基于傳統燕尾榫結構的現代實木家具拆裝結構設計

王文豪 徐偉 王晶

摘 要：本文以可拆裝實木家具為研究對象，并以燕尾榫結構為研究重點對可拆裝實木家具進行了簡單的闡述，將燕尾榫的拆裝結構分為傳統和現代兩部分分別進行探討分析，在此基礎之上提出一種新型的可拆裝分體燕尾榫，并舉出其在家具應用上的一個優選案例。通過具體案例來說明此新型結構的可行性與實用性，并提出了不足與展望。

關鍵詞：燕尾榫結構;家具設計;可拆裝

1 研究背景

可拆裝家具是指用各種連接件或插接結構將零部件組裝而成的可反復安裝和拆卸的家具。這一特性決定了其連接方式必須具有較大的靈活性。[1]可拆裝結構大量用于板式家具中，其優點在于能夠實現零部件的標準化和系統化，從而簡化了零部件的規格種類，方便了生產與設計，并且便于搬運、降低運輸成本。

在GB/T 3324—2008《木家具通用技術條件》中規定，實木家具是指以實木鋸材為基材制作的、表面經涂飾處理的家具;或在此類基材上采用實木單板或薄木（木皮）貼面后，再經涂飾處理的家具。實木板材是指指接材、集成材等木材通過二次加工形成的實木類材料。還有一種定義是以榫接合為主要結構特征，并以實木為主要基材的家具，[2]即方材通過榫接合構成框架支撐全部荷重，圍合板件附設于框架之上用于分隔和封閉空間的家具。[3]前者側重于材料，后者則涵蓋了結構。本文研究的實木家具更多是指后者。

人們普遍認為傳統家具是固定不可拆裝的結構，往往忽略了暗藏其中的拆裝性結構。實際上，除了固定的榫卯結構外，實木家具中也存在著許多巧妙的可拆裝結構，內部通過鉤掛、燕尾榫等結構實現，外部則通過外嵌的榫卯構件或構件自身的搭嵌牽制。[4]在進行實木家具拆裝結構設計時應遵循如下原則：體積縮小、結構規范、工藝合理、強度安全、集結有度、裝配便捷、節約成本、形態無損。[5]實木家具相對于板式家具而言，在結構上有以下特點：家具的整體構成復雜;零部件數量與規格多;曲線或曲面形狀零部件多;小部件小端面接合多且強度要求高等。由于以上這些特點，實木家具的拆裝結構相對于板式家具而言，設計難度要大上許多。但隨著工業生產水平的提高以及新材料的應用，實木的拆裝榫卯結構會被更廣泛地應用。全球著名的宜家家居早在20世紀中期就在環保理念的影響下開始生產拆裝式家具，并鼓勵消費者直接進行組裝，其很多產品的結構原理和我國傳統榫卯原理不謀而合。[6]

2 燕尾榫結構形式

傳統的榫卯做法是傳統家具不同部件連接起來的主要結構方式。作為我國古代手工業技術的一項重要發明，榫卯結構是古代勞動人民及手工匠人們的智慧結晶，有其突出的結構科學性和耐久性。[7]各種榫卯做工不同，應用的方式也不同，但無一例外都在家具中充當“關節”的作用，并且很多榫卯除了結構上的“關節”作用外也具有外觀上的裝飾功能，如格肩榫、霸王棖等。在傳統榫卯中，多數采用固定式的不可拆裝的結構，但也不乏可拆裝的傳統榫卯結構，如穿銷和穿帶、栽榫、銀錠榫、楔釘榫、栓榫、魯班鎖、榫槽接合、交叉接合等。其中，尤以燕尾榫應用廣泛并且性能優良。燕尾榫具有良好的力學性能，在所有榫接結構中，在未上膠的情況承受拉應力以燕尾榫的結合強度最大。[8]以下舉幾例傳統燕尾榫及其變形作為參考。

2.1 銀錠榫

在傳統家具中，銀錠榫是燕尾榫的一種。銀錠榫又叫木銷拼接榫或者蝴蝶榫。其外觀兩端寬而中間窄，因形似銀錠（蝴蝶）而得名。銀錠榫常用于厚板拼合，外嵌于兩板拼合處，并且在制作時將其置于器面的里側，不讓榫頭顯露出來，影響美觀。[4]

