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明式家具有束腰方凳榫卯結構設計及制作工具設備和材料

时间:2020-11-07     【转载】   来自:木工刀具論壇   阅读



明式家具是中國家具史上的典范和精華,可以為現(xiàn)代家具設計提供有益的借鑒。明式家具的榫卯結構體現(xiàn)了科學性、實用性和審美的完美結合,榫卯結構是明式家具研究的重要內(nèi)容和難點。榫卯種類繁多,結構復雜,形態(tài)和尺寸靈活多樣,傳統(tǒng)的木匠藝人需要經(jīng)過多年的學習和實踐才能掌握。筆者針對明式家具的榫卯結構展開深入地研究和實踐探索,為現(xiàn)代人們學習榫卯結構提供直接的參考。


1 榫卯結構制圖和模型制作的必要性


目前國內(nèi)外對明式家具的研究大多集中在人文藝術價值方面,對榫卯結構的研究主要是繪制榫卯結構的示意圖,缺乏對榫卯結構標準化的數(shù)值設計和研究[3],榫卯結構的精確尺寸圖資料很少。由于缺少直接的參考數(shù)據(jù)資料,當今學生和設計人員學習榫卯結構的過程非常困難。所以,有必要對明式家具的榫卯結構進行精確的數(shù)值設計和規(guī)范制圖,使學習和掌握榫卯結構的過程更快捷。


模型制作更是學習榫卯結構的必經(jīng)環(huán)節(jié),只有在親自動手制作中,才能體會到榫卯結構的科學性和合理性,體會到傳統(tǒng)文化中蘊藏的偉大智慧,真正學到明式家具的精髓。傳統(tǒng)家具的模型制作工藝是較難掌握的,因此,很有必要研究和探索明式家具模型制作的現(xiàn)代工藝和方法,使傳統(tǒng)家具模型制作更容易實現(xiàn)。


以明式家具“有束腰方凳”為例,系統(tǒng)闡述榫卯結構制圖和模型制作的現(xiàn)代工藝流程。


2 明式家具“有束腰方凳”榫卯結構制圖


此形制的方凳由6種不同結構的13個零部件組成:即4個腿足(長短榫對稱的2種形式)、4個牙條(結構相同)、4個面子邊框(2種結構的大邊和抹頭)、1個面心板(2 塊薄板拼接)。包含了 5 類榫卯結構:即抱肩榫、攢邊格角榫、攢邊打槽裝板、龍鳳榫、穿帶榫。分別繪制明式家具“有束腰方凳”的整體輪廓尺寸圖和每一種零件的榫卯結構尺寸圖。


2.1 整體輪廓尺寸圖


首先繪制有束腰方凳的整體三視圖,確定整體外觀形態(tài)和尺寸,見圖1。

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圖1 明代家具“有束腰方凳”輪廓尺寸圖(mm)


2.2 零部件榫卯結構制圖


1)抱肩榫。抱肩榫多用在器物的肩部,一般用在有束腰家具的腿足與束腰牙條、上部面板相接合處,構造比較復雜。此方凳抱肩榫用在腿足與牙條、面子的連接處,涉及到的零部件有:腿足、牙條、面子邊框。腿足上有與上端面子配合的“長短榫”、與兩邊牙條配合的“掛銷”、“卯眼”。牙條與束腰一體,有一條凹進的束腰造型。牙條兩端有與腿足配合的“榫頭”,背面有“掛銷”。抱肩榫的裝配圖見圖2,榫卯零件圖見圖3。


2)攢邊格角榫。攢邊格角榫用在面子四邊木框的接合處。兩端出榫的為“大邊”,鑿卯眼的為“抹頭”,邊抹合口處斜切成 45°角。格角榫大邊和抹頭的榫卯零件圖,見圖4。

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圖2 抱肩榫裝配圖(mm)


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圖3 牙條和腿足零件圖(mm)


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圖4 格角榫大邊和抹頭零件圖(mm)


3)攢邊打槽裝板。用在面子邊框與面心板的接合處,在邊框里側打槽,面心板四周鋸出榫舌,裝入邊框的槽中。邊框上的槽留有余量,以適應心板的干縮濕脹。此種結構增加了木材抗壓、抗彎曲能力,使薄板起到厚板的作用。還可變換紋理方向和質地。因此,此結構科學、美觀又實用。攢邊打槽裝板和穿帶的零件制圖,見圖5。


4)龍鳳榫。龍鳳榫用在面子心板之間的拼接處。面心常用兩塊或多塊平板拼合。一塊板側邊開榫槽,另一塊板開榫舌,橫截面為燕尾形,如圖5。


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圖5 攢邊打槽裝板、龍鳳榫、穿帶榫零件圖(mm)


5)穿帶榫。穿帶榫用在穿帶與面子心板、大邊的接合處!按⿴ ”是在2塊拼板的背面橫向穿入的一條梯形長榫木條,防止拼板翹曲變形,如圖5。


3 模型制作工具設備和材料


明式家具模型制作的主要目的是:通過動手制作,學習掌握榫卯結構,提高動手實踐能力。所以模型制作應以手工為主,輔助應用電動工具和設備,以提高工作效率。


3.1 木工手工具


手工具主要有框架鋸、鐵鋸、刨子、鑿子、挫刀、羊角錘、雕刻刀、美工刀、直尺、角尺、木工鉛筆等工具。掌握手工工具的使用技巧很關鍵,通過手工的鋸、切、挫、刻、磨,能夠了解木材的特性,通過反復的精雕細磨,使榫卯結構達到精確配合,把形態(tài)塑造的更精美。


