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[家具设计] 实木拼板结构改良设计与优势

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    2019-12-20 09:41
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2021-1-6 08:57:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    拼板结构改良

    目前,在实际生产中拼板形式主要还是以平拼为主,虽然其具有较高的木材利用率以及较高的生产效率,但是在其拼接过程中使用了大量的胶黏剂,并且胶黏剂的使用会对拼板强度产生影响,且其胶合完成后需陈放数日,产生较多消耗。

    大幅面板件的拼接是榫卯结构的一种,榫卯结构是中国传统实木家具制造工匠集体智慧的结晶[7]。其仅借助榫卯之间的咬合和摩擦,不用钉子,仅添加少许胶黏剂就能扣合严密[8],其中燕尾榫的力学性能突出,其在未上胶的情况下,承受拉应力的能力大于其他榫卯结构[9]。

    2.1 改良设计

    拼板改良结构示意图如图1所示。改良关键部位在两板件接合处,其由沿顺纤维方向倾斜45°、呈齿状排列的多组改良燕尾榫构成。改良燕尾榫榫头2与榫槽1间隔分布,且改良燕尾榫榫头2与改良燕尾槽1为互补关系;为保证拼板侧面平整,板件边缘处则采用改良半燕尾榫榫头3及改良半燕尾槽4,改良半燕尾榫榫头3与改良半燕尾槽4为互补关系。改良燕尾榫组数不做具体规定,由加工设备、板件尺寸、强度要求及成本等因素决定。

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    [size=0.8em]图1 拼板改良结构示意图
    1.改良燕尾槽;2.改良燕尾榫榫头;
    3.改良半燕尾榫榫头;4.改良半燕尾槽

    在板件拼接时,构件A的改良燕尾榫榫头2需先对准构件B上相应的改良燕尾槽1,以保证拼接过程中改良半燕尾榫榫头3能够正确插入改良半燕尾槽4;然后对整块板件均匀地施加与水平板件呈45°方向的力,使板件发生位移,各组改良燕尾榫匹配咬合,以完成拼接,拼板拼接过程及组合示意图如图2、图3所示。

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    [size=0.8em]图2 拼板拼接过程示意图

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    [size=0.8em]图3 拼板组合示意图

    2.2 改良优势

    燕尾榫之间存在互扣作用,并且有较大的接触面积,增加了榫头和榫槽间的摩擦力,另外梯形的榫能够提供较高的接合强度,使榫卯在受力时不易断开,其是目前研究发现的最为牢固的一种榫卯接合形式。此改良结构充分利用了燕尾榫的这一优势,使其具有较高的接合强度。

    新型燕尾榫结构使板件在拼接完成后,除受到在板件顺纤维方向与水平板件呈45°均匀的力时才可发生位移,在受到其他方向的力时均能卡紧,不产生晃动,实现紧密连接,即在正常使用状态时拼板所受的力不会使其松脱,拼板连接稳固。此改良结构简单,装卸方便,可无胶拼接,能够避免涂胶的弊端,满足人们对环保的要求,利于实现可持续发展。

    构件A与构件B结构相同,即用于拼接的各板件为相同的标准化部件,能够适应现代工业化生产,便于实现大批量制造,并且省去了涂胶组坯的工序、场地及时间,在某种程度上提高了生产效率。

    来源:大幅面实木拼板结构分析与改良
    黄卓君1, 徐 伟

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