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泡桐木家具的结构设计

发布者: 木工铣刀 | 发布时间: 2019-1-27 13:24| 查看数: 391| 评论数: 0|帖子模式

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泡桐木家具的结构设计
刘占国
(华鹤集团金鹤门业发展有限公司技术部总监 161005)
[关键词]泡桐木家具设计、泡桐木家具结构

泡桐木家具结构分析结构是指产品或物体各元素之间的构成方式与接合方式。结构设计就是在制作产品前,预先规划、确定或选择连接方式、构成形式,并用适当的方式表达出来的全过程。家具结构设计是家具设计的重要组成部分,包括家具零部件的结构以及整体的装配结构。

一.泡桐木家具结构

家具结构设计的任务是研究家具材料的选择、零部们白身及其相互间的接合方法和家具局部与整体构造的相互关系。家具结构是直接为家具功能服务的,但它本身在一定的材料和技术条件下,以及在牢固而耐久的要求也有着自己不同的结构方式。合理的家具结构可以增强制品的强度,节省原材料,提高工艺性。同时,不同的结构,由于其本身所具有的技术特征,常常可以得到或加强家具造型的艺术性。因此结构设计除了满足家具的基本功能要求外,还必须寻求一种简洁、牢固而经济的构筑方式。家具产品通常都是由若干个零、部件按照功能与构图要求,通过一定的接合方式组装构成的。家具产品的接合方式多种多样,且各有优势和缺陷。零部件接合方式的合理与否,将直接影响到产品的强度与稳定性、实现产品的难易程度(加工工艺),以及产品的外在形式(造型).

1.产品的零部件需要用原材料制作,而材料的差异将导致连接方式的不同。家具是种实用产品,在使用过程中必须要有一定的稳定性。由于使用者的爱好不同,家具产品具有各种不同的风格类型。不同类型的产品有不同的连接、构成方式。相同的产品,也可采用不同的连接方式。家具不仅是种产品,也是种商品。在生产制造、运输、销售过程中,也要考虑到经济成本。因此在家具设计中结构设计尤为重要。

现代木制品结构大都为以禅接合为主要特征的框式结构和以板件通过连接件接合为主的板式结构两种结构形式。目前,泡桐木制品市场主要依靠出口,并以来样加工为主要形式,而需求国的家具形式多为箱体式结构或框架式结构,因此零部件制造多采用传统的榫胶结合方式、板式零部件或框架接合的形式,如木框嵌板和木框镶板结构,而部件之间的连接结构则为框式或板式。

(1)榫接合

榫结合是由榫头和榫眼或榫槽组成,将榫头插入榫眼(或榫槽)内,把两个零部件结合起来的一种方法。榫结合时榫头和榫眼都要涂胶,以保证有足够的结合强度。榫结合持续了几千年至今仍占很重要的地位,传统的实木家具生产多采用榫结合。一般来说,榫在接触的表面会产生摩擦力和压力,而在结构上又有重力在起作用。所以要达到的一个主要日标就是使两个或二个联系的结构在上下前后和左右都不能随意松动。有些结构通过重力起作用,有些则通过摩擦力起作用。但总的来说就是保证有足够的接触面。传统的禅接结构的特点在于将个部件所结合的复杂的力学系统的实现,通过力的传递和重力的作用将一些可移动的部件结构变成为不可移动或固定的结构。在装完之后,由于重力和摩擦力的作用越来越结实。

榫卯结构在日常生活中随处可见,如在一些玩具中使用的六轴孔明锁结构,通过互相咬合的缺口来达到相互牵制的目的,一旦安装完成,则此结构为永久牢固性结构.传统的智慧在这里一览无余,中国人对木材的应用己经达到较高的境界,而对于后人的启发也是相当有指导意义的。在现在加工和材料方面都己经有长足进步的同时,如何利用结构来实现高效率的家具设计和生产是一个很有趣和有意义的话题。

传统实木家具的原材料是实木,而现代实木家具的原材料是实木或是与实木有相近加工和连接特征的材料,如实木拼板、集成材、胶合木等材料都可以用与实木相同(或极为相近)的连接方法和加工方法制造家具。现代实木家具既有框架式结构,又有板式结构。结构既有整体式,又有拆装式,但拆装式结构的比例越来越高。整体式实木家具以榫接合为主,拆装式实木家具则采用连接件接合,或是榫接合与连接件接合并用。泡桐木家具亦是如此。我国泡桐木家具在设计、制造过程中仍然延续传统的榫胶结合方式为主的品种、造型,多采用装配后榫头端头不可见的暗禅接合。这种榫接合榫头的一长度较明榫接合短,接合断面较小的榫眼零件时可能会影响接合强度,但因榫头端头不外露,不会影响表面装饰效果。

泡桐家具传统结合方式主要有以下几种:

1)榫头连接把一块板修剪成舌状榫头与另一块板的纵向表面进行配合。常用于书桌以及其他外露框架家具腿的组装。榫头既能穿过另一块板,也能终止在另一块板的中间,这种结构形式称“开口榫”和“闭口榫”。也可设计成平榫连接、插肩榫连接、裂口楔钉禅连接等。

2)侧边连接把2块板边对边接合在一起,常用胶水和凹槽来连接搁架嵌板的侧面。包括平接,搭接,舌榫连接,以及花键连接。

3)碰接常用于把物体边缘固定到块状木料,以及用于连接架子和搁板。

4)端接用一块横档连在板的端部,以防}卜面板的开裂和弯曲。常用于橱柜、门、盒盖、书桌面等。常见的有端部斜接和端部花键连接。

5)槽接垂直连接2块板,一块板的末端插入另一块板表面的凹槽,可与碰接归为一类。典型的有平槽接、半搭槽接和楔形榫槽接。

6)搭接包括平搭接和斜搭接,2块板以垂直的角度在纵向表面进行互锁。搭接的接合处断面重合良好,因此,主要用于隐藏壁板转角的结构以及连接2两块方形部件,不让其端面暴露。在标准斜接中,面板一般切成45。角,或在六角形或八角形接合中,2块板都大于45。角。每个有角度的配件都能作为平斜接而被设计采用。

在现代泡桐木家具中,榫接合都使用胶粘剂,榫接合的强度是由胶粘剂的胶合力、樟头与榫眼间过盈配合产生的机械力两部分合成的,虽然用的是无甲醛的粘合剂对环境的污染程度不大,但任有部分挥发物进入环境;同时开榫后仍需涂胶及质量维护这些工序,耗费大量时间及人力物力。产品组装后,以成品的形式包装、运输、贮存,在占用大量空间的同时,其成本也不断增加。

(2)钉接合

钉结合是各种结合接口中最简便,操作最方便的结合方法。它是借助与钉与木质材料之间的摩擦力将被结合材料连接起来的一种方法。通常与胶粘剂配合使用,有时只起辅助作用。钉子的种类很多,主要有金属、竹制、木制等二种,强度小,只适用木制品内部的接合处以及外型要求不高的地方。钉接合人多是不可多次拆装的。钉接合的握钉力与基材的种类、密度、含水率,以及钉子的直径、长度和钉入深度与方向有关。圆钉应在持钉件的横纹理方向进钉,纵向握钉强度接合低,应避免采用泡桐家具极少部分零部件采用此种连接方式.

(3)木螺钉接合

木螺钉也称木螺丝,是一种金属制的简单的连接构件.这种接合不能多次拆装,否则会影响制品的强度。木螺钉接合比较广泛的使用在家具的桌面板、椅座板、柜面、柜顶板、脚架、塞角、抽屉滑道等零部件的固定,拆装式家具的背板固定也可用螺钉接合,拉手、门锁、碰珠以及金属连接件的安装也可使用。木螺钉结合的优点是操作简单、经济且易获得不同规格的标准螺钉.

(4)连接件接合

连接件种类很多应用范围也较广,特别是近年来,各种新型连接件的不断出现,带来了家具结构的一次深刻变革,拆装家具和待装家具也因此有了很人发展。采用拆装连接件设计生产的家具,工艺简单,拆装方便,完全可以实现先油漆后组装的生产工艺过程。与传统的家具生产方式相比,拆装结构家具和待装家具便于实现机械化、白动化生产,零部件更易实现标准化、系列化和通用化。这也给产品的包装、运输、储存带来了巨大方便。常用的连接件主要有:偏心连接件、塞孔螺母连接件、空心木螺钉连接件、圆柱螺母连接件、直角式倒刺螺母连接件、倒刺固定螺钉连接、膨胀销偏心连接件、搭扣式偏心连接件、倒钩式偏心连接件等。其中,金属偏心连接件(由倒刺螺母、连接杆、偏心轮组成,俗称“二件式”在板式家具中应用最为广泛,因为它具有结合强度高、不影响产品美观、拆装方便、孔位便于机械化加工的优点。在泡桐家具中,己经有部分零部件采用此种连接方式,但由于泡桐材质松软,连接强度不高,连接过后也不易多次拆装。

(5)胶接合

胶结合是指零部件之间,借助胶层对其的相互作用而产生的胶着力, 使两零部件结合起来的一种方法。在家具生产中,胶结合一般指单独用胶结合零部件的方法, 在目前出口的泡桐家具中,此种连接方法较为常见,常用于箱体结构或框架结构的搭口接触处,另外,随着集成材制品的发展,采用指接集成或包覆的结构以及合适的加工厂「艺制造出的泡桐木零部件也应运而生,而且这类零部件的综合性能还优于普通框架接合的零部件,这也是泡桐木制品实现纯板式结构的有效技术路线。


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