3.2 機械加工設備


機械設備能夠提高模型制作的效率和精度,快速達到手工制作需要長時間才能達到的程度,減輕手工制作的勞動強度[8]。除了一些常用的電動工具如手電鉆、角磨機、直磨機、電刨、曲線鋸等之外,這里重點介紹一套特別適合小型木質模型制作的“德國迷你魔PROXXON”設備。此套設備形體小巧,使用方式安全可靠,學生容易控制掌握,是院校教學中非常理想的實驗設備。


“迷你魔”設備主要包括手持電動工具類和臺機床類。此例模型制作主要用到:圓盤鋸機臺、微型修邊機床、曲線鋸機臺、長頸角磨機、袖珍式電鉆、12 V軌道式砂光機、12 V曲線鋸機等。


3.3 模型材料


傳統(tǒng)家具模型材料適合選用硬木系列,沙比利是價格較低的硬木,適合作為模型材料。選料時要注意木材紋理、顏色搭配。面板的木料要考慮花紋美麗,拼板后紋理走向一致,便于刨削。


4 有束腰方凳模型制作工藝流程


1)下料。此模型比例為 1:1。根據(jù)零件尺寸圖,適當預留加工余量,用圓盤鋸機臺、曲線鋸機臺裁切出零部件的毛料。然后用電刨刨平木料的表面,加工成符合標準尺寸的精料。


2)劃線。用木工鉛筆和尺子在木料上畫出榫卯結構線。


3)零部件加工制作。(1)4 個腿足。相鄰 2 條腿是長短榫對稱的結構。長榫與大邊配合,短榫與抹頭配合,短榫短一段是為了避開大邊上插入抹頭的榫頭。用手工鋸切長短榫,適當留出加工余量,再用鑿子和雕刻刀刻出掛銷,用手電鉆配合鑿子鑿出卯眼,最后手工精修,達到要求的精確尺寸。內(nèi)翻馬蹄足造型,先用長頸角磨機打磨出大致的曲線形,再手工打磨成型。(2)4個牙條。牙條上凹進的束腰造型,用微型修邊機床粗加工,留出余量,然后用長頸角磨機倒圓角,再手工打磨。手工鋸切牙條兩端的榫頭,鋸切的尺寸盡量不留余量,準確按照劃線一次鋸切到位。鋸切背面的掛銷可以留余量,與腿足裝配時,可以再精修調(diào)整。腿足與牙條裝配成抱肩榫。(3)4 條面子邊框。用手工鋸切大邊上的榫頭,要盡量按照劃線一次準確鋸切45°角,以保證格角榫裝配的精度。抹頭上的卯眼,先用電鉆初步鉆孔,再用手工鑿子和刻刀精修出準確尺寸的方形卯眼。大邊和抹頭背面與腿足長短榫配合的卯眼,先用電鉆鉆孔,再手工精修出方形卯眼。在大邊和抹頭的里側,用微型修邊機床開槽,根據(jù)槽的尺寸要求,選擇直徑為 4 mm 的刀頭。在大邊里側的中間位置,鑿出裝穿帶卯眼 。(4)1 塊面心板 。由2塊薄板拼接而成,是龍鳳榫結構,一側開槽,一側鋸出榫舌。拼接好的面心板四周鋸出榫舌。在面心板的背面,用手工或電鋸鋸出裝入穿帶的通長的梯形卯槽。(5)1 條穿帶。用手工鑿、刻刀、電鋸制作穿帶的梯形長榫。制作完成的零件模型見圖6。


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圖6 榫卯結構零件模型


4)試組裝。(1)組裝凳面。組裝順序是:拼合心板;背面插入穿帶;裝配大邊和抹頭的格角榫;將心板裝入邊框槽中。試組裝過程中要對榫卯反復修整,達到精確配合。(2)組裝腿足和牙條。腿足和牙條組合成抱肩榫結構,是保證整體結構強度和穩(wěn)定性的關鍵部位,組成了整體支撐框架。其中掛銷的裝配過程是最難做好的,要反復精細修整,才能達到精密的配合和牢固的強度。(3)整體組裝。最后一步是下部主體支撐框架與凳面的組合,要保證4條腿足的8個長短榫準確插入大邊和抹頭的卯眼中。由于涉及到8對榫卯同時配合,難度較大,要經(jīng)過修正才能配合準確,見圖7。

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圖7 整體組裝


5)精細磨光。試組裝后,拆開各個零部件,進行精細磨光。采用手工和機械的方法,用長頸角磨機、軌道式砂光機、水砂紙等精細磨光。


6)正式組裝。正式組裝時需要上膠,選用乳白膠或木工萬能膠。把各個零部件按照裝配次序擺放好,在榫頭和卯眼上涂膠組裝。趁膠未干之前,用直角尺校驗是否垂直,并及時調(diào)整角度。裝配完成后靜置一天,等待膠干透。


7)表面修整。膠干透后,修整榫卯接口處和局部受損的疵點。先用彩色膩子混合乳白膠,調(diào)和成木材染色,刮補在榫卯的接口和受損處。膩子干后,用長頸角磨機磨平接口處,打磨干凈膠跡,再用水砂紙拋光。完成模型見圖8。


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圖8 最終完成模型


結語

明式家具榫卯結構模型制作是院校設計類專業(yè)教學中的難點。通過本次創(chuàng)新實驗的研究和實踐,探索出一套榫卯結構模型制作的創(chuàng)新工藝方法和流程,為傳統(tǒng)家具模型制作的實踐教學提供有益的參考,同時也促進了明式家具的深入研究,有助于傳統(tǒng)文化的廣泛傳播和發(fā)展。


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