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1、家具结构设计2019级家具设计与制造专业主讲教师： 方桃n 家具的结构，不仅包含单一的构成物质组织，更特指内部零部件的相互连接方式，类似于人体的骨骼系统。家具结构是其用以支承外力和自重并将荷载传递到结构支点而延至地面的一个系统。由于木材及木质材料特殊的物理性能和力学性能，家具的构成材料不同，选择的连接方式也不同。家具的结构强度，不仅取决于构成材料，也取决于连接强度。 n 因此，在进行家具结构设计时，必须结合产品造型设计要求，充分考虑选用材料的生产工艺特点，并根据人体工程学的设计原则，选择最合理的连接方式。n 一个优秀的家具设计，必须是家具功能、造型与结构的完美统一。结构是造型的基础，是家具功能
2、实现的保障。n 一个好的家具结构设计，应有利于提高产品的强度，节省原材料，降低生产成本；应有利于机械化、自动化生产，提高生产效率，降低劳动强度；保证产品质量稳定；能丰富和增加产品的造型艺术效果，简化构造，满足功能；能确保产品强度牢固、安全、耐久，延长使用寿命。 第一章 家具结构类型及特征n 家具结构，随着人类文明进程，经历了一个慢长发展的历程。从木器时代到蒸汽机发明之前，人类文明都处于农耕时代。家具的制作，也处于一个长期的手工生产状态，家具的结构依赖于榫卯接合为主的连接构造模式，并辅之以金、银、铜、贝壳、珠宝相嵌的饰品加以点缀，而形成的实木传统框架式家具； 随着西方工业社会的诞生，以焊、铆结构
3、为主的铁艺、金属家具逐步流行于欧洲文艺复兴时期；随着近代人造板工业的发展，刨花板、纤维板、胶合板在家具中的使用 ，不仅改变了传统的家具材料构成模式，也促使了家具部件构造的简化，带来了家具结构的一次革命，并逐步形成了当今家具主流产品结构板式结构；而随着当代新材料，新工艺的日新月异，家具的结构形式也迎来了一个多元化的时代：以工程塑料为构造主体的薄壳塑料家具结构；以充气式结构为主的气囊式家具；以胶粘剂为连接主体的弯曲木家具结构；以缠扎、偏织为连接方式的竹木，藤编家具；以收、折、叠功能为主的折叠结构家具；以缝、扎、填充、包裹为主的软体结构家具。 第一节：框架式结构n框架式连接结构，常见于实木传统家具，
4、它主要有两种表现形式：第一种结构形式由家具的立柱和横木，通过榫卯接合，构成木框受力体系，承接自身的荷重与外力，而结构体系中的隔板则只承担分隔和封闭空间的作用，结构的强度取决材料的优劣，几何尺寸的大小，以及榫卯设计的合理性等方面，犹如今天建筑工艺中的框架式房屋，常见于古代的庙宇、城楼等大型木结构建筑；第二种表现形式，则是由多根木条通过榫连接围成一个框，在内开槽嵌板，构成一个整体的框架式受力部件，嵌板不仅封闭空间，而且分担横撑与竖档木条所承受的荷重，常见于传统的实木家具结构。由于嵌板的作用，承重的横撑、竖挡可采用规格 相对较小的木材，从而优化了产品的造型效果，节约了木材。n 近代家具制造工艺上，还
5、衍生出了一种覆板式的框架结构。在木质框架部件的一侧，粘贴一快胶合板或薄木板，使产品的外部造型近似板式结构，但内部连接仍采用榫卯接合为主，由于粘贴材料的作用，产品部件的受力更佳，强度更大，而内部木质框架的用材，则可进一步的降低，有利于提高产品质量和降低成本。n 框架式家具结构具有稳定性强、受力好，立体感突出，连接方便等优点，广泛应用于实木家具制作。如我们常见的椅、櫈、桌、条、几、框、架等各类家具，但加工复杂，效率低，易受气候变化产生松动，不易折卸等。 第二节 板式拆装结构n板式拆装家具主要指构成家具的零部件均为板式结构，家具的受力，由板式部件承担或由部件与连接件共同承担的一种结构类型。n板式结构
6、分为固定式和拆装式两种。固定式常用圆榫连接，而拆装式常用折卸式连接件连接。n 板式结构由于简化了结构和加工工艺，便于机械化和自动化生产，因而成为当今家具企业生产选择的最主要结构形式。由于板式部件内部结构的差异，又分为空芯板式结构和实芯板式结构。板式部件的构成材料主要有：刨花板、中纤板、胶合板、细木工板、饰面板、木拼板，指接板及木质框架和填芯材料等。n 为了适应家具的生产、运输、包装，解决家具设计造型和功能与环境的协调，提高产品的加工质量，提高生产效率，降低生产成本，而诞生的拆装式结构，则是在板式结构基础上的又一次进步，是家具发展史上的一项质的飞跃，它实现了家具生产从传统手工制造向现代工业的蜕变
