明式家具有束腰方凳榫卯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制作工具設(shè)備和材料
明式家具是中國(guó)家具史上的典范和精華，可以為現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)提供有益的借鑒。明式家具的榫卯結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了科學(xué)性、實(shí)用性和審美的完美結(jié)合，榫卯結(jié)構(gòu)是明式家具研究的重要內(nèi)容和難點(diǎn)。榫卯種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形態(tài)和尺寸靈活多樣，傳統(tǒng)的木匠藝人需要經(jīng)過(guò)多年的學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能掌握。筆者針對(duì)明式家具的榫卯結(jié)構(gòu)展開(kāi)深入地研究和實(shí)踐探索，為現(xiàn)代人們學(xué)習(xí)榫卯結(jié)構(gòu)提供直接的參考。
1 榫卯結(jié)構(gòu)制圖和模型制作的必要性
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)明式家具的研究大多集中在人文藝術(shù)價(jià)值方面，對(duì)榫卯結(jié)構(gòu)的研究主要是繪制榫卯結(jié)構(gòu)的示意圖，缺乏對(duì)榫卯結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)值設(shè)計(jì)和研究[3]，榫卯結(jié)構(gòu)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(dāng)今學(xué)生和設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)榫卯結(jié)構(gòu)的過(guò)程非常困難。所以，有必要對(duì)明式家具的榫卯結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的數(shù)值設(shè)計(jì)和規(guī)范制圖，使學(xué)習(xí)和掌握榫卯結(jié)構(gòu)的過(guò)程更快捷。
模型制作更是學(xué)習(xí)榫卯結(jié)構(gòu)的必經(jīng)環(huán)節(jié)，只有在親自動(dòng)手制作中，才能體會(huì)到榫卯結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性，體會(huì)到傳統(tǒng)文化中蘊(yùn)藏的偉大智慧，真正學(xué)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(shí)現(xiàn)。
以明式家具“有束腰方凳”為例，系統(tǒng)闡述榫卯結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)制圖
此形制的方凳由6種不同結(jié)構(gòu)的13個(gè)零部件組成：即4個(gè)腿足（長(zhǎng)短榫對(duì)稱(chēng)的2種形式）、4個(gè)牙條（結(jié)構(gòu)相同）、4個(gè)面子邊框（2種結(jié)構(gòu)的大邊和抹頭）、1個(gè)面心板（2 塊薄板拼接）。包含了 5 類(lèi)榫卯結(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)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(guān)形態(tài)和尺寸，見(jiàn)圖1。
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(jié)構(gòu)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(gòu)造比較復(fù)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(zhǎng)短榫”、與兩邊牙條配合的“掛銷(xiāo)”、“卯眼”。牙條與束腰一體，有一條凹進(jìn)的束腰造型。牙條兩端有與腿足配合的“榫頭”，背面有“掛銷(xiāo)”。抱肩榫的裝配圖見(jiàn)圖2，榫卯零件圖見(jiàn)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(jiàn)圖4。
圖2 抱肩榫裝配圖（mm）
圖3 牙條和腿足零件圖（mm）
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(cè)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(yīng)心板的干縮濕脹。此種結(jié)構(gòu)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(zhì)地。因此，此結(jié)構(gòu)科學(xué)、美觀(guān)又實(shí)用。攢邊打槽裝板和穿帶的零件制圖，見(jiàn)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(cè)邊開(kāi)榫槽，另一塊板開(kāi)榫舌，橫截面為燕尾形，如圖5。
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。“穿帶 ”是在2塊拼板的背面橫向穿入的一條梯形長(zhǎng)榫木條，防止拼板翹曲變形，如圖5。
3 模型制作工具設(shè)備和材料
明式家具模型制作的主要目的是：通過(guò)動(dòng)手制作，學(xué)習(xí)掌握榫卯結(jié)構(gòu)，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。所以模型制作應(yīng)以手工為主，輔助應(yīng)用電動(dòng)工具和設(shè)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(guān)鍵，通過(guò)手工的鋸、切、挫、刻、磨，能夠了解木材的特性，通過(guò)反復(fù)的精雕細(xì)磨，使榫卯結(jié)構(gòu)達(dá)到精確配合，把形態(tài)塑造的更精美。
3.2 機(jī)械加工設(shè)備