2.2 穿帶與穿銷

穿帶為一根木條，其斷面為梯形。木板背面的袋口及穿帶的梯形長榫均一端稍窄，一端稍寬，名曰“出梢”。梯形的結構能使穿帶連接緊固，不易松動。穿帶多用于平板拼合，尤多用于攢邊打框時薄板平板拼合。在增加拼板承重能力的同時還能起到約束拼板干縮濕漲變形的作用。穿銷與穿帶的外形大體相同，穿銷多用于牙板與大邊的接合，接合時常用長銷穿過開槽的牙板，榫頭納入大邊底面的榫眼中。[9]

2.3 龍鳳榫

龍鳳榫是利用榫舌與榫槽對薄板進行拼接，榫舌斷面是燕尾形，相當于半個銀錠榫的式樣。榫槽的形狀與榫舌相配合，下大上小。這種結構形式相比于普通的榫舌榫槽拼接加大了榫卯的貼合面，可防止拼口上下翹錯，并不使拼板從橫向拉開。

隨著現代家具構件連接技術的發展，通過自動化的數控機床生產、改進的連接設計等，傳統的連接件也不斷進化，越來越適應現代化的加工生產。許多傳統家具生產企業可以在保留傳統家具的造型及裝飾元素的基礎之上進行連接技法的升級改造，用現代技術賦予傳統家具新的功能結構。

在現代家具生產中，按榫頭和零部件之間的關系可把榫接合分為整體榫和分體榫。整體榫是在方材零件上直接加工而成，而分體榫則和零件不是一個整體，單獨加工成型后再裝入預制的孔或槽中。[10]王碩[5]把整體榫接合分為搭接式、插接式、自鎖式、擠壓式，把分體榫接合分為拼接式和栓鎖式。這些結構各有特點，然而在實際的生產使用過程中，這些榫卯在設計上也必須遵守一定的原則：保障力學強度;嚴格的榫卯技術指標、便于拆卸裝配;不影響二次和多次裝配;合理的裝配和拆卸路徑和效果。[11]

現代燕尾榫主要用于抽屜等箱框的接合，也就是平板角接合，屬于插接式結構。燕尾榫按榫頭的顯隱關系可分為明燕尾榫、全隱燕尾榫、半隱燕尾榫這三種。按榫頭棱邊的形狀可分為銳棱燕尾榫、隱棱燕尾榫兩種。[12]其中，明燕尾榫的加工工藝最為簡單，現代家具的大多數實木抽屜就是用此方法連接的，但其缺點為榫頭全部暴露在外，影響美觀，半隱燕尾榫在美觀性上較明燕尾榫要好一些。做工最精細考究的要數全隱燕尾榫，在傳統家具中，全隱燕尾榫也叫悶榫，即“暗榫”，又叫半榫頭。由于榫頭不外露，故不論板料的厚薄，均需在板頭處留出一段45°夾角，大大增加了工藝難度。此種做法常見于傳統比較考究的硬木家具中。在現代生產中，因其生產效率較低，很少使用此種做法。更適合現代生產工藝的是隱棱燕尾榫，隱棱燕尾榫參考了傳統燕尾榫的形制，而其榫頭榫眼更適配于現代的圓頭銑削刀具，在實際生產中具備尤其獨特的優勢。例如，因銳棱半隱燕尾榫的榫溝部分的機械加工工藝性差，大多被隱棱半隱燕尾榫取代。[12]

3 可拆裝結構改良

根據上文對傳統與現代燕尾榫形式結構的分析以及對拆裝結構類型的討論，筆者擬提出一種新型的分體燕尾榫拆裝結構，此分體燕尾榫在外觀上借鑒了傳統分體燕尾榫卯中的銀錠榫和穿銷，榫體的上端的上下兩面均呈水平的梯形設置且上面的面積大于下面的面積，榫體的下端的上下兩面均呈水平梯形設置。此分體燕尾榫適用于實木家具橫豎材的“T”型或者“L”型接合。