7、。n 板式拆装结构，具有快捷、简便、灵活，标准化高，互换性强等特点，适于生产、安装、运输、包装等多种生产和辅助环节要求，从而实现了家具在世界范围内生产与销售的统一。 第三节 曲木结构 n 曲木结构主要利用薄木弯曲胶压成型原理，解决部分异型木制部件难以成型之难题。由于木材特殊的构造和特殊的力学物理性能，使木材难以加工成曲率较大的弧型部件，而且弯曲部分的连接强度和连接方式也存在困难，加工效率和精度难以保证，对木材的消耗也非常大，客观上限制了弯曲家具的发展。n 随着高频技术的推广，薄木弯曲成型工艺得到了迅速的发展，并逐步成为一个独立的产品结构类型。其核心就是将木材切削成很薄的木片，使其具有较好的弯曲
8、性能，然后将多层薄片涂胶，叠放在一起，然后放置在一个按家具设计造型要求相同的模具压机内,通过施压,加热,使胶层固化,最后使多层木片定型,从而获得所需的木质胶合部件。由于胶合部件尺寸较大，普通的加热方式难以保证胶层短时间内统一固化，无法保证生产效率和加工质量，故加热方式一般都采用变频加热，从而大大提高了生产效率。n 弯曲木工艺不仅解决了木材弯曲成型的难题，而且通过薄木加工，提高了木材的综合利用率，提高了优质木材的利用率，丰富了产品造型效果，使家具的结构更加多元化。北京曲美家私，以专营弯曲木家具为主，形成了一套完整的产品设计、生产、开发理念，获得了极佳的生产经营效果，在业内独树一枝。n 曲木结构家
9、具，具有造型别致，工艺简单，耗材小，成本低等优点，广泛适用于一些特殊造型的家具及木制品生产，如椅子、桌子、乐器、玩具等。 第四节 薄壳结构n 薄壳结构，也称为薄壁成型结构。主要利用一些新材料优越的物理、力学性能，如塑料、玻璃钢、金属复合材料等优越的成型能力，将其塑化，注入成型模具内，热后冷却固化定型。具有强度高、重量轻、便于运输、简洁、轻巧等优点，生产效率高，节省材料，生产简便，造型生动，色彩丰富，适于生产各种户外家具用品及公共环境场所的家具制品，如体育场所座椅，快餐店餐椅、影剧院及大型卖场的公共家具，具有耐磨、便于清扫、防水、防晒等功能。 第五节 折叠结构n 折叠结构主要用于收折类家具。其目
10、的是为了家具使用后能方便的折叠存放，以便于携带、运输。以满足需经常变换用途的使用场所对家具的要求，以及居家环境狭小的家庭对部分家具功能的要求。常见的家具类型，主要以桌、椅为主。折叠家具也常作为某些场所的备用家具发挥作用。更有一类功能性家具，是通过调节家具的某些尺寸，来满足不同消费对象对家具的要求，如升高或降低椅子的座高，医院理疗 床倾斜角度的调整，餐桌面的伸缩变化等，故常见的折叠家具包括三种类型：n1、折动式家具，其结构原理主要是利用支架的收 折达到移动目的，一般设置两条或两条以上的折动连接线，在每条折动线上设置不同距离，不同数量的折动点，并且使各个折动点之间的距离长度相加等于这条折动线的长度
11、，这样就能起到收折的效果。折动点的连接，一般通过铆接，销钉连接，螺栓 连接完成。要求折动灵活，强度稳定牢固，各种几何尺寸及角度保持一致，确保使用功能与舒适性不发生变化，常见于椅、凳、桌子等类型家具。n2、叠积式家具，利用一些家具制造材料的延展性和耐磨性，制作的一些可以相互叠置在一起的家具品种，以利于收放，搬运，不仅节约了占地面积，还有利于产品结构优化，常见的叠积式家具品种有塑料椅、櫈和竹藤家具等。n3、调节式家具，为了满足家具功能的延伸，在家具内部设置一些调节装置，使其在外形使用尺寸上进行延伸，以满足不同人群及环境对家具使用尺寸的要求。 第六节 充气结构n 充气结构常见于带气囊外壳的携带式户外
12、家具以及一些特殊功能的家具制品，其原理就是在气囊壳体内设一个充气内胆，通过加气或注入液体填充，使气囊变化成设计所需要的家具外型，从而使其具备相应的家具功能。常见的理 疗水 床，户外休闲躺椅、沙滩床，儿童卡通游乐设施等。n 充气结构，要求气囊外壳制作材料柔软，便于收折，并具有较强的耐磨性，能承受较大的压力，抗高温，高湿，便于缝制 ，粘贴，一般常用橡胶、合成纤维、人造革等材料制作加工。充气结构的家具，气门蕊机构的设计要求更安全、可靠，方便、艺术。 第七节 其它家具结构n 随着家具生产工艺的进步，家具材料的多元化，家具生产设备的创新，家具的产品结构也呈现出百花齐放的局面，除了传统的框架式家具，板式家
