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任务4：实木类家具设计要素分析 家具是由材料、结构、外观形式和功能四种因素组成，其中功能是先导，是推动家具发展的动力；结构是主干，是实现功能的基础。这四种因素互相联系，又互相制约。由于家具是为了满足人们一定的物质需求和使用目的而设计与制作的，因此家具还具有功能和外观形式方面的因素。下面阐述这四个要素的主要内容及相互间的关系。 4.1材料 家具是由各种材料经过一系列的技术加工而成制造的，材料是构成家具的物质基础。所以家具设计除了使用功能、美观及工艺的基本要求之外，与材料亦有着密切联系。为此，要求设计人员务必作到以下几点： （1）熟悉原材料的种类、性能、规格及来源； （2）根据现有的材料去设计出优秀的产品，做到物尽其用； （3）善于利用各种新材料，以提高产品的质量，增加产品的美观性，降低产品的成本。材料是构成家具的物质基础，在家具的发展史上，从用于家具的材料上可以反映出当时的生产力发展水平。除了常用的木材、金属、塑料外，还有藤、竹、玻璃、橡胶、织物、装饰板、皮革、海绵等。然而，并非任何材料都可以应用于家具生产中，家具材料的应用也有一定的选择性，其中主要应考虑到下列因素。 (1)加工工艺性。材料的加工工艺性直接影响到家具的生产。对于木质材料，在加工过程中，要考虑到其受水分的影响而产生的缩胀、各向异裂变性及多孔性等。塑料材料要考虑到其延展性、热塑变形等。玻璃材料要考虑到其热脆性、硬度等。 （2)质地和外观质量。材料的质地和肌理决定了产品的外观质量的特殊感受。木材属于天然材料，纹理自然、美观，形象逼真，手感好，且易于加工、着色，是生产家具的上等材料。塑料及其合成材料具有模拟各种天然材料质地的特点，并且具有良好的着色性能，但其易于老化，易受热变形，用此生产家具，其使用寿命和使用范围受到限制。 (3)经济性。家具材料的经济性包括材料的价格、材料的加工劳动消耗、材料的利用率及材料来源的丰富性。木材虽具有天然的纹理等优点，但随着需求量的增加，木材蓄积量不断减少，资源日趋匮乏，与木材材质相近的、经济美观的材料将广泛地用于家具的生产中。 (4)强度。强度方面要考虑其握着力和抗劈性能及弹性模量。 (5)表面装饰性能。一般情况下，表面装饰性能是指对其进行涂饰、胶贴、雕刻、着色、烫、烙等装饰的可行性。 (6)环保。家具材料除考虑以上诸多因素外，仍然还有一条不容忽视的因素，那就是家具材料对人体是否存在危险释放物，这同样是越来越多的消费者在挑选家具是愿意并首先考虑到的。比如，现代板式是否用的E1级以上的板材、胶粘剂有无有害气体的挥发、油漆用的什么牌子的等等，都共同反映了消费者对家具材料有害排放物质的关心。随着全世界原木资源的日益减少，人类考虑其它诸多可以替代原木是无可厚非的，但无论是哪种材料，环保永远是最大热门。 4.2结构 结构是指家具所使用的材料和构件之间的一定组合与联接方式，它是依据一定的使用功能而组成的一种结构系统。它包括家具的内在结构和外在结构，内在结构是指家具零部件间的某种结合方式，它取决于材料的变化和科学技术的发展。如金属家具、塑料家具、藤家具、木家具等都有自己的结构特点。 另外，家具的外在结构直接与使用者相接触，它是外观造型的直接反映，因此在尺度、比例和形状上都必须与使用者相适应，这就是所谓的人体工程学，例如座面的高度、深度、后背倾角恰当的椅子可解除人的疲劳感；而贮存类家具在方便使用者存取物品的前提下，要与所存放物品的尺度相适应等。按这种要求设计的外在结构，也为家具的审美要求奠定了基础。 (1)实木家具特征 从商品品质角度定义。实木家具是指主要承重构件采用实木构成的家具。这是一个面向社会的解释。即是社会属性定义。从制造技术角度定义。实木家具是指主要承重构件采用具有与实木有相近加工和连接特征的材料构成的家具。这是一个面向制造的解释。即是制造技术属性定义。本文中的实木家具是指制造技术属性定义的实木家具。实木家具不同于传统意义上的实木家具，它表现出如下几个方面的特征。传统实木家具的原材料是实木。而实木家具的原材料是实木或是与实木有相近加工和连接特征的材料。如实木拼板、集成材、胶合木、竹集成材等材料都可以用与实木相同(或是极为相近)的连接方法和加工方法制造家具。传统实木家具又称框架式家具。它是以榫接合的框架构件或是框架嵌板结构构件所组成。 框架为承重构件。嵌板镶嵌于框架之上只起围合空间或分隔空间的作用。结构为整体式。不可拆装。实木家具有框架式结构。又有板式结构。结构既有整体式。 又有拆装式。但拆装式结构的比例越来越高。整体式实木家具以榫接合为主：拆装式实木家具贝U采用连接件接合 或是榫接合和连接件接合并用。传统实木家具采用手工或机械加手工的加工方式。实木家具强调要采用工业化加工方式、并要符合绿色产品要求。即在材料、结构、加工工艺、产品流通等方面必须与现代社会需求、先进生产装备、先进技术保持基本一致。为此。实木家具的构成方式和接合方法完全不同于传统实木家具。必须从实木家具特征角度。