實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)形式分析與改良

王晶 徐偉 王文豪

摘 要：實(shí)木家具的破壞往往發(fā)生在零部件與零部件的連接節(jié)點(diǎn)，原因在于缺少實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)或是角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)損壞。本文旨在對(duì)實(shí)木家具角部連接補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析歸納，從而提出一種加工更方便、結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固的實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，提高實(shí)木家具的連接強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：實(shí)木家具;角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu);榫卯連接;家具拆裝

實(shí)木家具由于其獨(dú)特的材料、溫潤(rùn)的美感、厚重的歷史底蘊(yùn)等特征在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下仍具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。實(shí)木家具所面臨的最大的問(wèn)題就是木材的各向異性與濕脹干縮。并且實(shí)木的加工工藝會(huì)造成實(shí)木的開(kāi)裂變形，如實(shí)木拼板工藝。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久使用，拼接處可能發(fā)生翹曲變形。不同環(huán)境的影響也會(huì)造成裂縫等質(zhì)量缺陷，實(shí)木家具的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到破壞。因此，只有不斷調(diào)整實(shí)木家具的加固件結(jié)構(gòu)形式，不斷完善實(shí)木家具的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，才能使實(shí)木家具的使用壽命得到延長(zhǎng)，從而進(jìn)一步提高實(shí)木家具的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 研究背景

家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)從來(lái)都是家具制作過(guò)程的核心，大量的家具企業(yè)制作過(guò)程僅依靠從業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。很多結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單或者過(guò)于復(fù)雜，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代家具的發(fā)展。因此，我們需要從結(jié)構(gòu)入手，解決目前存在的實(shí)際問(wèn)題。[1]由于一件實(shí)木家具的破壞通常發(fā)生在零部件與零部件的連接處，增加補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)是實(shí)木家具設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的一環(huán)。補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)是對(duì)目前存在不足的承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行增強(qiáng)的措施。補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)在彌補(bǔ)連接部位強(qiáng)度不足、提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面具有顯著作用。[2]角部加固件作為補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的重要組成，在實(shí)木家具結(jié)構(gòu)中的作用十分重要。

和傳統(tǒng)的以件加工的作坊式手工生產(chǎn)不同，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)模式是大批量生產(chǎn)，即品種少。[1]隨著家具生產(chǎn)自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，家具多使用五金連接件加固實(shí)木家具角部。常見(jiàn)的角部五金連接件有螺栓接合、螺釘接合以及偏心連接件接合。使用五金連接件加固實(shí)木家具角部的好處在于生產(chǎn)效率高、價(jià)格相對(duì)低廉，但是同時(shí)五金連接件加固實(shí)木家具角部也存在一些不可避免的缺陷。例如，通過(guò)螺釘將塞角固定，使用時(shí)間長(zhǎng)后，螺釘會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)或者脫落的現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)木家具的穩(wěn)定性降低;金屬表面還有可能生銹，從而污染家具表面，影響家具的美觀性。相比之下，榫卯連接可以有效避免這些問(wèn)題。榫卯結(jié)構(gòu)嚴(yán)格遵循了傳統(tǒng)整體框架式結(jié)構(gòu)所要求的科學(xué)合理的實(shí)用意義，協(xié)調(diào)木工器物之間結(jié)合所產(chǎn)生的復(fù)雜力學(xué)作用，通過(guò)力的傳遞和構(gòu)件間的相互約束使其變成渾然天成、經(jīng)久耐用。[3]若將硬木家具的榫接合方式直接應(yīng)用于低質(zhì)人工林木必將帶來(lái)松動(dòng)、變形甚至是斷裂等質(zhì)量缺陷。[4]

如今，國(guó)內(nèi)外對(duì)實(shí)木家具角部加固件的研究主要集中在五金連接件或榫卯結(jié)構(gòu)研究，對(duì)五金連接件和榫卯結(jié)合的研究較少。

本文旨在分析已提出的加固件結(jié)構(gòu)形式，從而提出一種更為安全穩(wěn)固的實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，提高實(shí)木家具的連接強(qiáng)度，延長(zhǎng)實(shí)木家具的使用壽命。

2 實(shí)木桌類家具的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)分析

2.1 實(shí)木桌面板件防變形的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)分析

由于生產(chǎn)工藝和不同環(huán)境下的濕度、溫度不同，實(shí)木桌面板易發(fā)生變形，所以必須采取相應(yīng)措施防止實(shí)木桌面板變形翹曲。在結(jié)構(gòu)上，通常采用穿帶結(jié)構(gòu)形式作為補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的穿帶結(jié)構(gòu)形式有燕尾榫結(jié)構(gòu)、表面固定穿帶和嵌入方條穿帶。

燕尾榫結(jié)構(gòu)是通過(guò)燕尾型榫頭有效抵抗外力或內(nèi)里而發(fā)生的變形。而直接在木板上固定木條或者嵌入方形木條，都不能很好起到對(duì)抗拼板內(nèi)應(yīng)力的效果，隨著使用時(shí)長(zhǎng)，面板還是會(huì)翹曲變形甚至與用來(lái)固定的木條慢慢分離。[5]