13、具继续占据主流市场以外，曲木家具，金属家具，软家具，藤艺家具也各领风骚，在市场占得了一席之地，显示出欣欣向荣的景象，其对应的结构连接方式也各具特色，值得借鉴与发扬。金属结构的家具，强调连接的牢固性、稳定性，突出家具的折动，插挂，通过焊接、铆接、插接、销接实现家具的组合，并体现金属家具的造型和结构特色：光泽、别致、牢固、粗放；软体家 具结构则是将木制承重支架和框架，与填充材料连接，通过缝制的面罩定型、封闭而成。强调捆扎、缠绕、缝制，体现家具的松软、舒适、造型的丰富，突出人与家具的协调；藤艺家具则是利用竹藤材料的韧性，通过编织，构成家具的形体及装饰图案，并通过缠绕、捆扎与支架连接在一起，选择一个同
14、样的家具体。藤艺家具原料来源丰富，适宜采收，对保护木材资源具有积极意义。产品古朴大方，具有强烈的田园色彩，投入少，见效快，有利于农村产业结构调整和传统手工技艺的发展。 第二章 家具的接合方式n 家具的接合方式是家具结构设计的重要内容之一，不同的产品结构，具有不同的接合方式，产品的材料构成不同，结构构成也会发生变化，其对应的接合方式也将发生变化。一个科学、合理的产品结构，必须根据材料、工艺，质量，成本等综合因素，在保证构成家具的各部件具有足够强度的基础上，选择最合适的接合方式，以保证家具的整体强度和稳定性。换言之，材料决定家具零部件的构成形式和强度，而接合方式决定家具的整体强度。n 衡量家具整体
15、强度的标志：就是家具在动、静载荷作用下，家具形状的稳定与牢固，保证在外力的作用下，家具不发生过大的塑性变形。 n 由于木材自身的特殊性，决定了木材不可能采用金属或塑料材料的成型和接合方式。随着家具材料的多元化，家具内部的构成形式与接合方式也在发生变化，一些实木框架式家具，也开始采用连接件连接。为了充分发挥各种接合方式的优点，在同一套家具中采用多种接合方式连接共同发挥作用的例子，也彔见不鲜，但通过对不同结构的家具进行分析，常见的接合方式主要有以下几种：榫接合、连接件接合、胶接合、钉及螺钉接合等。 第一节 榫接合n 榫接合就是由榫头嵌入榫眼、榫孔或榫槽所构成的接合形式，常用于实木框式家具或椅、桌类
16、单体家具。板式家具中也常采用元榫接合，一般用于定位或固定接合，为了提高接合强度，榫连接常与胶接合配合使用，使两个部件牢固的连接在一起，形成一个整体，变为不可拆卸的固定式家具。n 在我们古代传统的木结构建筑中，也常用一些自锁的木榫结构，为了确保结合部位有一定柔韧性，又具有足够的接合强度，一般不采用胶粘剂，它通过装配的先后顺序，以及配合的间隙，实现结构的装配强度。由于榫结构装配后，榫头与榫眼之间留有一定的伸缩间隙，因而能起到防震、缓冲翘曲、减少湿胀、干缩带来的结构应力变形，它充分体现了我们中华民族古老的建筑智慧。n一、榫接合的种类:n1、按榫头的截面形状分类： 直角榫、燕尾榫、指接榫、圆榫、片榫n
17、2、按榫头的数目分类： 单榫、双榫、多榫n3、按榫头的显示状态分类： 明榫、暗榫n4、按榫眼的侧开程度分类： 开口榫、开口贯通榫、半开口贯通榫、闭口贯 通榫、半开口不贯通榫。n二、榫接合的技术参数： 榫接合部位是框架式结构家具的最薄弱的位置，也是受力的关键部位。为了保证家具的整体强度，必须保证榫接合部具有足够强度，这就要求相互配合的榫头与榫眼的形状与尺寸，必需符合技术参数标准。常见榫头技术参数:n1、直角榫：技术参数主要有厚度、宽度、长度及榫头的数量。a、榫头的厚度：按方材或开榫头零件端头截面尺寸确定，一般单榫的榫头厚度，相当于方材厚度或宽度的2/51/2，双榫或多榫的厚度之和相当于方材的厚度
18、或宽度的2/51/2。榫头与榫眼的配合间隙，取决于材料的软硬以及湿胀干缩的能力。一般情况下榫头的厚度应小于榫眼宽度0.1-0.2mm，以保证装配的紧密性，并防止榫眼撕裂或胀破。为了便于装配，可考虑将榫头端部四周倒角，倒角尺寸：1.545。b、榫头的宽度：根据榫配合要求，榫头宽度应比榫眼的长度大0.5-1mm，以利于榫头对榫眼形成挤压，提高配合强度。一般材料较硬，则榫头宽度增大0.5mm，材料较软，则榫头宽度增加1.0mm。c、榫头的长度：榫头的长度取决于榫头与榫眼的装配关系。当榫接合为贯通榫时，榫头的长度应等于或大于榫眼零件的宽度或厚度。当榫接合为不贯通榫时，榫头的长度应大于榫眼零件宽度或厚度
19、的一半，而榫眼的深度则应比榫头长度深2-3mm，以防止榫头装配不到位，或榫头湿胀变化，无伸缩空间，产生变形。一般榫头的长度为25-35mm：L=3a（见图）。nd、榫头的数目： 在同一个方材零部件的端头截面上，具有的榫头数量。为了保证榫接合强度，就必须增加榫头与榫眼的接合面积，但通过实验证明，当榫头几何尺寸无限增大时，接合强度并不对应增大，而且榫头增大，与之配合的榫眼尺寸也必须增大，榫眼到零件边缘的距离随之减小，榫眼零件自身的结构强度将急剧减小。因此，当榫接合零件的截面尺寸超过4040mm时，必须将单榫改为双榫或多榫，以保证榫接合具有足够的强度。n榫头的数目：nA/2B 当A2B时，设计为单榫
