现代实木家具结构设计课件.ppt
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1、现代实木家具结构设计现代实木家具结构设计家具结构设计3.1 现代实木家具结构设计概述现代实木家具的常见接合方式实木家具基本部件现代实木家具典型结构3.23.33.4现代实木家具结构设计实例3.5家具结构设计木材不仅拥有独特美丽的自然纹理,温暖的质感与色彩,并且易于加工、造型与雕刻,所以在众多家具种类中,木家具的使用最为广泛,是古今中外家具制作的首选材料。家具结构设计实木家具定义:在GB/T3324-2008版木家具通用技术条件中,实木类家具的定义为:以实木锯材或实木板材为基材制作的、表面经涂饰处理的家具;或在此类基材上采用实木单板式薄木(木皮)贴面后再进行涂饰处理的家具,包括全实木家具、实木家
2、具、实木贴面家具三类。本书所指现代实木家具的概念是以天然实木与再生实木(指接材、集成材等木材通过二次加工形成的实木类材料)为基材的部件,通过传统的榫卯结构,并结合现代各种连接件组装而成的一种新型家具。家具结构设计传统的榫卯接合方式仍然是现代实木家具中运用比较普遍的结构形式,材料的因素在这种形式中起到了一个重要的决定作用。然而在如今工业化的时代,实木家具的接合方式呈现了新的发展趋势五金连接件渐渐从板式家具中引用过来,它的应用使得现代实木家具形式变得更多样化。归纳起来,现代实木家具的接合方法主要有榫接合、连接件接合、胶接合、钉与木螺钉接合等。家具结构设计3.2.1 榫接合榫接合是将两个或两个以上的
3、木质构件通过采用凸对凹即榫头对榫眼,彼此镶入嵌套的方法紧密连接,进行固定的接合方式。榫接合强度高、稳定性好、经久耐用,且外表美观。现代实木家具榫接合中有整体式榫接合与分体式榫接合之分。家具结构设计 整体式榫接合整体式榫接合按榫头的形状可分为直角榫、椭圆榫、燕尾榫、U形榫、指形榫(或称齿形榫)等。直角榫椭圆榫燕尾榫U形榫指形榫 整体式榫接合整体式榫接合家具结构设计 直角榫接合凡是榫肩面与榫颊面互相垂直或基本垂直的都属于直角榫。其接合牢固可靠,加工难度相对较低,是应用最广的榫接合形式,木家具结构中的各种框架接合大都采用直角榫。直角榫接合由榫头与榫眼组成。榫头由榫端、榫颊、榫肩组成。榫眼有闭口榫眼和
4、开口榫眼两种,闭口榫眼习惯上就称榫眼,开口榫眼习惯上称榫槽。1榫眼 2榫槽 3榫端 4榫颊 5榫肩榫接合各部位的名称榫接合各部位的名称家具结构设计根据榫头与榫眼的接合状态,榫接合又有多种形式:按榫头是否贯通,榫接合可分为明榫、暗榫。装配后,榫端露于方材表面的贯通榫称为明榫;不露榫端的不贯通榫称为暗榫,对表面装饰质量要求高的家具产品可用不贯通榫。明榫与暗榫明榫与暗榫家具结构设计 按接合后能否看到榫头侧面可分为开口榫、闭口榫、半闭口榫(或半开口榫)。榫头侧面不暴露在外表的接合称为闭口榫接合(左图);榫头一个侧面暴露在外表的接合称为开口榫接合(中图);仅有榫头一个侧面的某些部分暴露在外表的接合称为半
5、闭口榫接合,或称半开口榫接合(右图)。闭口榫、开口榫与半闭口榫闭口榫、开口榫与半闭口榫家具结构设计 按榫头的数量可分为单榫、双榫和多榫。a 单榫 b 双榫 c 多榫 榫头的个数榫头的个数家具结构设计 按榫肩切割形式可分为单肩榫、双肩榫、三肩榫、四肩榫、夹口榫和斜肩榫。榫头的截肩榫头的截肩家具结构设计家具的损坏经常出现在接合部位,为了确保直角榫接合的强度,应遵循下列技术要求:a 榫头的长度方向应与方材零件的纤维方向基本一致,如确实因接合要求倾斜时,倾斜角度最好不大于45;榫眼应开在纵向木纹上(弦或径切面)。榫头的长度是根据接合方式来确定的,采用贯通榫时,榫头长度应等于接合零件宽度或厚度;采用不贯