对传统实木家具构成方式和接合方法进行改良。或是创造新的构成方式和接合方法。在本文中介绍的是目前为止。实木家具中常用的接合方法。 (2)实木家具接合方法分类 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。本文不讨论胶接合。榫头又有整体式榫与分体式榫之分。整体式榫是指榫头与零件成一整体。而分体式榫是指榫头与零件不成一整体。现代家具生产中，榫接合一般借助胶粘剂提高接合强度，因此常应用于无须拆卸部位的接合。连接件接合应用于需要拆卸部位的接合(图2-1)。 a)整体式榫接合 b)分体式榫接合 c)连接件接合 图2-1接合方法 ①榫接合 榫按榫头的形状可分为矩形榫(或称直角榫)、椭圆形榫(或称长圆形榫)。圆形榫。梯形榫(或称燕尾形榫)、u形榫、指形榫(或称齿形榫)(图1-2)。 图2-2整体式榫接合 a.直角榫接合 直角榫接合由榫头与榫眼组成。榫头由榫端。 榫肩、榫颊，榫侧组成。榫眼有闭口榫眼和开口榫眼两种。闭口榫眼习惯上就称榫眼， 开口榫眼习惯上称榫沟(图2-3)。根据接合后榫头部分的可见性， 榫接合可分为明榫、暗榫、开口榫。 闭口榫。半闭口榫(或称半开口榫)接合。榫头与榫眼装配后，榫头端面暴露在外表的接合称为明榫接合(图2-4中a)：榫头端面不暴露在外表的接合称为暗榫接合(图2-4中b)； 榫头侧面不暴露在外表的接合称为闭口榫接合(图2-4中a、b)；榫头一个侧面暴露在外表的接合称为开闭口榫接合(图2-4中c)、仅有榫头一个侧面的某些部分暴露在外表的接合称为半闭口榫接合， 或称半开口榫接合(图2-4d)。按榫头的个数可分为单榫。 双榫和多榫(图2-5)。按榫头截肩形式可分为单面截肩榫、双面截肩榫、三面截肩榫和四面截肩榫(图2-6)。为了提高直角榫接合的强度，应合理确定榫头的方向、尺寸及榫头与榫眼的配合公差。榫头与榫眼的尺寸定义见图2-6。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。 榫眼的长度方向应与方材零件的木材纤维方向基本一致。榫头尺寸大小的确定受被接合两方材零件的断面尺寸、加工榫眼的钻头规格尺寸、接合点在零件上的位置、木材的力学性能、接合点的受力情况，接合部位的外观要求等因素影响。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0.3—0.6倍；软材质取大值， 硬材质可取小值； 当榫头厚度大于25毫米时应改为双榫。榫头宽度通常约为方材零件断面边长的0.5～1倍当榫头宽度太于40毫米时应改为双榫。榫头长度是根据接合形式来确定的采用明榫时榫头长度通常与榫眼方材零件断面边长相同。当要利用榫头作装饰时榫头长度也可以比榫眼方材零件断面边长略小或略大：暗榫的榫头长度通常应小于榫眼的深度。 图2-3 榫头、榫眼与榫沟 图2-4 明榫与暗榫、开口、闭口与半闭口 图2-5 榫头的个数 图2-6 榫头的截肩 图2-7 榫头与榫眼的尺寸定义 b.椭圆形榫、圆形榫接合 整体式椭圆形榫、圆形榫图2-7是直角椎的改良型。 图2-8椭圆形榫、圆形榫 克服了直角榫接合的榫眼加工生产效率低、劳动强度较大榫眼壁表面粗糙等缺陷在框架类现代实木家具 广泛被采用 榫头的方向、尺寸及榫头与榫眼的配合公差可参考直角榫的要求 榫头的厚度应与加工榫眼的钻头规格相一致 常用的钻头规格有5、6、8、10 、12、14、16、20、22亳米等 。在畦计中应该注意。 目前生产中广泛采用的加工整体式椭圆形榫{圆形榫)设备仅能加工出单榫且榫肩是一个面。 c. 燕尾形榫U形榫接合 燕尾形榫多数用于抽屉等箱框的接合藁尾形榫的种粪。 按榫头的显隐关系可分为明燕尾榫、全隐燕尾榫半隐燕尾棒三种(图2-8的a、b c) 按榫头棱边的形状可分为锐棱燕尾榫隐棱燕尾榫三种图2-8中的d、e 因锐棱半隐燕尾榫的榫沟部分的机械加工工艺性差在生产中大多被隐棱半隐燕尾榫取代 燕尾形榫的尺寸参数为T=4.5～6.5毫米A=7° ～1 4°如图2-9U形榫是隐棱燕尾榫的A=0 时的一个特例。榫头的大小、间隔和圆弧的直径应与柄铣刀的直径相符合。 图2-9 燕尾形棒的种类 图2-10 燕尾形榫的尺寸 d.圆榫接合 圆榫接合按功能分为强度型和定位型两类。强度型圆榫接合作用是获得高的接合强度。因此榫与孔的径向配合要求较高，装配时需施胶。定位型圆榫是配合连接件共同完成接合。圆榫的主要作用是实现被接合零件间的定位。 辅助增加接合强度， 装配时不施胶。圆榫应选用密度大。 无节无朽、纹理通直，材质较硬、有韧性的木材制成 如青冈栎、柞木、水曲柳、山毛榉、色木、桦木等。圆榫含水率比家具用材低2％ ～3％ 。以便施胶后，圆榫吸水而润胀。增加接合强度。圆榫制成后用塑料袋密封保存。圆榫的表面形状有光滑、直纹、网纹、螺旋纹等(图2-10)。 图2-11 圆榫的表面形状 较常用的是直纹、螺旋纹圆榫。圆榫直径规格有4、6、8、10、12、14、16mm 七种。其中最常用的规格是6、8、
