第五章家具材料与结构工艺

家具与陈设设计主讲人：赵巧香第四章家具材料基础《家具与陈设设计》河北科技师范学院艺术学院节目录第一节木制家具的基本构件及其结构工艺第二节金属家具的结构与工艺第三节竹藤家具的结构与工艺第五章家具材料与结构工艺第一节木制家具的基本构件及其结构工艺木制家具是以各种木质材料为主，通过不同结构工艺方式制成的一类家具。由于木制家具历史悠久、使用普遍、连接方式复杂，成为家具结构研究的重点。分析木制家具的具体结构可以发现，它们是由方材、板件、木框和箱框四种构件形式根据不同类型和需要进行选配而成的。木家具常用的接合方式有榫接合、钉接合、木螺钉接合、胶接合和连接件接合等。采用的接合方式是否正确对家具的美观、强度、加工过程以及使用和搬运都有直接影响。中国传统木制家具中榫接合的主要结构形成榫的结构形式中国传统木制家具中榫接合的主要结构形成中国传统木制家具中榫接合的主要结构形成木制家具的接合的种类、特点和应用木制家具的接合的种类、特点和应用一、木制家具的基本构件及其结构方式方件：一般是指宽度与厚度尺寸比较接近（矩形断面的宽度与厚度尺寸比小于3），而长度总是超过其断面尺寸许多倍的长形家具部件，也是木质家具的最简单的构件。板件：木制家具的板件一般是指材料的长度与宽度尺寸比较接近，并远远大于厚度的板形部件。按照材料和结构的不同，木质板件主要有整拼板、素面板、覆面板和框嵌板等四种。木框：通常是由四根以上的方材按一定的接合方式纵横围合而成。随着用途不同，可以有一至多根中档（撑档），或者没有中档。常用的木框主要有门框、窗框、镜框、框架以及脚架等。箱框：是由四块以上的板件按一定的接合方式围合而成。方件断面可以是方形、圆形、椭圆形、不规则形、变断面形等；方件在结构上一般是整块实木，但也可采用接长、拼宽、胶厚的现代工艺使用小料胶合集成木（长度、宽度或厚度上的拼接）、碎料模压木等材料；在形状上可以是直线形、曲线形；曲线柱件的制成工艺可通过实木锯制弯曲、实木方材弯曲或薄板胶合弯曲等。家具结构设计中使用方件的设计要点：尽量采用整块实木加工。在原料尺寸比部件尺寸小或弯曲件的纤维被割断严重时，应改用短料接长。需加大方材断面时，可在厚度、宽度上采用平面胶合方式拼接。弯曲件接长，榫接的强度最高，接合处也自然、美观，应用效果最好，但需有专用刀具。指榫接的强度和美观效果较好而且较易加工，但接合处的木材损失较大。其他接长方式可采用通用设备及刀具，加工较简便。直形方材的接长可采用与弯曲件同样的接长方法，通常直形件受力较大，优先采用指榫、斜接和多层对接。整体弯曲件除用实木锯制外，还可采用实木弯曲和胶合弯曲，这两种弯曲件强度高而美观，应用效果比实木锯制和短料接长弯曲件都好。胶合弯曲件承受内收弯曲能力比承受外展弯曲能力高，承受外展弯曲时较易产生层裂。方件木材接长的主要形式：板件——整拼板平口拼（胶拼）:是依靠与板面垂直或倾斜一定角度的平直侧边，通过胶粘剂胶合粘接而成。常见的主要有方形拼和梯形拼两种。这种拼接方法加工简便、接缝严密，是构成家具拼板最常用的方法，优先选用。企口拼、指形拼、穿条拼、搭口拼、插榫拼、明螺钉拼和暗螺钉拼：多用于厚板或长板的拼接。这些拼接方法如与胶粘剂并用，可以提高拼接强度。在不施胶或胶失效后，企口拼、指形拼、穿条拼和搭口拼接合仍能较好地保持板面平整与板的密闭性;插榫拼和螺钉拼接合仍能保持板面平整，并在接合面不施胶时可用于反复拆装的拼接。穿带拼、吊带拼、嵌端拼和嵌条拼：是在拼板的背面或两端设置横贯的木条而成，是拼板制作中常用的防翘结构。其中，穿带结构的防翘效果最好。在这些防翘结构中，木条与拼板之间，一般不要加胶，以允许拼板在湿度变化时能沿横纤维方向自由胀缩。板件——整拼板木板拼宽板件——素面板它是指将未经饰（贴）面处理的木质人造板基材直接裁切而成的板式部件，又称素板。它可分成两类：一类为薄型素板，主要有胶合板、薄型刨花板、薄型中密度纤维板等；另一类为厚型素板，主要有厚型胶合板、厚型刨花板、厚型中密度纤维板和多层板等。