6、通榫时,榫的长度应不小于榫眼零件宽度或厚度的一半,一般榫头长度控制在1530mm时,可获得较为理想的接合强度,榫眼深度应比榫头长度大23mm。家具结构设计b 榫头厚度通常约为方材零件断面边长(与榫头厚度方向相一致的边)的0.30.6倍;软材质取大值,硬材质可取小值;榫头的厚度比榫眼宽度小0.10.2mm,便于形成胶层,抗拉强度最大,否则容易使榫眼顺木纹方向劈裂,影响接合强度。为了使榫头易于进入榫眼,常将榫端的两边或四边削成30斜棱。c 榫头宽度通常约为方材零件断面边长(与榫头宽度方向相一致的边)的0.51倍。一般比榫眼长度大0.51.0mm,硬材取0.5mm,软材取1mm为宜。d 当榫接合零件
7、断面尺寸超过40mm40mm时,应采用双榫或多榫接合,以便提高榫接合强度。家具结构设计除上述直角榫外,还有一种椭圆榫,属于特殊的直角榫,它与普通直角榫的区别在于其两侧都为半圆柱面,榫孔两端也与之同形。椭圆榫椭圆榫家具结构设计 燕尾榫接合燕尾榫榫头呈梯形或半圆锥形,端部大而根部小,多数用于抽屉等箱框的接合。以下为燕尾榫的种类及详细几何参数:燕尾单榫斜角=812零件尺寸A榫根尺寸=A31家具结构设计马牙单榫斜角=812零件尺寸A榫底尺寸=A明燕尾多榫斜角=812板厚B榫中腰宽aB边榫中腰宽a1=a榫距t=(22.5)a2132家具结构设计全隐半隐燕尾多榫斜角=812板厚B留皮厚b=B榫中腰宽a B
8、边榫中腰宽a1=a榫距t=(22.5)a414332家具结构设计 指形榫接合其形状类似于指形,主要用于短料接长,如方材及板件接长、曲线零件的拼接等,也用于角部的接合。其榫头与榫槽也可一次铣削加工,接合强度一般可达到整料强度的70%80%。装配时齿间涂胶,纵向加压挤紧,侧向轻压防拱。不同零件接合其榫头数量也可不同,增加榫头数量就会增加接合面积,从而提高连接强度。家具结构设计 分体式榫接合分体式榫有圆棒榫(简称圆榫)、椭圆形榫、三角形榫、矩形榫、L形榫、饼形榫等。a 圆棒榫 b 椭圆形榫 c 三角形榫 d 矩形榫 e L形榫 f 饼形榫 分体式榫的种类分体式榫的种类家具结构设计 圆榫接合圆榫是较为
9、常见的分体式榫,在实际使用中有两种作用,一种是定位作用,一种是固定作用。圆榫应选用密度大、纹理通直细密、材质较硬、有韧性、无节无朽、无虫蛀等缺陷的木材制成,如柞木、水曲柳、青冈栎、桦木等。另外,制作圆榫的木材应进行干燥处理,其含水率比被连接件低2%3%,通常小于7%,以便施胶后圆榫吸水膨胀而增加接合强度。家具结构设计圆榫的表面形状有光滑、直纹、网纹、螺旋纹等,目前市场上最常用的是直纹、螺旋纹圆榫。螺旋压纹 2.网纹状压纹 3.直线压纹 4.光面 5.沟槽 6.螺旋沟槽 圆榫的形状圆榫的形状家具结构设计 椭圆形榫接合椭圆形榫接合的强度要比圆榫的高,不会像圆榫那样容易转动。根据被连接零件断面尺寸和