20、 当2BA6a，B=b时，应减榫宽，考虑设计榫肩。n 1-1椭圆榫，结构设计及相关参数类似直角榫，但无双榫和多榫结构。椭圆榫榫宽与榫头零件宽度相同或略小，主要为了装配和加工方便，利于刀具切削和排屑，一般是将直角榫两端加工成半圆型，故称为椭圆榫。n2、圆榫： 用于家具部件之间的定位和固定连接，大量用于板式家具的不可拆结构；现一些框架类椅凳的榫卯接合也采用圆榫结构，方便、实用、简单、快捷、节省原材料，适于机械化加工。常见于32mm模数设计，属插榫结构，榫头为单独的标准零件，承受载荷并起连接作用，隐藏在零部件之中。n 圆榫的制作材料以硬质木材为主，也可采用竹材、金属、塑料等材料加工。为了保证圆榫定位
21、和连接的功能，园榫可设计成各种型态的构造，常见的形式有光面圆榫、直槽圆榫、螺旋状圆榫、网状圆榫。圆榫表面的沟槽设计，主要是为了圆榫装配后，胶液能顺着沟槽快速胀平，使整个接合面胶液均匀，从而使接合更加牢固。从各种圆榫接合强度检验结果分析：有沟槽的圆榫大于光面圆榫，而压缩加工的沟槽圆榫又大于切削加工的沟槽圆榫，接合强度最好的圆榫为压缩螺旋状圆榫。a、圆榫的直径：常见的圆榫直径有6、8、10、 12mm等规格，使用时，一般根据被连接部件的厚度尺寸进行选择，d=（2/5-1/2）A，榫眼直径D=d-0.02mm。b、圆榫的材质：为了确保连接强度，应选用密度大，无节无腐，纹理通直，材质细密、均匀的硬阔叶
22、材制作。常用树种：水曲柳、青冈栎、柞木、楸木、榆木等。c、圆榫的含水率：圆榫的含水率应比被接合零件含水率低2-3%，以利于装配后，圆榫吸湿膨胀，形成紧密配合。圆榫常用含水率在7%左右，加工后，封袋存放，防止含水率变化。d、圆榫的长度：圆榫的长度取决于两个被连接部件的孔眼深度，一般L=（3-4）d。榫眼的深距 L1=L+3（L为两个连接部件孔眼深度之和,见图），为了保证圆榫连接时，能装配到位，园榫端头到榫孔底部应留有间隙，一般在1.5mm左右，以保证圆榫膨胀时，留有伸缩空间。为了便于装配，加工时，圆榫端头应倒角145。e、园榫的数目：为了提高连接强度，防止被连件部件之间发生旋转，在设计圆榫连接时
23、，应至少设计两个以上的圆榫接合。在两个或多个圆榫的接合中，为了方便加工、保证加工质量和精度，应采用“32”模数设计原则，保证各孔距之间的距离是32mm的倍数，但一般情况下两孔之间的间距应控制在100-150mm之内，且符合“32mm”模数设计原则。f、圆榫的配合形式：圆榫的配合取决于连接功能定位。、当圆榫连接，只承担定位的作用时，一般采用间隙配合，间隙量为0.1-0.2mm，即圆榫略小于榫孔，常用于拆装式结构，起辅助连接，可选光面或直槽圆榫。、当圆榫连接，作为固定连接时，一般为过盈配合，过盈量为0.1-0.2mm，即榫孔尺寸小于圆榫尺寸，双端涂胶，以保证接合紧密。n3、指榫： 常用于规格较小的
24、木材接长，因指榫形状类似于人类的手指形状而得名。其结构原理就是在有效的截面尺寸内，通过指形榫的结构，可大量增加接触面积，从而大大提高了接合强度。随着木材资源的减少，以及指接集成材稳定的物理、力学性能，木材指接工艺已逐步成为实木综合利用的一个重要方面，它不仅是一个产品连接方式，更成为一个特殊的产品品种。n 常见的指榫形状，主要有三角形和梯形两种。三角形的指榫不宜加工较长的榫头，指榫长一般为48mm，常用于微型指榫结构；梯形指榫大量用于实际生产中，常见形式有明齿与暗齿两种，正面见齿为明齿，侧面见齿为暗齿。指榫长，一般设计成指间距的3-5倍，接合时，采用专门的粘接剂连接，固化成型，即可获得一定强度的
25、指接产品。指榫长度L:一般最短为L=10mm，最长为L=30mm。指间距T：一般在4-10mm之间，根据材料及榫头数量确定。指顶间隙S：一般为0.03mm宽距比：W=b/t指榫斜角：&=Tan-1n4、燕尾榫（马牙榫）： 主要根据榫头的形态近似燕尾和马牙而得名，主要用于家具连接部件中一些纵向受力部件的连接，以防止榫接合在使用过程中松动，退位， 如：抽屉面板与旁板，箱体四周围板之间的接合，由于榫头结构形状的限制，保证部件在受力时能接合更加紧密，常见框式家具和一些传统的木结构制品。如今在一些金属机床的设计结构中也大量采用燕尾榫契合原理，如旋转机床的刀轴安装结构，为防止刀片在工作中飞出，均采用燕尾型