素面板在直接裁切制成具有一定规格尺寸的板式部件后，根据家具产品表面装饰的需要，还应进行贴面或涂饰以及封边处理。板件——素面板封边法的特点板件——覆面板它是将覆面材料和芯板胶压制成所需幅面的板式部件。采用覆面板作为板式部件，不仅可以充分利用生产中的碎料，提高木材利用率，而且可以减少部件的收缩和变形，改善板面质量，简化工艺过程，提高生产效率。覆面板种类很多，常用的覆面板主要有实心板和空心板两种。覆面材料的作用有两种，一是结构加固，二是表面装饰。它是将芯层材料纵横向联系起来并固定，使板材有足够的强度和刚度，保证板面平整丰实美观，具有装饰效果。板件——框嵌板是指在木框中间采用裁口法或槽口法将各种成型薄板材、拼板、玻璃或铃子装嵌于木框内所构成的板材。槽口法嵌装牢固、外观平整，但不易拆装；裁口法嵌板时须利用断面呈各种形状的压条压在薄板、拼板、玻璃或镜子的周边，设计时压条、木框表面、薄板表面三者不应要求齐平，这样，既可以使装配简便，易于更换嵌板，减少安装工时，又能提高板件整个表面的立体装饰效果。嵌板的板面低于框面时，一般用于门扇、旁板等立面部件；板面与框面相平时，多用于桌面。木框——木框角部接合出面木框的角部接合：可以采用直角接合和斜角接合。直角接合牢固大方、加工简便，为常用的方法，主要采用各种直角榫，也可用燕尾榫、圆榫或连接件。斜角接合是将相接合的两根方材的端部榫肩切成45°的斜面或单肩切成45°的斜面后再进行直角榫接合，以免露出不易涂饰的方材端部，保证木框四周美观，常用于外观要求较高的家具。覆面木框的角部接合：可以采用闭口直角榫接合、榫槽接合等接合方式。木框——木框角部接合木框直角接合方式木框——木框角部接合木框直角接合方式木框——木框角部接合木框斜角接合方式木框——木框角部接合木框斜角接合方式木框——木框中档接合（二方T字形结构）方木丁字连接它包括各类框架的横档、立档、桌椅凳的牵脚档等，通常是两根方材的丁字形连接。一般采用二方丁字形结构。木框中档各种丁字形接合方式。木框——木框中档接合（二方T字形结构）它包括各类框架的横档、立档、桌椅凳的牵脚档等，通常是两根方材的丁字形连接。一般采用二方丁字形结构。木框中档各种丁字形接合方式。木框——木框三维接合（三方汇交榫结构）木框三维接合桌、椅、凳、柜的框架通常是由纵横竖三根方材以榫接合相互垂直相交于一处形成三维接合，一般采用三方汇交榨结构。三方榫结构的形式因使用场所而异。木框——木框三维接合（三方汇交榫结构）桌、椅、凳、柜的框架通常是由纵横竖三根方材以榫接合相互垂直相交于一处形成三维接合，一般采用三方汇交榨结构。三方榫结构的形式因使用场所而异。箱框箱框是由四块以上的板件按一定的接合方式围合而成。箱框的构成，中部可能还设有中板。板件宽度或箱框高度一般大于100mm。常用的箱框如抽屉、箱子、柜体等。设计重点是确定角部与中板的接合。箱框箱框的中板接合方式可以看出箱框结构的设计要点：承重较大的箱框（如衣箱、抽屉等），可采用拼板整体多榫接合，拼板与整体多榫接合都有较高的强度。围护用的箱框（如柜体），适合用板式部件，不易变形，也可采用其他接合方式。箱框角部结合中，接合强度以整体多榫为最高。在整体多榫中，又以明燕尾榫强度最高，斜形榫次之，直角榫再次。全隐燕尾榫用于包脚前角的结合，半隐燕尾榫用于抽屉前角、包脚后角的结合；明燕尾榫、斜形榫用于箱盒四角接合；直角多榫用于抽屉后角接合。各种斜角接合都有使板端不外露，外表美观的优点，但接合强度较低，可再加塞角加强，即与木条接合法联用。木条断面可为三角形，可为方形，用胶合木螺钉与板件连接。箱框中板接合中，直角多榫对旁板削弱较小，也较牢固，但仅适用于拼板制的中板。板式部件的箱框适合用圆榫。槽榫接合可以在箱框构成后才插人中板，装配较方便，但对旁边有较大削弱。用板式部件构成柜体箱框，其角部及中板均宜采用连接件接合。