2.2 實(shí)木桌腿與望板結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)分析

桌子在使用過(guò)程中常受到人和物對(duì)桌子施加的向下的壓力和水平方向的推力。因此，桌子最易破壞的位置在于桌腿與望板的連接部位。通過(guò)在該部位增加補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)可有效抵抗這些力的破壞。常用結(jié)構(gòu)：金屬連接塞角、木塞角和L形角碼。

其中，金屬連接塞角的補(bǔ)強(qiáng)效果最明顯，抵抗外力破壞的能力最強(qiáng)。但是金屬材料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)腐蝕生銹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，污損家具表面。

3 實(shí)木家具角部連接補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)改良

通過(guò)以上分析，筆者提供一種新型實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，可以有效改善現(xiàn)有的家具連接方式存在的問(wèn)題。現(xiàn)在常規(guī)使用率較高的榫卯都是經(jīng)過(guò)工藝簡(jiǎn)化的，同時(shí)使用工業(yè)膠和釘槍加以輔助。這樣雖然方便、簡(jiǎn)單、快速，但嚴(yán)重影響了榫卯的使用壽命，并且制作工藝也相對(duì)簡(jiǎn)陋，經(jīng)不起推敲。[6]本新型實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于將榫接合與五金件接合兩種形式結(jié)合。榫卯結(jié)構(gòu)采用傳統(tǒng)的整體框架式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以很好地解決各部件之間因?yàn)榻Y(jié)合而產(chǎn)生的相互作用力，其銜接強(qiáng)度大、使用壽命長(zhǎng)，它被認(rèn)為是木頭之間最穩(wěn)定的結(jié)合方式。[6]同時(shí)，榫卯結(jié)構(gòu)不受潮濕、干燥的影響，能夠抵御外界多變的氣候。[7，8，9，10]

3.1 新型實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

本實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)以桌類家具為例。這種家具連接構(gòu)件，包括榫身和兩個(gè)榫頭。所述榫身的底部由水平設(shè)置的第一構(gòu)件構(gòu)成，所述第一構(gòu)件一端相鄰的兩側(cè)均水平固定連接有榫頭，所述第一構(gòu)件的頂部固定安裝有L形第二構(gòu)件且第二構(gòu)件在L形的兩側(cè)均貫穿設(shè)置有圓孔。

兩個(gè)所述榫頭在水平方向上呈垂直設(shè)置且第一構(gòu)件呈立方體設(shè)置。所述第二構(gòu)件的L形外部直角設(shè)置在兩個(gè)榫頭連接處的正上方。榫身安裝在兩個(gè)家具望板的直角連接處，第二構(gòu)件的兩側(cè)與兩個(gè)家具望板的內(nèi)側(cè)平行抵接，并且兩個(gè)家具望板連接處的底部安裝有縱向設(shè)置的支撐腿。兩個(gè)所述望板的內(nèi)側(cè)靠近連接處的端部均向內(nèi)凹陷設(shè)置有榫眼。第一構(gòu)件通過(guò)一端兩側(cè)的榫頭插接榫眼，榫頭的尺寸與榫眼的內(nèi)部尺寸相匹配且圓孔的內(nèi)部安裝有螺釘，螺釘?shù)囊欢素灤﹫A孔連接望板的內(nèi)側(cè)。

3.2 新型實(shí)木家具角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)有益效果

通過(guò)在第一構(gòu)件的一端兩側(cè)連接榫身且在第一構(gòu)件的上部連接第二構(gòu)件，在第二構(gòu)件的兩側(cè)設(shè)置圓孔，使得家具望板在安裝時(shí)可以在連接處使用榫卯與螺釘相結(jié)合的方式，使桌類家具的桌面與望板連接更加緊固穩(wěn)定。即使經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，螺釘有松動(dòng)現(xiàn)象，榫卯連接仍起到緊固作用。相較于單一的榫卯接合、單一的五金件接合與塞角接合，該連接構(gòu)件大大提高了連接強(qiáng)度，有效降低了檢修維護(hù)頻率。在實(shí)際應(yīng)用中，本新型角部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)還可應(yīng)用于床類家具、茶幾類、椅凳類、柜類等實(shí)木家具上。

4 結(jié)語(yǔ)

事實(shí)表明，實(shí)木家具以其特殊的材料、獨(dú)特的質(zhì)感、深厚的歷史底蘊(yùn)在當(dāng)前的家具市場(chǎng)仍占主導(dǎo)地位。如今，家具生產(chǎn)已經(jīng)趨向現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化，為了適應(yīng)家具市場(chǎng)的發(fā)展，家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該從節(jié)省用料、工藝便利著手。在實(shí)木家具角部連接件與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的改良和設(shè)計(jì)中也應(yīng)該滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)快速、安裝方便的要求。

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作者簡(jiǎn)介：王晶（1997—），女，本科生，研究方向：家具設(shè)計(jì)。

通訊作者：徐偉（1975—），男，教授，研究方向：家具與木制品工程。