泡桐材是我国轻软木材中材质较优的木材,其视觉特性显示出的明暗、色彩、形状、质感及纵深立体感。基于泡桐材色、纹理、光泽、反射性及节疤等特点可将家具设计融入包括视觉、听觉、触觉、嗅觉等更丰富的感觉系统。泡桐木家具结构分析结构是指产品或物体各元素之间的构成方式与接合方式，包括零部件的结构以及整体的装配结构。
一.泡桐木家具结构设计
家具结构是直接为家具功能服务的,但其本身在一定的材料和技术条件下,以及在牢固而耐久的要求也有着自己不同的结构方式。合理的家具结构可以增强制品的强度,节省原材料,提高工艺性。同时,不同的结构由于其本身所具有的技术特征,常常可以得到或加强家具造型的艺术性。因此结构设计除了满足家具的基本功能要求外,还必须寻求一种简洁、牢固而经济的构筑方式。
现代木制品结构大都为以榫接合为主要特征的框式结构和以板件通过连接件接合为主的板式结构两种结构形式。目前,泡桐木制品市场主要依靠出口,并以来样加工为主要形式,而需求国的家具形式多为箱体式结构或框架式结构,因此零部件制造多采用传统的榫胶结合方式、板式零部件或框架接合的形式,如木框嵌板和木框镶板结构,而部件之间的连接结构则为框式或板式。
1.榫接合
榫结合是由榫头和榫眼或榫槽组成,将榫头插入榫眼(或榫槽)内,把两个零部件结合起来的一种方法。榫结合时榫头和榫眼都要涂胶,以保证有足够的结合强度。榫结合持续了几千年至今仍占很重要的地位,传统的实木家具生产多采用榫结合。一般来说,榫在接触的表面会产生摩擦力和压力,而在结构上又有重力在起作用。所以要达到的一个主要目标就是使两个或两个联系的结构在上下前后和左右都不能随意松动。有些结构通过重力起作用,有些则通过摩擦力起作用。但总的来说就是保证有足够的接触面。传统的榫接结构的特点在于将个部件所结合的复杂的力学系统的实现,通过力的传递和重力的作用将一些可移动的部件结构变成为不可移动或固定的结构。在装完之后,由于重力和摩擦力的作用越来越结实。
榫卯结构在日常生活中随处可见,如在一些玩具中使用的六轴孔明锁(见图1)结构,通过互相咬合的缺口来达到相互牵制的目的,一旦安装完成,则此结构为永久牢固性结构。传统的智慧在这里一览无余,中国人对木材的应用己经达到较高的境界,而对于后人的启发也是相当有指导意义的。在现在加工和材料方面都己有长足进步的同时,如何利用结构来实现高效率的家具设计和生产是一个很有意义的话题。
图1六轴孔明锁
传统实木家具的原材料是实木,而现代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、胶合木等材料都可以用与实木相同(或极为相近)的连接方法和加工方法制造家具。现代实木家具既有框架式结构,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,拆装式实木家具则采用连接件接合,或是榫接合与连接件接合并用。泡桐木家具亦是如此，我国泡桐木家具在设计、制造过程中仍然延续传统的榫胶结合方式为主，造型多采用装配后榫头端头不可见的暗禅接合。这种榫接合榫头的长度较明榫接合短,接合断面较小的榫眼零件时可能会影响接合强度,但因榫头端头不外露,不会影响表面装饰效果。泡桐家具传统结合方式主要有以下几种：
（1）榫头连接把一块板修剪成舌状榫头与另一块板的纵向表面进行配合。常用于书桌以及其他外露框架家具腿的组装。榫头既能穿过另一块板,也能终止在另一块板的中间,这种结构形式称“开口榫”和“闭口榫”。也可设计成平榫连接、插肩榫连接、裂口楔钉禅连接等。
（2）侧边连接把两块板边对边接合在一起,常用胶水和凹槽来连接搁架嵌板的侧面，包括平接,搭接,舌榫连接,以及花键连接。
（3）碰接常用于把物体边缘固定到块状木料,以及用于连接架子和搁板。
（4）端接用一块横档连在板的端部,以防止面板的开裂和弯曲。常用于橱柜、门、盒盖、书桌面等。常见的有端部斜接和端部花键连接。
（5）槽接垂直连接两块板,一块板的末端插入另一块板表面的凹槽,可与碰接归为一类，典型的有平槽接、半搭槽接和楔形榫槽接。