26、压条嵌装在刀槽中，还有精密机床轨道移动结构也采用相应原理，使设备的安全性和精密性大大提高。n燕尾榫的种类有：燕尾单榫、燕尾多榫、马牙榫。半隐燕尾榫、全隐蓝尾榫、明燕尾榫等多种结构类型。n燕尾榫： 主要参数：斜角：=812。 榫根宽度a=1/3 A（见图）n马牙榫： 主要参数： 斜角：=812。榫底宽度a=12 A（见图） 第二节 连接件接合n 连接件：采用五金、工程塑料及其它合成材料制作而成的专门用于家具部件之间相互连接的构件。n 为了满足家具连接的强度和功能要求，连接件必须具备牢固、安全、可靠、安装方便，可多次拆装，能松紧自动调节，以满足不同的安装环境，并具有足够的连接强度和自身强度，互换性
27、强、标准化高，制作简单、装配快捷，价格便宜，外观造型漂亮，不影响和降低家具的使用功能。n一、连接件接合的优点:1、连接件接合，改变了传统的框架式结构家具的生产工艺流程，简化了生产工艺，使生产效率和产品质量大大提高。2、连接件接合，使家具产品实现了向部件化、零件化、标准化方向转变，使产品的生产、储存、包装、运输、安装都更加快捷、方便、简单，大大降低了生产成本，从而确保了产品在各地大量销售使用推广。3、连接件接合，使产品生产更加规范化、标准化，提高了产品加工质量，特别是涂装工艺的机械化、自动化，极大地提升了家具的表面质量，降低了工人的劳动强度。4、连接件接合，对人造板材料的使用，有着积极意义，不仅
28、大大提高了木材综合利用率，也提高了优质木材的利用率。5、连接件接合，使家具部件之间接合受环境气候影响的因素，得到了控制，改变了木制部件接合受含水率影响，产生开裂，松动的缺陷。6、连接件接合，有利于消费者的参与，使消费者体验了家具装配过程的快乐，倡导了一种新型家居消费意识，有利于DIY能力的培养。n二、连接件的结构原理:n家具连接件结构原理主要有以下三种方式:、 利用螺纹相互啮合的原理，将连接件设计成两个带螺纹的组件，分别安装在两个需连接的部件上，连接时，两个组件通过螺纹啮含而连接成一个整体。故称之为螺旋式连接件。、连接件设计成椭圆式结构，利用椭圆长、短边的差导，制成偏心式连接件。连接时，旋转即
29、可使连接件锁紧和松动，从而达到接合、拆装目的，故称为偏心式连接件。、连接件设计成两个相互间插、挂的自锁构件，分别安装两个需连接的部件上。连接时，将两个部件插挂在一起形成一个整体，并利用特殊的构造或设置锁紧机构，防止接合松动，一般将此连接件称为插挂式连接件。n 螺旋式、偏心式连接件，根据连接的部位和连接的材料不同，又分别有台面连接件、背板连接件、角部连接件等多种形式。此外为了满足家具的使用功能，还有许多特殊的功能五金件，如我们常见的铰链、锁、支承、滑轮、滑轨、磁碰等。n按照国际标准（ISO），对家具五金配件分类，家具五金配件主要有以下九大类； 锁、结构连接件、铰链、滑动装置、位置保持装 置、高度
30、保持装置、支承件、拉手、脚座、脚轮； 在板式家具的接合中，连接件通常与圆榫配合使用，圆榫作定位和辅助连接，连接件承担连接受力和强度稳定等结构要求，并遵循“32”毫米模数设计原则。n三、连接件的制造材料： 为了保证家具的连接强度，改变连接部位受环境气候影响发生松动、开裂变形，制造连接件的材料一般采用强度大，易塑化成型，不易氧化、腐蚀，不湿胀干缩的材料加工而成。n常见的制造材料： 金属合金材料、工程塑料、纤维尼龙、有机玻璃等。 为了保证功能和外观的装饰性，连接件可由单一材料制造，也可以采用多种材料共同构成。 第三节第三节 胶接合胶接合n一、胶接合的优点：1、胶接合可提高优质木材利用率。加工时，一般
31、将材质较好的木材加工成薄片，粘贴在家具表面，将普通木材或材质较差木片放在芯层，即提高了木材综合利用率，又提高了家具产品的外观质量。2、胶接合能减少木材消耗、节约资源。胶接合是采用木材粘合加工，内部连接时，不需要切削，没有材损和锯屑产生，能最大程度的利用木材。3、胶合过程中，通过合理配置各层薄片的木纹方向，来改善木材径、弦方向的物理、力学差异，使胶接合产品结构更稳定，产品更不易变形，强度更加均衡。4、胶接合工艺，改变了传统实木制品的弯曲能力，通过薄木弯曲成型，实现了木制产品弯曲加工的工业化生产。n二、胶接合用途：1、胶接合工艺的推广，大大提高了木材的综合利用率，降低了生产成本，丰富了木材的使用途
