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发布时间：2023-10-18 10:32:50 来源：文档文库
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龙源期刊网http://www.qikan.com.cn基于传统燕尾榫结构的现代实木家具拆装结构设计作者：王文豪徐伟王晶来源：《艺术科技》2019年第05期摘要：本文以可拆装实木家具为研究对象，并以燕尾榫结构为研究重点对可拆装实木家具进行了简单的阐述，将燕尾榫的拆装结构分为传统和现代两部分分别进行探讨分析，在此基础之上提出一种新型的可拆装分体燕尾榫，并举出其在家具应用上的一个优选案例。通过具体案例来说明此新型结构的可行性与实用性，并提出了不足与展望。
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn关键词：燕尾榫结构;家具设计;可拆装1研究背景可拆装家具是指用各种连接件或插接结构将零部件组装而成的可反复安装和拆卸的家具。这一特性决定了其连接方式必须具有较大的灵活性。[1]可拆装结构大量用于板式家具中，其优点在于能够实现零部件的标准化和系统化，从而简化了零部件的规格种类，方便了生产与设计，并且便于搬运、降低运输成本。在GB/T3324—2008《木家具通用技术条件》中规定，实木家具是指以实木锯材为基材制作的、表面经涂饰处理的家具;或在此类基材上采用实木单板或薄木（木皮）贴面后，再经涂饰处理的家具。实木板材是指指接材、集成材等木材通过二次加工形成的实木类材料。还有一种定义是以榫接合为主要结构特征，并以实木为主要基材的家具，[2]即方材通过榫接合构成框架支撑全部荷重，围合板件附设于框架之上用于分隔和封闭空间的家具。[3]前者侧重于材料，后者则涵盖了结构。本文研究的实木家具更多是指后者。人们普遍认为传统家具是固定不可拆装的结构，往往忽略了暗藏其中的拆装性结构。实际上，除了固定的榫卯结构外，实木家具中也存在着许多巧妙的可拆装结构，内部通过钩挂、燕尾榫等结构实现，外部则通过外嵌的榫卯构件或构件自身的搭嵌牵制。[4]在进行实木家具拆装结构设计时应遵循如下原则：体积缩小、结构规范、工艺合理、强度安全、集结有度、装配便捷、节约成本、形态无损。[5]实木家具相对于板式家具而言，在结构上有以下特点：家具的整体构成复杂;零部件数量与规格多;曲线或曲面形状零部件多;小部件小端面接合多且强度要求高等。由于以上这些特点，实木家具的拆装结构相对于板式家具而言，设计难度要大上许多。但随着工业生产水平的提高以及新材料的应用，实木的拆装榫卯结构会被更广泛地应用。全球著名的宜家家居早在20世纪中期就在环保理念的影响下开始生产拆装式家具，并鼓励消费者直接进行组装，其很多产品的结构原理和我国传统榫卯原理不谋而合。[6]2燕尾榫结构形式传统的榫卯做法是傳统家具不同部件连接起来的主要结构方式。作为我国古代手工业技术的一项重要发明，榫卯结构是古代劳动人民及手工匠人们的智慧结晶，有其突出的结构科学性和耐久性。[7]各种榫卯做工不同，应用的方式也不同，但无一例外都在家具中充当“关节”的作用，并且很多榫卯除了结构上的“关节”作用外也具有外观上的装饰功能，如格肩榫、霸王枨等。在传统榫卯中，多数采用固定式的不可拆装的结构，但也不乏可拆装的传统榫卯结构，如穿销和穿带、栽榫、银锭榫、楔钉榫、栓榫、鲁班锁、榫槽接合、交叉接合等。其中，尤以燕尾榫应用广泛并且性能优良。燕尾榫具有良好的力学性能，在所有榫接结构中，在未上胶的情况承受拉应力以燕尾榫的结合强度最大。[8]以下举几例传统燕尾榫及其变形作为参考。2.1银锭榫