機(jī)械設(shè)備能夠提高模型制作的效率和精度，快速達(dá)到手工制作需要長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到的程度，減輕手工制作的勞動(dòng)強(qiáng)度[8]。除了一些常用的電動(dòng)工具如手電鉆、角磨機(jī)、直磨機(jī)、電刨、曲線(xiàn)鋸等之外，這里重點(diǎn)介紹一套特別適合小型木質(zhì)模型制作的“德國(guó)迷你魔PROXXON”設(shè)備。此套設(shè)備形體小巧，使用方式安全可靠，學(xué)生容易控制掌握，是院校教學(xué)中非常理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
“迷你魔”設(shè)備主要包括手持電動(dòng)工具類(lèi)和臺(tái)機(jī)床類(lèi)。此例模型制作主要用到：圓盤(pán)鋸機(jī)臺(tái)、微型修邊機(jī)床、曲線(xiàn)鋸機(jī)臺(tái)、長(zhǎng)頸角磨機(jī)、袖珍式電鉆、12 V軌道式砂光機(jī)、12 V曲線(xiàn)鋸機(jī)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(jià)格較低的硬木，適合作為模型材料。選料時(shí)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(dāng)預(yù)留加工余量，用圓盤(pán)鋸機(jī)臺(tái)、曲線(xiàn)鋸機(jī)臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)尺寸的精料。
2）劃線(xiàn)。用木工鉛筆和尺子在木料上畫(huà)出榫卯結(jié)構(gòu)線(xiàn)。
3）零部件加工制作。（1）4 個(gè)腿足。相鄰 2 條腿是長(zhǎng)短榫對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)榫與大邊配合，短榫與抹頭配合，短榫短一段是為了避開(kāi)大邊上插入抹頭的榫頭。用手工鋸切長(zhǎng)短榫，適當(dāng)留出加工余量，再用鑿子和雕刻刀刻出掛銷(xiāo)，用手電鉆配合鑿子鑿出卯眼，最后手工精修，達(dá)到要求的精確尺寸。內(nèi)翻馬蹄足造型，先用長(zhǎng)頸角磨機(jī)打磨出大致的曲線(xiàn)形，再手工打磨成型。（2）4個(gè)牙條。牙條上凹進(jìn)的束腰造型，用微型修邊機(jī)床粗加工，留出余量，然后用長(zhǎng)頸角磨機(jī)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(zhǔn)確按照劃線(xiàn)一次鋸切到位。鋸切背面的掛銷(xiāo)可以留余量，與腿足裝配時(shí)，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(xiàn)一次準(zhǔn)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(zhǔn)確尺寸的方形卯眼。大邊和抹頭背面與腿足長(zhǎng)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(cè)，用微型修邊機(jī)床開(kāi)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(cè)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(jié)構(gòu)，一側(cè)開(kāi)槽，一側(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)榫。制作完成的零件模型見(jiàn)圖6。
圖6 榫卯結(jié)構(gòu)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(guò)程中要對(duì)榫卯反復(fù)修整，達(dá)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(jié)構(gòu)，是保證整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵部位，組成了整體支撐框架。其中掛銷(xiāo)的裝配過(guò)程是最難做好的，要反復(fù)精細(xì)修整，才能達(dá)到精密的配合和牢固的強(qiáng)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(gè)長(zhǎng)短榫準(zhǔn)確插入大邊和抹頭的卯眼中。由于涉及到8對(duì)榫卯同時(shí)配合，難度較大，要經(jīng)過(guò)修正才能配合準(zhǔn)確，見(jiàn)圖7。
圖7 整體組裝
5）精細(xì)磨光。試組裝后，拆開(kāi)各個(gè)零部件，進(jìn)行精細(xì)磨光。采用手工和機(jī)械的方法，用長(zhǎng)頸角磨機(jī)、軌道式砂光機(jī)、水砂紙等精細(xì)磨光。
6）正式組裝。正式組裝時(shí)需要上膠，選用乳白膠或木工萬(wàn)能膠。把各個(gè)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(yàn)是否垂直，并及時(shí)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(diǎn)。先用彩色膩?zhàn)踊旌先榘啄z，調(diào)和成木材染色，刮補(bǔ)在榫卯的接口和受損處。膩?zhàn)痈珊�，用長(zhǎng)頸角磨機(jī)磨平接口處，打磨干凈膠跡，再用水砂紙拋光。完成模型見(jiàn)圖8。
圖8 最終完成模型
結(jié)語(yǔ)
明式家具榫卯結(jié)構(gòu)模型制作是院校設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的難點(diǎn)。通過(guò)本次創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的研究和實(shí)踐，探索出一套榫卯結(jié)構(gòu)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(shí)踐教學(xué)提供有益的參考，同時(shí)也促進(jìn)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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