32、径。2、胶接合采用对称、交错、垂直配置的结构方式，改善了木材的性能，提高了产品和材料的用途，可广泛用于建筑、包装、汽车、航空等领域。3、胶接合拓展了木材的弯曲性能，为各种产品造型的制作提供了途径，促进了乐器、玩具、模具等产品的工业化生产。4、胶接合制作的木材复合材料，具有良好的绝缘性能，可制作电工绝缘器材。5、胶接合产品适于在潮湿、有腐蚀的环境中使用。n三、胶接合常用的胶粘剂： 胶接合采用的胶粘剂，主要取决于胶粘剂在生产过程中的固化方式。通过加热固化的胶粘剂有：脲醛树脂胶，酚醛树脂胶、三聚氢氨树脂胶等，在常温下固化成型的胶粘剂主要有：聚醋酸乙铣树脂胶、拼板胶、指接胶等。n 在家具生产中，通常采
33、用脲醛树脂胶加热固化成型，具有成本低，效率快，操作方便等特点。加工时，将所需的木材薄片准备好，按一定的配胚方式，涂胶、陈化、预压定型，然后放置在一个按设计造型加工好的模具内，（模具由上模和下模组成分别安装在压机顶层和底层）闭合压机，加压，加热，固化成型，即可获得理想的弯曲成型部件。n 胶接合为不可拆接合，具有连接强度高，不易变形等特点，常与榫、钉、螺栓连接配合使用，形成一个牢固的接合体，大量适用于弯曲木家具、沙发、汽车座椅等木制弯曲部件生产。 第四节 钉及螺钉接合n 钉及螺钉连接，就是将两个木制部件，用钉或螺钉连接在一起，形成所需要的结构造型。钉及螺钉连接具有快捷、实用、简单等特点，但由于连接
34、时，钉对板面存在损坏，钉头露在家具表层对外观造成影响，故钉连接一般用于要求不高的产品接合，如包装箱、托盘、家具背板、五金件安装等环节。为了增加连接强度，常与胶粘剂配合使用。为了防止钉拨出和松动，以及一些人造板材料握钉力较差等因素，对一些钉连接的部位采用螺钉连接进行改进，以保证接合强度。n 钉接合的强度，与被连接材料的材质，密度和含水率有关，也与钉子的直径、长度及钉入深度有关。n一、钉子的种类。1、按钉子的制造材料分类： 金属钉、竹钉、木钉、塑料钉。2、按钉子的形状功能分类： 圆钉、T型钉、“冂”型钉、鞋钉、泡钉、装饰钉。n二、钉子的用途：1、金属钉用于普通木制品的连接，如椅、橙、桌、背板、金属
35、件安装、木箱、托盘、装饰构件、沙发内架等；2、木钉、竹钉用于拼板、定位和传统家具制作；3、泡钉、装饰钉用于布艺家具、软家具制作。n三、钉连接的注意事项 1、圆钉连接应在持钉件的横纹理方向，纵向进钉强度差，连接效果低； 2、如单钉强度不够，应增加钉的数量，但必须符合以下原则： S10d T=2d （见图） S:钉中心距极边缘的距离 T:两排钉的中心距 D:钉子直径进钉方向: A、选择两钉交错倾斜进钉，连接强度更佳、相互制约，抗拨力更佳。 B、垂直进钉，木材干缩易松动、进钉、影响连接。n3、钉长的选择： 、连接方式为透钉连接 (见图) L =a+b+c c4d 、连接方式为不透钉连接 (见图) L
36、=（2-3）A e2.5d a、为钉紧件 e、为不透钉连接时，未连接部分长度， d、为钉子直径 为了保证钉紧件表面平整，便于油漆，一般需对圆钉进行沉头处理，即将钉头冲扁，钉入木头内，但应保证扁头长轴要与木纹方向一致，以减少对木材的损坏。 n四、螺钉接合。 木螺钉接合，就是利用木螺钉穿透被紧固件拧入持钉件，利用螺纹具有良好的啮合力而将两者紧密连接在一起。 1、木螺钉的种类： 平头螺钉、圆头螺钉、十字螺钉、一字螺钉 2、木螺钉连接的特点： a、木螺钉连接强度优于普通圆钉，可多次使用，常用于连接件和五金件的安装； b、木螺钉握钉力优于普通圆钉，适于在人造板材料中使用；c、木螺钉连接强度取决于被连接材
37、料的种类，密度，含水率，也与木螺的长度和直径有关；d、木螺钉连接时，也要求从木材的横纹方向操作，纵向连接强度低。为了保证螺纹与木材组织的啮合，操作时，禁止直接用锤钉入，为了装配方便、省力，可采用预钻的形式，实行松动配合，对被紧固件较大的材料进行连接，应采用沉孔法，以增加连接深度。n 木螺钉连接广泛用于家具的桌面板、台面板、望板、柜面板、背板、椅座板、脚架、抽屉、铰链、拉手、滑槽等环节的接合，具有简单、方便、连接强度较高，便于更换，可多次折卸使用等优点。 第三章 家具的部件及结构n 家具是由不同功能的零部件，通过一定的连接方式组合起来的一个物质产品，研究家具的结构及强度，不仅要了解其内部的接合方
38、式，也要分析家具零部件的自身结构及强度。 第一节 方 材n 方材是框架式家具结构中最基本的构成单元，其材质、性能、规格尺寸直接影响家具的品质。方材是指宽度尺寸小于厚度尺寸2倍，而长度尺寸超过截面尺寸许多倍的长形零部件。n 方材可以是整块的，也可多块胶合集成，在断面上可以是方形、圆形或其它形状，也可以在长度方向上变化成不规则的形状。n 根据方材在家具中的部位和所承担的作用，对方材的材质及加工品质标准，必须作相应的调整。n 对结构受力部件，应采用密度较大，纹理均匀，无节无腐的木材进行加工；对家具表面装饰效果要求较高的木质用材，则需采用色泽、纹理、耐磨、耐压、硬度较高的材料制作；木质芯框用材或其它辅