二、木制家具的局部结构顶（台面）板、底板与旁板、隔板：柜体两侧的板件称为旁板；柜体上部连接两旁板的板件称为顶板或台面板，高于视平线（约为1500mm）的顶部板件为顶板，低于视平线的为台面板；柜体内分隔空间的垂直板件称为隔板；柜体底部与旁板及底座连接的板件称为底板。底脚：木制家具一般都有底部支撑，它是家具向地面传递荷载的关键部位。搁板：是分隔柜体内部空间的水平板件，它用于分层陈放物品，以便充分利用内部空间。背板：是覆盖柜体背面的板材部件。它既可封闭柜体，又可加固柜体，对提高柜体的刚度和稳定性有着不可忽视的作用，当柜体板件之间用连接件接合时，更是如此。前板与门扇：按不同的使用功能可分为开门、翻门、移门、卷门和折门等；按安装方式不同可分为盖门和嵌门等。抽屉：柜体内可灵活抽出或推入的盛放物品的匣形部件即为抽屉或抽头。顶（台面）板、底板与旁板、隔板柜体两侧的板件称为旁板；柜体上部连接两旁板的板件称为顶板或台面板，高于视平线（约为1500mm）的顶部板件为顶板，低于视平线的为台面板；柜体内分隔空间的垂直板件称为隔板；柜体底部与旁板及底座连接的板件称为底板。由上述这些部件就可以构成柜体的箱框结构。根据柜类家具的用途和形式的不同，柜体结构按其材料和构成形式可分为框式结构与板式结构、固定式结构与拆装式结构。顶（台面）板、底板与旁板、隔板上述各类部件主要采用实心板、空心板或框嵌板。空心板和框嵌板可大大减轻制品重量，又节省木材。用细木工板、刨花板、中密度纤维板等制成的实心板，虽然重量大，但尺寸稳定性较好。顶板或台面板可以安装在旁板的上面（搭盖结构），也可以安装在旁板之间（嵌装结构），板间搭头可齐平、凸出或缩入。底板与旁板间的安装关系也是类似。旁板与底板、顶（台面）板的连接可根据家具容积大小和用户需要采用不可拆装的固定接合或可拆装的活动接合。非拆装结构有接合牢固、不易走形的优点。顶（台面）板、底板与旁板、隔板对于柜类家具的三维尺寸中如有一向超过1500mm或其容积超过1.1m3时，常采用各种连接件的拆装结构，便于加工、运输、储存和销售。柜体深度大于480mm时，在每一角部接合处要用两个连接件，以保证足够的强度。安装连接件时要注意不影响使用，为保证足够的接合强度，更应当考虑部件材料的特性，如刨花板的内部疏松，握螺钉力较差，就不宜选用带一般螺纹的连接件。底脚——框架式框架式的底座大多是由脚与望板或横档接合而成的木框结构。脚与望板常采用闭口或半闭口直角暗榫等接合。脚和望板的形状根据造型需要设计或选择。通常底座或脚架经与柜体的底板相连后构成底盘，然后再通过底板与旁板连接构成有脚架的柜体。脚架与底板间通常采用木螺钉连接。底脚——装脚式是指脚通过一定的接合方式单独直接与制品的主体接合的脚架结构。当装脚式底座比较高时，通常将装脚做成锥形，这样可使家具整体显得轻巧，但是脚的锥度不宜太大，否则地面过小，会在地面上留下压痕。为增强柜体的稳定性，常在前后脚之间用横档加固。当装脚式为固定结构时，常在脚的上端开有直角单榫或双棒或用插人圆榫等与柜体底板直接接合；当柜体容积超过0.25m3，装脚高度在250mm以上时，为了便于运输和保存，通常宜将装脚式做成拆装结构，装脚可用木材、金属或塑料制作，用螺栓安装在底板上。亮脚（包括框架式底座中的脚和装脚式底座中的脚）的脚型或腿型有直脚和弯脚两种。弯脚（仿型脚）包括鹅冠脚、老虎脚、狮子脚、象鼻脚、熊猫脚、马蹄脚等，大多装于柜底四边角，使家具具有稳定感;直脚一般都带有锥度，上大下小，包括方尖脚、圆尖脚、竹节以及各种车圆脚等，往往装于柜底四边角之内，并向外微张，可产生既稳定又活泼的感觉。我国古代传统家具多用此种结构。底脚——包脚式包脚属于箱框结构，是由各种板件接合而成。它与柜体底板一般采用连接件拆装式结构，也可用胶粘剂和圆樟或用螺钉进行固定式接合。包脚的角部可用直榫、圆摔或插人板条接合，也可用三角形的塞角或附加方材加固:一般前角采用全隐燕尾樟，后角采用半隐燕尾樟接