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn在传统家具中，银锭榫是燕尾榫的一种。银锭榫又叫木销拼接榫或者蝴蝶榫。其外观两端宽而中间窄，因形似银锭（蝴蝶）而得名。银锭榫常用于厚板拼合，外嵌于两板拼合处，并且在制作时将其置于器面的里侧，不让榫头显露出来，影响美观。[4]2.2穿带与穿销穿带为一根木条，其断面为梯形。木板背面的袋口及穿带的梯形长榫均一端稍窄，一端稍宽，名曰“出梢”。梯形的结构能使穿带连接紧固，不易松动。穿带多用于平板拼合，尤多用于攒边打框时薄板平板拼合。在增加拼板承重能力的同时还能起到约束拼板干缩湿涨变形的作用。穿销与穿带的外形大体相同，穿销多用于牙板与大边的接合，接合时常用长销穿过开槽的牙板，榫头纳入大边底面的榫眼中。[9]2.3龙凤榫龙凤榫是利用榫舌与榫槽对薄板进行拼接，榫舌断面是燕尾形，相当于半个银锭榫的式样。榫槽的形状与榫舌相配合，下大上小。这种结构形式相比于普通的榫舌榫槽拼接加大了榫卯的贴合面，可防止拼口上下翘错，并不使拼板从横向拉开。随着现代家具构件连接技术的发展，通过自动化的数控机床生产、改进的连接设计等，传统的连接件也不断进化，越来越适应现代化的加工生产。许多传统家具生产企业可以在保留传统家具的造型及装饰元素的基础之上进行连接技法的升级改造，用现代技术赋予传统家具新的功能结构。在现代家具生产中，按榫头和零部件之间的关系可把榫接合分为整体榫和分体榫。整体榫是在方材零件上直接加工而成，而分体榫则和零件不是一个整体，单独加工成型后再装入预制的孔或槽中。[10]王硕[5]把整体榫接合分为搭接式、插接式、自锁式、挤压式，把分体榫接合分为拼接式和栓锁式。这些结构各有特点，然而在实际的生产使用过程中，这些榫卯在设计上也必须遵守一定的原则：保障力学强度;严格的榫卯技术指标、便于拆卸装配;不影响二次和多次装配;合理的装配和拆卸路径和效果。[11]现代燕尾榫主要用于抽屉等箱框的接合，也就是平板角接合，属于插接式结构。燕尾榫按榫头的显隐关系可分为明燕尾榫、全隐燕尾榫、半隐燕尾榫这三种。按榫头棱边的形状可分为锐棱燕尾榫、隐棱燕尾榫两种。[12]其中，明燕尾榫的加工工艺最为简单，现代家具的大多数实木抽屉就是用此方法连接的，但其缺点为榫头全部暴露在外，影响美观，半隐燕尾榫在美观性上较明燕尾榫要好一些。做工最精细考究的要数全隐燕尾榫，在传统家具中，全隐燕尾榫也叫闷榫，即“暗榫”，又叫半榫头。由于榫头不外露，故不论板料的厚薄，均需在板头处留出一段45°夹角，大大增加了工艺难度。此种做法常见于传统比较考究的硬木家具中。在现代生产中，因其生产效率较低，很少使用此种做法。更适合现代生产工艺的是隐棱燕尾榫，隐棱燕尾榫参考了传统燕尾榫的形制，而其榫头榫眼更适配于现代的圆头铣削刀具，在实际生产中具备
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn尤其独特的优势。例如，因锐棱半隐燕尾榫的榫沟部分的机械加工工艺性差，大多被隐棱半隐燕尾榫取代。[12]3可拆装结构改良根据上文对传统与现代燕尾榫形式结构的分析以及对拆装结构类型的讨论，笔者拟提出一种新型的分体燕尾榫拆装结构，此分体燕尾榫在外观上借鉴了传统分体燕尾榫卯中的银锭榫和穿销，榫体的上端的上下两面均呈水平的梯形设置且上面的面积大于下面的面积，榫体的下端的上下两面均呈水平梯形设置。此分体燕尾榫适用于实木家具横竖材的“T”型或者“L”型接合。下文将对一个应用此燕尾榫的优选案例进行探讨，常用的连接实木桌面与望板的工艺有以下几种：第一，直接使用木螺钉连接。此工艺最为便捷，但钉眼很多且钉接合的强度不高，长时间使用会出现松动的情况。第二，使用木塞角加木螺钉连接。此工艺简单方便，塞角的补强作用也比较显著，在现代家具生产中较多地被使用，但是木塞角外露，影响美观。第三，使用金属连接件连接。金属连接件是在板式家具中最为常用的一种连接方式，但实木家具中较为少见。原因在于实木家具多用整体榫卯或者插接结构，金属连接件不仅不及榫卯连接的强度高而且大多会有暴露在外的部分，影响美观。第四，分体圆棒榫连接。此工艺也是较为常见的一种形式，连接强度较高且隐藏在部件内，但缺点是需要涂胶，不能实现拆装。而使用新型分体燕尾榫作为连接构件具有如下优点：第一，该燕尾榫拼装构件采用一体化的榫体卡接桌面板和底部的望板。安装拆卸方便快捷，榫眼均在内侧，从外部看不到榫眼，美观性较好且榫眼与榫体卡接牢固，在使用中不易晃动脱落。第二，将榫体全部埋入榫眼，外观上实现了半隐蔽的功能，提升了美观性;采用了分体燕尾榫，相较于钉接合与金属连接件接合，大大提高了接合强度和扭转强度;不需要涂胶，能够实现桌面与望板的拆装方便。 