39、助环节用材，则可选用颜色、材质较差的材料进行生产，做到材尽其用；制作立柱或其它关键部位的用材，应不采用应力材和弯曲、扭曲、内裂的变形材料。制作家具的木材，必须进行干燥时效处理，防止木材水分变化，影响使用。 第二节 板式部件及结构n板式部件是板式家具的主要构成单元，是最基本的单一部件结构。是保证板式家具结构强度和刚度的关键。n板式部件应具有足够的强度和刚度，能承受一定的荷重，具有一定的稳定性，不开裂，变形，具有较好的加工性能。n板式部件常见的内部结构，主要有实芯板式结构和空芯板式结构。 一、 实芯板式结构 实芯板式结构的种类有：实木拼板、素面板、覆面板、框嵌板及其它非木质实芯板材，如：玻璃、塑料
40、板材、金属板材、石材、石绵板等。na、实木拼板实木拼板 主要有整拼板和指接拼板两种，其原理就是将所需要的木板或木材短料接长而成的指接木板，通过侧边拼接的方式，拼粘成我们所需要幅面的木板。拼板时需采用专门的拼板设备和胶粘剂，对拼板的基材加工也要求较高，包括指榫的加工，指接条的加工，以保证拼板的质量和强度。 常见的实木拼板方法有：平口拼接、企口拼接、搭口拼接、插榫拼接、螺钉拼接等。在实际操作过程中主要根据拼板在家具中的使用要求选择相适应的拼板方法（见图）n 为了防止制作家具的实木拼板，在使用过程中发生翘曲变形，须在结构中采取一些限制措施，如在端部嵌条，在内侧镶条等，俗称穿带法、吊带法、嵌端法、嵌条
41、法。穿带结构是防翘的最好办法，常用于较大较宽的工作台面，而嵌条、嵌端法，除了防翘，还兼顾封边、装饰收口之功效。防翘结构原理就是在拼板的背面或两端设置横贯的木条而成，主要用于厚度较大的台面板，指接板或较薄的木拼板，则不需要采用防翘结构。nb、素面板素面板 主要指未经饰面处理的人造板基材，直接裁接而成的板式部件，又称素板。主要用于表面作深色涂饰的家具选用，常用于家具台面、立板、门板、隔板、搁板、顶板、底板等，厚度一般在 &=15 mm 以上，俗称厚型素板；也可直接用于要求较低的环节，如家具的背板，抽屉的底板，包装箱板等，一般厚度 & =9 mm 以下，俗称薄型素板。素面板的常用材料有刨花板、中纤板
42、、胶合板等，但用刨花板、中纤板作基材的部件需要进行封边处理。nc、复面板、复面板 它是通过胶压工艺，将覆面材料和芯板粘合在一起而构成的板式复和部件。芯板又分为实芯和空芯两种结构。实芯芯板有刨花板、中纤板、木材、胶合板，它可以是整块的，也可是小块拼粘或填充的；复面材料一般采用饰面板、装饰板或装饰纸、微薄木等，根据基材的表面质量和产品装饰要求进行选择。n 覆面板可以大量使用人造板和木材加工剩余材料，不但可以提高木材利用率，而且可以减少部件的收缩变形、改善板面质量，简化工艺过程，提高生产效率。实芯板具有耐压强度好、板面平整、受力大、稳定性强等优点，可适用于家具和木制品的台面、立面，但偏重，不适于制作
43、门板、搁板等活动部件，过重对连接件，特别是铰链、滑轮等带来较大负荷，影响灵活性、产生变形。n 表层覆面材料具有双层作用，即能使复面板表层具有美丽的外观；又能通过胶合，使框架材料与面层形成一个整体，从而提升板面的整体强度和刚度。nd、框嵌板框嵌板 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、拼板、玻璃、镜子嵌装在框内的一种板式结构部件。 槽口法：嵌装牢固、外观平整、做工精细，但不易拆装，常见于传统实木家具产品，也常见于一些高档实木门的装板结构。 裁口法：装配简单、易更换，需在背侧添加压条，或在玻璃镜框的正面及装板四周，嵌装装饰线条造型并辅助安装。常见于生活中的像框、镜框、画框等结构，
44、具有装配简便，易于更换，安装省时等工艺特点。n 槽口或裁口的深度一般为8mm，应考虑嵌板安装后留有收缩、膨胀间隙，槽口宽度一般设计为10mm，槽边距框面距离为6mm。n二、空芯板式结构二、空芯板式结构 空芯式结构主要指板式部件内部芯板框架存在空间，需根据设计要求填充材料，经单面或双面粘贴复面材料而构成的板式部件。具有质轻、不易变形，板面平整等优点，但耐压性，承重性，抗冲击能力相对较差，适用于家具中的一些普通承重部件和活动部件。如立板、隔板、门板，但可根据板式部件的使用要求，设计内部的芯板框架结构，包括芯板的厚度，连接方式、填充材料，从而获得所需要的空芯板式结构部件。 普通的空芯板，内部框架一般
