家具设计的基本构造
第一节 木家具
在木家具设计制造中，大都由军件构成 部件，再由部件构成产品，家具式样的E别 就是因为选用不同形状的零件，按不同的接 合方法组装而成，由于使用材料不同，对强 度和外观质量要求不同，其接合方法亦多种 多样。为了使家具强度大，牢固耐用，除r 主要受力部件应选用抗剪强度较髙的材料 外，在很大程度上还要依赖于结构的接合方 法和工艺技术的配合。
一、木构件接合方法
1.榫接合
榫接合由榫头和榫孔组成。榫头包括榫 颊、榫肩、榫端、榫长、榫宽、榫厚，为了 得到可靠的接合，榫头与方材应由纵向纤维 构成。榫孔是与榫头相对应的另-方材上具有的孔洞或凹槽，凹槽也称榫槽，是一侧开的榫孔。
榫头的种类很多，就其基本特征而言, 可分为两大类：一是从外形区分，有燕尾 榫、直角榫及圆榫三大类。直角榫的断面是 直角形，榫颊或榫肩互成垂直;燕尾榫的榫 头，由榫端向榫肩收缩;圆榫的榫头断面是圆的。还有其他形式的榫头，差不多都是根 据这三种榫头演变而来的。二是从榫头和方 材的关系来讲，可分为整体榫和插人榫。直 角榫和燕尾榫的榫头和方材是一个整体，称为整体榫。圆榫的榫头与方材不是在一个整体上，所以称插人榫，它可减少毛料的长度，节约木材，加工简便。
榫接合的类型榫接合的类型有多种，
明榫和暗榫：凡榫端露在接合部位外面 的为明榫，它的强度很大，可防止构件扭 动，缺点是榫端暴露在外，影响装饰质量。
暗榫接合是把榫头减短，结合后榫端不露在外面，虽然强度不如明榫，但可使外表美 观。因此这种接合方法较为广泛应用。
开口榫，闭口榫、半开口榫：按榫头例 面能否看到榫头来区分，可有开口榫、闭口 榫、以及介于两者之间仅能看到一部分的半 开口榫接合。它们之间的区别主要是指两个方材在端部接合时，榫头的边部是否外露， 露出的为开口榫，不露出的为闭口榫。直角 开口榫的优点是加工简便，强度大，但榫端 及一个侧面露在表面影响美观，闭口榫就可 避免这一缺点，同时亦可防止装配时榫头的 扭动。周边餺出一部分的为半闭口榫，它是 一种介于开口和闭口之间的榫接合，一般多为暗榫，它具备了开口榫和闭口榫二者的优 点，既可增加胶着面积，又可防丨h扭动，通 常应用在榫孔方材的一端，能够被制品的某 一部分掩盖的情况下使用，例如椅桌脚与横 档接合的时候，榫孔的侧面就能够将椅面、 桌面所掩盖，而不影响外观，这种榫头的闭 口部分长度一般是榫头长度的一半，或者略 超过一些，可视具体构件决定。
单肩榫、双肩榫、多肩榫.、夹榫：以榫 肩的切割形式，即榫头在方材本身的位置来 说可分为单肩榫、双肩榫、多肩榫、夹榫接 合。单肩的榫头在方材一边只有一个榫肩，适用于较薄的木构件，坚固程度不如双肩 榫。双肩榫的榫头两边都有榫肩，嵌接后不 易扭动，结构较为牢固，一般家具均采用此 法C
单榫、双榫、多榫：以榫头的数目来区 分有单榫、双榫、多榫等接合。在方材一端 只有一个榫头叫单榫，有两个榫头叫双榫， 两个以上榫头就是多榫，榫头数目越多，胶接面积就越大，能提髙接合强度。
直角与斜角接合：按接合的形式可分为 直角接合与斜角接合。直角接合是榫头与榫 槽接合部位成90°的垂直角，胶接面积大， 强度也髙，但有一端断面露在外边影响美观。斜角接合是将二根方材接合部位切成 45°结合，可避免端部外露，因此家具上多 用斜角接合。
榫头：榫头长度是根据接合形式来决 定，当采用明榫接合时，榫头长度等于被接 合方材宽度或厚度。暗榫的长度要减少一部 分，但不能少于被接合方材宽度或厚度的一半。一般情况下榫头长度应在15〜30mm之 间，这时接合强度最大，因为榫头长度15〜 35mm时抗拉、抗剪强度随着榫头长度的增 加而增大。