下文將對一個應用此燕尾榫的優選案例進行探討，常用的連接實木桌面與望板的工藝有以下幾種：

第一，直接使用木螺釘連接。此工藝最為便捷，但釘眼很多且釘接合的強度不高，長時間使用會出現松動的情況。

第二，使用木塞角加木螺釘連接。此工藝簡單方便，塞角的補強作用也比較顯著，在現代家具生產中較多地被使用，但是木塞角外露，影響美觀。

第三，使用金屬連接件連接。金屬連接件是在板式家具中最為常用的一種連接方式，但實木家具中較為少見。原因在于實木家具多用整體榫卯或者插接結構，金屬連接件不僅不及榫卯連接的強度高而且大多會有暴露在外的部分，影響美觀。

第四，分體圓棒榫連接。此工藝也是較為常見的一種形式，連接強度較高且隱藏在部件內，但缺點是需要涂膠，不能實現拆裝。

而使用新型分體燕尾榫作為連接構件具有如下優點：

第一，該燕尾榫拼裝構件采用一體化的榫體卡接桌面板和底部的望板。安裝拆卸方便快捷，榫眼均在內側，從外部看不到榫眼，美觀性較好且榫眼與榫體卡接牢固，在使用中不易晃動脫落。

第二，將榫體全部埋入榫眼，外觀上實現了半隱蔽的功能，提升了美觀性;采用了分體燕尾榫，相較于釘接合與金屬連接件接合，大大提高了接合強度和扭轉強度;不需要涂膠，能夠實現桌面與望板的拆裝方便。

圖2所示的是一張外觀尺寸為：長1500毫米，寬800毫米一張桌面板和四個與之匹配的望板。桌面的底部邊緣均勻設置有若干個榫眼孔，在拼裝時，燕尾榫上端首先拆入桌面板的方槽內，然后做橫向移動插入與之形狀相適配的第二榫眼，方槽和榫眼為一個整體且均不貫穿桌面板。望板的內測邊緣均勻設置有若干個上下貫通的榫眼槽，榫眼槽的形狀尺寸與燕尾榫下端的形狀尺寸相同。榫眼槽朝內的一側呈貫穿設置，貫穿面的寬度小于另一側的寬度。

4 結語

榫卯工藝是中國傳統文化的精髓，是傳統木作的靈魂，并且可拆裝的榫卯結構也是自古以來就一直存在著，而燕尾榫作為傳統可拆裝榫卯的重要組成部分有著結構和功能上獨特的優勢。但是現在在市場上卻很難看到實木拆裝家具，究其原因還是缺少對傳統拆裝榫卯的認識并且傳統榫卯的設計難以適應現代化的工業生產。想要讓可拆裝實木家具更多地應用到生活中，可以從榫接合的方法入手，融合傳統燕尾榫拆裝結構的理念，并結合系統化、標準化、模塊化等的設計理念，努力推動實木可拆裝榫卯設計的現代化應用。

參考文獻：

[1] 劉娜，陳于書.基于可拆裝插接結構的家具設計研究[J].家具，2017，38（1）：52-56.

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[3] 張仲鳳，張繼娟.家具結構設計[M].北京：機械工業出版社，2012.

[4] 薛坤，許柏鳴.傳統家具的拆裝結構研究與現代設計應用[J].包裝工程，2012，33（06）：57-60.

[5] 丁香清，關惠元，黃瓊濤，孫宏南.現代桌幾類實木家具拆裝結構設計[J].家具與室內裝飾，2013（09）：80-83.

[6] 王安正，關惠元.基于傳統榫卯結構的家具可拆卸性設計研究[J].家具，2017，38（06）：49-53.

[7] 蘇劍萍，呂九芳.傳統榫卯結構的現代化傳承[J].家具，2017，38（2）：56-58+92.

[8] 林壽晉.戰國細木工榫接合工藝研究[M].香港中文大學出版社，1981.

[9] 薛坤.傳統家具榫卯結構的性能與設計進化研究[D].南京林業大學，2013.

[10] 吳智慧.室內與家具設計（第二版）[M].北京：中國林業出版社，2012：57-60.

[11] 朱云，申黎明.面向用戶裝配的實木家具榫卯結構設計[J].林業工程學報，2018，3（03）：142-148.

[12] 關惠元.現代家具結構講座? 第一講：現代實木家具結構——接合方法與技術要求[J].家具，2007（01）：54-59.

作者簡介：王文豪（1998—），男，本科生，研究方向：家具結構設計。

通訊作者：徐偉（1975—），男，教授，研究方向：家具與木制品工程。