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[木工房工具] 木『 木工知识 』工作台的设计

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2019-9-6 07:22
  • 签到天数: 2 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2019-3-30 08:30:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    木工知识01做一个会设计,懂美学,有手艺的新时代木工

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    原作 : tage frid / 翻译: 刘宇翔 / 编辑:小木
    夹持工件的设计
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    (译者注: 文中及图纸均为英寸, 1英寸=2.54厘米,可以自己换算)现今,市场上可以找到各种各样的工作台,除了经济方面的原因,为什么要自己动手制作工作台呢?这点我能够很容易说服自己和我的学生们,但要说服你,则需详细介绍本工作台设计的各种优点,以及每一步设计细节。
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    自从1948年我来到美国,曾去一所学校参观,后来我又在这个学校任教。参观时,别人把我领到一个大房间,并把我介绍给一同工作的老师。我们聊了一会儿,或者应该说是陪他聊了一会儿,因为那时候我的英语水平只是停留在回答YES或NO水平上。但通过手脚并用的比划,他终于明白了我想去参观一下木工工作室。当被告之我所站的地方就是工作室时,我差点没晕过去。房间里放了一个平刨机,陈旧的几乎令人联想到是哥伦布的父亲开拓新大陆时带过来的。另外,还有几件小电动工具。而那些学生工作台更是让我目瞪口呆,那只是一些大桌子,两边各装一个台钳。学生在上面干活时,多数时候是一只手扶住工件,另一只手干活。一些学生另外制作了一些装置,借此腾出两只手干活,我想这一定是上帝的安排,不然他为什么要为我们创造两只手呢?(当然日本人是用脚固定工件,以便用两只手工作)。
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    在美国工作几个月后,依我拙见,我意识到自己所需要的那种工作台在美国根本找不到。于是,我自己设计了我的第一个工作台,它与我在学校时曾经学到的有些类似。不久,我们又为每个学生设计了自己的工作台,以后每两三年,我们就为学生们做一批工作台,这样,他们毕业时每人都有了自己的工作台。我想这项工作对同学们也是一个很好的锻炼机会,他们由此知道,在大批量生产时,如何安装机械设备,如何成为团队共同工作等。在三天的制作时间里,我们先后完成了准备木材、制作好每个部件以备组装、用胶拼合台面等工作。那一年,每个工作台的成本约为100美元,一半用于购买木材,另一半用于购买五金件。
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    多年以后,我们做了那么多次工作台,在无数的人用过并且提出过批评意见之后,我有了现在这个工作台设计,大小适合细木工使用。该工作台具备两套台钳以及侧面的附属夹具,提供了五种夹持工件的方式:右边台钳两种夹持方式、左边台钳夹持方式、台面阻件夹持、侧面夹具夹持等。两个台钳都只有一个螺栓,没有导杆,不会影响到工件夹持。如有必要,被夹持的工件可以一直拖到地面,并且台钳可以夹持不规则工件。整个工作台只用了六个螺丝,这样方便拆卸及重组,不占用存储空间。胶粘的部件只有台面、右边台钳以及桌腿部分,其他部分都采用螺丝结合,这样任何部件损坏,都很容易更换。

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    工作台约为6英尺长,如果你想延长工作台,也很容易,只需把中间台面和桌腿横撑(图示18号部件)延长到所需长度即可。也可用这种方式来缩短工作台。但我建议,改变长短是以5英寸为单位,这样可以保持台面组件的距离一致。本工作台是为右撇子的人设计的,但也可以按照翻转的设计图纸来制作,使之可供左撇子的人使用。如果需要额外的存储空间,我建议在腿部横撑下面加一块胶合板,并在两边安上堵头,这样就构成了一个较大的储存箱。你可能还希望在工作台后面再加一个部件以放置凿子、螺丝刀等工具,我发现,那样非但无助,反而会更麻烦,因为在工件比台面大的情况下,你必须要把放置的工具挪开,为工件倒地方。

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    如果你在加工一块长木板,可以自己制作一个简单的装置来为木板提供。做法:准备一根较长的粗木方,在上面钻上一排孔(用于插入圆榫),孔直径大于12毫米,孔间距2.5厘米。把这根木方夹到右边台钳上,加工长木板时,通过移动木方上的圆榫,就可以为木板提供较好的支撑和定位作用(见上图)。

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    工作台动工前,先购买五金件。这样,如果你想替换五金件或者有些五金件买不到,就可以在切割木材之前修改工作台尺寸。例如,我们无法找到一个14英寸长的螺栓,就动手做了一个:就把一个螺母焊接到一根直径1厘米、经切割过长度适宜的螺杆上。