圆榫的长度应为榫头直径的5.5〜6.5 倍。圆榫的直径应为方材厚度的0.45〜0.6 倍。插入第一方材端头的深度应为榫头长度 的0.45倍，插人第二方材端部的深度为榫 头长度的0.55倍，从榫头中心到方材最近 边的距离应为榫头直径的0.75〜1.0倍。
燕尾榫长度一般在15〜20_之间，榫 头顶端大于榫头根部，榫肩与榫头长度的夹 角成80°，榫头倾斜角一般不超过10°，角 度过大榫头易于折断，降低榫头强度。
榫头厚度一般按方材的断面尺寸而定， 一般情况下.单榫的厚度接近十方材厚度或 宽度的1/2。双榫的厚度是其榫头的总厚度，也接近于方材厚度或宽度的1/2。如果 方材断面尺寸人于40nimX40mm时，就应 采用双榫接合，这样可以增加接合强度，同 时也可以防止方材扭动。为配合榫眼加工， 在满足技术要求的前提K,还要适合相应的 木凿或钻头规格尺寸，所以形成了常用的榫 头厚度，如 6、8、9.5、12、13、15nun 等 儿神规格。
榫孔：榫孔的形状大小是根据榫失的形 式尺寸而定，明榫的榫孔深度等于榫头的1C 度;暗榫的榫孔深度应当比榫头长度多 2mm,这样可避免禅头撑住孔底造成榫肩 与力材间的缝隙，
榫孔长度基本卜相当于榫失厚度的尺 寸，但实际上应比榫头厚度小0.5〜1mm， 如果是硬材，榫孔长度应比榫头厚度小
- 5mm;软木则小lrmn,此时禅眼不会胀 破反而接合强度最人。
榫孔宽度等于或大于榫头厚度0.1〜 0.2mm时，则抗拉强度最大，相反如果榫 孔宽度小子榫头厚度，强度反而下降，这是 因为榫孔长度与方材木纹平行，当榫头厚度 大于榫眼宽度时，就容易产生劈裂，因而破 坏榫接合。逍然榫孔宽度大于榫头厚度，接 合后也不会留有空隙，这是因为榫头与榫眼 接合时，胶枓将形成胶缝。
燕尾榫孔多用于板壁接合，常见的是开 口孔接合，榫孔长度在木材纵向构成，宽度 及深度均在横向构成，与一般榫孔形状小 同，深度S燕尾形状，深度与孔底面边沿成 80%深度在15—20mm之间。
榫头与榫孔的接合关系：榫接合的受力 面主要依靠榫头四壁和榫肩与榫眼的接合。 榫头四壁的受力面有所不同，主要的受力面 是顺榫眼木材纹理的纵向受力，为此在制作榫头时，其宽度面以插人榫眼松紧适中为 准，一般小f榫眼约0,5_，主要使榫头 的厚薄面不能向榫眼的木纹横向挤压，切忌 大于榫眼侧荜，如果榫头的受力面转向榫眼 的木纹横向挤re,会使榫眼壁受力过大撕裂 而影响质量。
锯割榫肩时一般要求里肩略低于外肩， 不能使里肩高出于外肩，这样在接合时榫肩 表面可达到严密无隙的效果。榫肩的两侧肩 锯割时要求平行，不应有髙低现象，使榫头接合时受力均匀，接合好的构件不至于扭 动。
在机械化的生产中，榫接合的尺寸应该 是规格化的，否则设计者随意设计，由于尺 寸+规范要求刀具就多，使生产复杂化。表 4-1是方材榫接合规格化尺寸，表4-2是箱 榫接合零件规格化尺寸。
榫接合的强度：榫接合的强度决定于胶 接面面积的大小、胶的强度以及榫肩与方材 接合的紧密程度。因此，为保证结合强度， 就要求榫头榫孔的加工有一定的精确性，要使榫头四面紧密地插入榫孔、榫尖紧密的贴 住榫孔颊，榫长保证接合强度。
开口榫接合强度最大，在接合时榫孔的 宽度尺寸应当与榫头厚度尺寸稍有些偏差， 大约在-0.3〜+0.2mm之间，接合强度最 大。闭口榫在•—0t3mm时接合强度最大。 这些都是极限数字，超过这一规定，木材便 会幵裂或结合不紧。因此最适当的尺寸为 彳0.1mm以h。硬村通常可为0〜+ 0.2mm, 软材为0.1〜十0.3mm。