10、形状、接合部位的强度要求等情况,分体式椭圆形榫可单数使用也可以复数使用。零件的端面(开有榫孔的端面)能成曲面,克服了整体式椭圆形榫接合只能单榫且榫肩仅可平面的缺陷。分体式椭圆形榫的尺寸目前无统一标准,分体式椭圆形榫与榫孔的配合可参考直角榫接合的要求。家具结构设计3.2.2 钉与木螺钉接合 钉与木螺钉接合使用简便,但强度较低,美观度较差,因此,一般用于连接非承重结构和受力不大的承重结构,且接合部位较隐密的场合。家具结构设计 钉接合钉接合是直接运用各种钉子将家具各零部件接合在一起的结合方式。特点:具有生产效率高、加工容易的优点,但就牢固性而言,其往往不及榫接合,常在接合面加胶以提高接合强度。用途:
11、可用来连接非承重结构或受力不大的承重结构,它主要起定位和紧固作用,常用于背板固定,抽屉滑道的安装等不外露且强度要求较低的部位。种类:常用的钉有圆钉、气钉两种。家具结构设计 木螺钉接合木螺钉是一种金属制带螺纹的连接件,是一种专门针对木头而设计的钉子,可借助于木螺钉的螺纹与木材之间的摩擦力将两个零件接合起来。特点:比较简单、方便,其接合强度比圆钉接合高,可承受较大的震动。用途:木螺钉接合一般用于强度要求一般,不便用榫接合或用榫接合太繁琐、接合部位较隐密的场合,如桌面、椅凳面与框架的连接。家具结构设计 种类:随钉头不同分圆头型、平头型、椭圆头型,钉头上又分有一字槽螺钉及十字槽螺钉两种。常用木螺钉的形
12、式常用木螺钉的形式家具结构设计3.2.3 连接件接合连接件接合,就是利用特制的各种专用的连接件,将家具的零部件连接起来并装配成部件或产品的接合方法。这种接合用于需要拆装部位的连接,可以反复拆装而不影响家具的接合强度,它是可拆装家具必不可少的接合方式。家具结构设计 特点:采用连接件接合可以简化产品结构和生产工艺,能使板式部件直接组装成家具,有利于产品标准化、部件通用化,有利于家具实现机械化流水线生产,也给家具包装、运输、储存带来方便,从而能有效地降低家具的生产成本。种类:连接件的种类很多,常用的有偏心连接件、圆柱螺母连接件、直角式倒刺螺母连接件等。家具结构设计3.2.4 胶接合胶接合是指用胶粘剂
13、通过对零部件的接合面涂胶加压,待胶固化后形成不可拆的固定接合方式。用途:在实木家具中常用于短料接长、窄料拼宽、表面装饰材料的贴面等,均完全采用胶黏剂接合。胶接合还广泛用于其它接合方式的辅助接合,如钉接合、榫接合常需施胶加固。家具结构设计 特点:这种接合方式施工方便,对操作人员技术要求不高,劳动强度低,还可以做到小材大用、劣材优用、节约木材,同时保证结构稳定、提高产品质量和改善产品外观,因此,已广泛用于现代实木家具生产。家具结构设计实木家具由方材、拼板、和箱框四种基本部件构成,根据家具的类型及需要选配。基本部件本身有一定的构成方式,部件之间也需要适当的连接。家具结构设计3.3.1 方材宽度不足厚
14、度三倍的矩形木材原料称方材。方材分为直形方材与弯曲方材两种。实木家具结构中使用方材的设计要点:尽量采用整块实木加工。在原料尺寸比部件尺寸小或弯曲件的纤维被割断严重时,应改用短料接长。家具结构设计需加大方材断面时,可在厚度、宽度上采用平面胶合方式拼接。弯曲件接长的各种方法在接合强度、美观性上各有特点,注意按需选择。竹楔 搭接 直角暗榫 燕尾明榫 半隐燕尾榫 板条 圆榫 金属弯销 指榫 多层对接 斜接 弯曲件接长法弯曲件接长法家具结构设计直形方材的接长可采用与弯曲件同样的方法,但通常其受力较大,应优先采用指榫、斜接和多层对接。整体弯曲件除用实木锯制外,还可采用实木弯曲,这种弯曲件强度高而美观,应用
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