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    选择木材时,要选择密度较高的、经过烘干的木材。我们用的是枫木,硬度相当高、耐用、当地的价格又不贵。切割木材时注意要先锯出最长的部件,并且要比最后成品的尺寸长1英寸。最好购买未经加工处理的木材,先拼缝接合并粗加工,胶粘后再用压刨机把整个面刨到适宜的厚度。我建议不要使用宽度超过10厘米的木方来拼合台面,这样可能遇到扭曲变形问题。  
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        许多学生发现从从工作台基座开始组装很容易。先安装底部可以减少很多部件,这样在组装台钳时就不容易弄混。此外,你可以把底部组件的边缘修圆,把垫脚横梁两端做成半园型,这些细节,以及对台钳的边角和把手的处理,使你的工作台给人以个性化感觉。因此,在用胶粘结前,用砂纸打磨所用的部件。在安装腿部的楔子时,要均匀敲击两侧的楔子,不要用力过度,否则会造成木材劈裂。楔子插到位后,检查一下各部分是否规方。这时,可以撤掉安装时用的夹具,这些楔子此时已可以使每个部件固定到位。胶粘后,趁着外溢的胶尚未干透,抓紧清理,这样在最后磨光阶段工作量会少很多。胶干后,把楔子的多余部分锯掉,用刨子把表面修理平整。然后,把工作台底部用夹具固定好,开始钻安装五金件的孔。
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        制作工作台面时,我们在木方结合处使用了榫片连接,不但使胶粘过程更好操作,而且增加了结合强度,毕竟在工作台使用中,所由的敲击操作都是在台面进行的。当然,在部件1和部件3的结合上,也采用了榫片,以使前面的部件与整个台面保持齐平。
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    放置榫片的榫槽我们是用开槽刀头切割成的,其实,也可以用铣床、雕刻机或槽刨来开这些槽。待台面胶合并刨光后,就可以加装带有台面阻件孔的部件3了。在制作台面阻件孔时,我们用的是装有开槽锯片的圆臂锯,并且用靠山保证每个孔的角度和距离一致,当然这些方孔也能用雕刻机、锯和凿子、槽刨机来做。在整体完工时,孔上边缘的阶梯状浅槽需用凿子手工完成。之后,安装上部件2-盖板,在盖板的两端要用小钉固定,防止胶粘时发生错位。粘部件2盖板时,施胶不要太多,以免过后费力去清理每个阻件孔
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    内的胶。前面部件加装后,切割台面至指定长宽,并用电刨、圆锯、雕刻机或槽刨等工具做出台面两端的凸楞。右侧木工台钳长边的切割必须与台面的前边缘平行,横截面切割时要与其长边严格垂直。切割工作可用带锯、圆锯机或手锯来完成。在制作右侧台钳滑槽时,可用雕刻机或用凿子凿出。保证滑槽制作的精确度非常重要,它决定了台钳能否滑动自如。
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        如前述,所有端部压条木方都不能用胶粘,需用螺栓连接,因此,螺丝孔的钻孔精度至关重要,否则,螺栓就会偏离直角位置。因此,我建议用台钻或用钻孔模具来钻部件4、5和部件7上的孔。同时,钻部件7上安装台钳的孔,钻好后,端部压条用夹具安装到位,部件6-横木板也插入到位。继续钻孔,钻入到面板中,钻此类孔最好的办法是使用超长钻头或者加装延长器的钻头,如果不想花钱买这种钻头,你也可以开一个槽,让螺栓在槽中进出。    在部件18上重复同一钻孔过程,如果想用开槽的办法时,可以多做一个部件来掩盖槽和螺栓,但这并不是必须的,因为螺母安放在经过角度处理的孔肩里,会卧在其中并拉紧螺栓。
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    下面是最难组装的部件-右侧木质台钳 (图纸见下页),建议把相关部件上的滑动凸楞的尺寸稍做大些,然后再一点点修整,让它与对应的滑动凹槽恰好配套。台钳的所用部件必须严格规方,这很重要。我们制作的木质台钳的角部用的是指接,但如果你只是做一个工作台,用燕尾榫结合方式反而更快些。在胶合木质台钳的各部门时,最好按照台钳内部的尺寸锯一块长方形木板,这样当用夹具固定已施胶的台钳时,把长方形木板放在中间提供支撑,即可以让台钳的形状自动规方,也能为台钳开口那一侧提供夹具夹持的受力边。右侧木质台钳完成胶合、修整并钻好五金件的预留孔后,装上部件14-盖板。具体:在部件11上钻台钳主螺栓的孔,并由此孔导钻部件5的孔,部件5上的螺母也要安装到位。安装导板时可以把木工台翻过来,注意导槽制作时要按照导板的宽度划线,并用雕刻机或凿子小心加工成型,安装导板时,所有螺丝帽都必须做沉头处理,以免影响到台钳的运行。先用螺丝钉安装部件17,然后再安装其它导板。把每个部件都恰到好处地安装到位确需时间,有时这可能会令你很狂躁,这时,要耐心地逐个部件调整,最终所有部件都会安装合适的。木质台钳可以正常工作之后,加装部件14,安装前先在部件11和12的内侧开槽(部件14两端要分别卧入11和12内侧),开槽时可以别出心裁地槽边内凹一点,这样部件14安装到位后,整体感觉有点像一个大的燕尾榫。为美观,可以稍微修整一下部件14的边缘,最后把部件14胶合到位,胶合时注意不要把它错粘到台面的固定部分上,胶干后,对应下面的方孔,也在部件14上凿出相应的阻件孔。    工作台完工后,台面手刨找平,砂带机磨光,边缘部做轻微圆角处理,防止使用时工件撞击导致边缘劈裂。    右侧台钳下部使用时木材相互接触摩擦部分,需用融化的石蜡配合松节油处理-用容器把石蜡融化后,从热源上挪开,加入1-2匙松节油,该混合溶液融化时非常容易涂刷,即可以保护工作台活动部件,也可以使部件运行顺滑。注意,活动部件上不可以刷油。工作台的其他部门,如特别是台面,需浸刷亚麻子油。以后每年都应处理一次台面,刮平、打磨并重新刷油。
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    2019-5-1 09:35
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