитуры 
мебели.

Мебель классифицируют по эксплуатационному назначению, по функ
циональному назначению, по конструктивным признакам, по технологии изготовления и материалам.

Виды мебели по эксплуатационному назначению
Мебель для общественных помещений - мебель для обустройства (об
становки) предприятий, организаций и учреждений с учетом характера их деятельности и специфики функциональных процессов.

Мебель детская - мебель, предназначенная для детей, размеры, форма и 

конструкция которой соответствуют возрастным особенностям и ростовым характеристикам развивающегося организма человека.

Мебель для дошкольных учреждений - мебель детская, предназначен
ная для обстановки яслей, детских садов, детских домов, домов ребенка и аналогичных учреждений, функциональное назначение и размеры которой соответствуют возрастным особенностям и ростовым характеристикам детей в возрасте от 1 года до 7 лет.

Мебель для молодежи (молодежная мебель) - мебель, предназначенная 

для отдыха и занятий детей старшего подросткового и юношеского возраста, 
состав и конструкция которой учитывают их индивидуальные интересы и потребности.

Мебель для людей с ограниченными физическими возможностями 
мебель, предназначенная для людей с ограниченными физическими возможностями, состав, конструкция и размеры которой обеспечивают облегчение условий их жизни и расширение возможностей для активной деятельности.

Мебель для общежитий - мебель для общей комнаты, рассчитанная на 

длительное одновременное проживание в ней двух и более человек одного пола 
или молодой семьи.

Мебель для гостиниц (гостиничная мебель) - мебель, предназначенная 

для меблировки жилых номеров в гостиницах, домах отдыха, кемпингах и других аналогичных предприятиях, в том числе стойки для оформления проживания, мебель для зон ожидания и отдыха, оснащение камер хранения багажа.

Мебель садовая - мебель, предназначенная для использования во время 

отдыха и занятий на открытом воздухе.

Мебель медицинская - мебель для обстановки палат, врачебных кабине
тов и лабораторий клиник, больниц и аналогичных лечебных учреждений, исключая мебель специальную для осмотра больных и проведения хирургических 
операций.