圆榫接合强度比直角榫约低35%，佢 由于绝大多数木制品接合工作用应力与破坏 戍力相差很远，基本上符合一般木制品的要 求。同时它又另具很多优点，比直角榫节省 木材6%〜10%，还可使生产自动化，降低 劳动消耗。
从理论上来讲，燕尾榫的接合强度比较 低，这是由于它受外力作用时，榫头的斜边 部分会发生剪切破坏。但在实际应用中较为 广泛，常用于板壁结合，因榫头连续排列，这种剪切的破坏力也就少，能满足木制品接合的要求。
- 胶接合
胶接合是指单纯的用胶来结合木家具构 件的一种方法，是用枯性较大的胶液，如动物胶、合成树脂胶等涂在结合件的表面上，然后合上结合表面，加压力，使物件紧密牢 固地粘连在一起，这种操作过程称为胶接 合。胶接合的原理是胶料通过木纹之间的空 隙，均布在木材表面并渗人木质里层，胶料 凝固之后使两块木料的表面纤维紧密的粘连在一起，物件的接合强度以及家具整个结构 的强度很大程度上是以胶接强度为先决条 件。
胶接合可用来接合家具的零部件乃至整 个家具而不需附加其他接合方式。由于现代 科学的发展，新型胶料的出现和家具结构的 新发展，胶接合的应用范围愈来愈广泛。
- 钉接合
钉接合多用在结合表面不显露的地方， 如板材拼接、桌椅板面的安装、榫接合或胶 接合时作固定用的辅助方法等。按钉的类型 接合方法可分为三类。
螺钉接合螺钉通常称木螺丝，是一种 金属制的连接件。木工家具中桌椅面与框架 的连接常使用木螺钉吊面做法，在板材的拼 接上使用木螺丝榫接，为了获得木材表面的美观，可将螺钉拧人木制构件后，在表面上 再嵌人圆木榫将螺钉盖住D
- 铁钌接合
铁钉接合是指无缧纹的各种金属钉接合，其优点是简捷方便，缺点是容易损坏木 材.强度小，更不美观，故在家具制作中很 少单独使用，只用在家具表面不敁露的地 方.如板材的拼接，抽屉滑道、线脚、封边 处的接合，也有用于简易家具的制作。为r 使钉接合牢固可靠，所选用的钉子长度应为 接合件的三倍，将钉身钉人被接合构件的 2/3的长度。
竹木钉接合竹木钉普遍用在表面不显 露的地方，如板缝的拼接或用在榫接合时做 固定用用在扳缝拼接的竹钉应当是削成两 头略呈尖形，用于榫接合时只把竹钉削成一头尖形而另一头是平的。进行板缝拼接时， 先将板的侧面钻好孔，直径应为板厚的 1/4〜1/3，竹钉直径略大于孔的直径，将竹 钉插人孔内，使板拼装起来达到定的坚固程度。竹钉用做榫头固定时，-般都是没有 胶合的榫接合，其操作方法是在相应榫头孔 的横侧钻一直径4〜5mm左右、贯穿榫头的 圆孔，把竹钉敲人孔内，用凿子凿去留在外 表面的一截竹钉，然后刨削光滑。
金属构件接合金属构件接合是利用附加的金属连接件使木构件接合起来，接合方 法简单、形式多样，主要分为两大类，即固 定接合与可拆装接合。
波状金属片接合将预先加工好的波状金属连接件打入木构件中作为连接之用，多 用在板材平接。
蚂蝗钉接合蚂蝗钉系利用钢丝弯曲而 成，呈槽形，将钉两端打人木构件后，便可 紧密接合。
金属环接合将六角形的金属环嵌人结合处的圆形槽沟中，以做缔固之用，木材的 接合处可用胶合。
平板金属片的搂合有些木制构件由干 断面过小，不能采用榫接合，便可利用平板波狄金属片的接合角铁接合在椅腿和望板的接合处，为 了加强其强度，或者因其榫接合质量+高 时，可用角铁作为辅助接合物，它是用螺钉 来固定的，主要起着加固稳定的作用。
可拆装金属构件的接合，采用的是一种 特制的金属连接件将木构件接合在一起。金 属连接件本身即可分离，木构件接合后随金 属件的接合而接合，随着金属件的分离，家具即可拆装，它可以反复拆装而不影响构件 的强度，广泛应用于组合柜的板材组合。