45、采用中纤板，刨花板或木条制作，用“冂”型钉连接，要求较高的空芯板，内部芯框采用实木制作，榫连接。内部填芯材料可采用蜂窝纸格、纤维板网格、隔音材料等。一些中高档的实木复合家具，也采用此空芯复合填充结构，即保留了家具外观的实木质感，又降低了内部的耗材，降低了生产成本，满足了消费者对实木家具的喜爱。 空芯板式结构，相比于实芯结构，生产工艺相对复杂，效率低。普通板式家具均彩用人造板直接饰面的方式生产，只有一些中高档家具或一些特殊的木制品结构才采用此工艺，如缝纫机台板，板式复合门等。 第三节 木框结构 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。根据用途和受力需要，可设置一根或多根中档或
46、撑档。在木结构中，常见的木框结构有窗框、窗扇、门框、镜框等框架类家具和木质脚架结构。n一、木框的角部接合一、木框的角部接合 普通的木框角部接合，主要采用直角接合和斜角接合。直角接合具有牢固大方，加工简便的特点，但根据用途不同，可分别选用直角榫、燕尾榫、圆榫或连接件连接；斜角接合则主要是为了保证装配后木框四周美观，无榫端露出，方法就是将榫接合的两根方材端部榫肩切成45的斜面或单肩切成45的斜面后再进行直角榫接合，常用于高档实木家具制作。 空芯覆面板内部的芯框结构，也常采用木框结构形式，但连接方式主要采用闭口直角榫、榫槽接合或“冂”型钉连接。主要根据产品的要求进行选择。n二、木框的中档接合二、木框
47、的中档接合 木框的中档接合，采用二方丁字型结构，常见于框式结构中的横档、立档和桌、椅的牵脚档。接合方式采用直榫连接，可选用直角榫、马牙榫、园榫、插肩榫、交叉榫、连接件、螺钉等，也可采用十字搭接结构。对门框、窗框等型材中档连接应采用插肩榫和综角榫，以保证榫肩接合严密，造型协调。n三、木框的三维接合三、木框的三维接合 常见于三方汇交榫结构，主要用于桌、椅、凳等框架中，三根方材零件的连接。一般由纵、横、竖三根方材相互垂直相交于一处而形成三维接合。三维接合，常采用直角榫、综合榫结构。主要有普通直角榫、错位直角榫、插配直角榫等形式，对一些造型考究的型材连接应采用碰肩结构。 第四节 箱框结构 箱框是由四块
48、以上的板式部件按一定的接合方式构成的一个结构体系，根据受力或功能需要，通常在箱框的中部增设中板相隔。如家具的柜体，抽屉，木箱都属箱框结构。n为了区别于木框，板件或箱框的高度一般大于100mm。 箱框接合，也分为角部接合与中部接合两种形式。箱框的角部接合，一般采用多榫连接，分直角接合和斜角接合。榫头形式有直角榫、蓝尾榫、插入榫或木螺钉、连接件连接，可设计为固定式结构和拆装式结构。箱框的中部接合，采用槽榫接合形式，一般选有直角榫槽、燕尾榫槽等固定式连接，也可采用连接件和木螺钉接合，拆装式结构。 第四章 柜类家具的局部结构一、脚架结构 脚架作为家具的承重部件，不仅在静载荷下需平稳地支承家具的柜体，而
49、且在外力的作用下，也应有足够的刚度和稳定性，保证家具或脚架不发生变形和松动。 常见的家具脚架结构，主要有三种形式：亮脚亮脚式、包脚式、塞角式。式、包脚式、塞角式。na 框架式脚架框架式脚架n框架式脚架一般由脚与望板或横档接合而成。脚与望板通常采用闭口或半闭口直角榫接合。脚架与框体底板采用木螺钉或园榫连接。连接时，木螺钉由望板处向上拧入。当望板宽度大于50mm时，需从望板内侧开沉头斜孔，由木螺钉拧入固定于底板上；当望板宽度小于50mm时，由望板下面向上开沉头直孔，后用木螺钉拧入，固定在底板上；还有一种结构，是望板上安装有线条，则需先将望板固定在底板上，后将线条粘贴或用木螺钉固定在望板上即可。 n
50、B装脚式脚架装脚式脚架n指脚通过一定的接合方式，单独直接与框体的底板或主体相连的一种结构，当装脚较高时，应将脚设计成锥形，但锥度不宜过大，以保证家具整体显得轻巧，又不致于折断或压伤地面。为了增加装脚的稳定性，通常在前后脚之间采用横档连接。装脚与底板的连接一般采用直角单榫或双榫接合，也可采用园榫连接，还可采用拆装式结构，用螺栓连接。装脚一般用木材、金属、塑料制作。 亮脚亮脚的脚型分直脚和弯脚两种。根据家具的整体造型风格进行选择。 弯脚弯脚，一般都安装在柜底四边的角部，使家具更具有稳定性，造型上多采用仿型脚，如：鹅冠型、老虎脚、狮子脚、象鼻脚、熊猫脚等。 直角直角，则安装在框底四边的角部内侧50-