（6）搭接包括平搭接和斜搭接,两块板以垂直的角度在纵向表面进行互锁(见图2)。搭接的接合处断面重合良好,因此,主要用于隐藏壁板转角的结构以及连接两块方形部件,不让其端面暴露。在标准斜接中,面板一般切成45°角,或在六角形或八角形接合中,两块板都大于45角。每个有角度的配件都能作为平斜接而被设计采用。
图2褡裢
在现代泡桐木家具中,榫接合都使用胶粘剂,榫接合的强度是由胶粘剂的胶合力、樟头与榫眼间过盈配合产生的机械力两部分合成的,虽然用的是无甲醛的粘合剂
2.钉接合
钉结合是各种结合接口中最简便,操作最方便的结合方法，是借助与钉与木质材料之间的摩擦力将被结合材料连接起来的一种方法。通常与胶粘剂配合使用,有时只起辅助作用。钉子的种类很多,主要有金属、竹制、木制等,但后者强度小,只适用木制品内部的接合处以及外型要求不高的地方。钉接合是不可多次拆装的，钉接合的握钉力与基材的种类、密度、含水率,以及钉子的直径、长度和钉入深度与方向有关。圆钉应在持钉件的横纹理方向进钉,纵向握钉强度接合低,应避免采用，泡桐家具极少部分零部件采用此种连接方式。
3.木螺钉接合
木螺钉也称木螺丝,是一种金属制的简单的连接构件，这种接合不能多次拆装,否则会影响制品的强度。木螺钉接合比较广泛的使用在家具的桌面板、椅座板、柜面、柜顶板、脚架、塞角、抽屉滑道等零部件的固定,拆装式家具的背板固定也可用螺钉接合,拉手、门锁、碰珠以及金属连接件的安装也可使用。木螺钉结合的优点是操作简单、经济且易获得不同规格的标准螺钉。
4.连接件接合
连接件种类很多（见图3），应用范围也较广,特别是近年来各种新型连接件的不断出现,带来了家具结构的一次深刻变革,拆装家具和待装家具也因此有了喜人发展。采用拆装连接件设计生产的家具,工艺简单,拆装方便,完全可以实现先油漆后组装的生产工艺过程。与传统的家具生产方式相比,拆装结构家具和待装家具便于实现机械化、自动化生产,零部件更易实现标准化、系列化和通用化。这也给产品的包装、运输、储存带来了巨大方便。常用的连接件主要有：偏心连接件、塞孔螺母连接件、空心木螺钉连接件、圆柱螺母连接件、直角式倒刺螺母连接件、倒刺固定螺钉连接、膨胀销偏心连接件、搭扣式偏心连接件、倒钩式偏心连接件等。其中,金属偏心连接件(由倒刺螺母、连接杆、偏心轮组成（俗称“二件式”），在板式家具中应用最为广泛,因为它具有结合强度高、不影响产品美观、拆装方便、孔位便于机械化加工的优点。在泡桐家具中,己经有部分零部件采用此种连接方式,但由于泡桐材质松软,连接强度不高,连接过后也不易多次拆装。
图3各种连接件接合
5.胶接合
胶结合是指零部件之间，借助胶层对其的相互作用而产生的胶着力，使两零部件结合起来的一种方法。在家具生产中,胶结合一般指单独用胶结合零部件的方法,在目前出口的泡桐家具中，此种连接方法较为常见,常用于箱体结构或框架结构的搭口接触处。另外,随着集成材制品的发展,采用指接集成或包覆的结构以及合适的加工制造零部件也应运而生,而且这类零部件的综合性能还优于普通框架接合的零部件,这也是泡桐木制品实现纯板式结构的有效技术路线。
二．泡桐木家具加工工艺
1.原材料的制备
(1)原材料的选择。在实际生产过程中,每种产品对泡桐木原料的材质要求各不相同,选择原材料需按照具体要求进行。一般不允许有影响木材强度的缺陷,如腐朽和比较严重的色变、直径超过30mm的活节，己开裂的板材均不可使用,直径不超过30mm。且生长牢固、不影响木材强度的死节(黑节)可以出现在不可见面或半可见面,小范围的挖补可以出现在不可见面。
(2)材料干燥。泡桐木种类虽然很多,但干燥特性非常相近。泡桐材容易干燥,无论是天然干燥或高温室干,通常都不会产生翘裂等干燥缺陷。曾用泡桐材与美洲木材进行室干实验,结果泡桐材干燥既快,未出现翘裂缺陷；2.5厘米厚的泡桐木板在室内常温状态下,25天内可干至含水率10%。由于空气流通时气干快,所以不用人工干燥,从而可以减少耗费。
(3)干燥过程中应注意的问题。干燥过程中窑内的温湿度和干燥基准确定的数值相比较,不可有较大的变动,特别是在木材含水率较高的干燥初期阶段。如果此时操作不当,温度过高,很容易产生杨木皱缩的缺陷。
(4)最终含水率的确定。泡桐木板材干燥的终含水率应是8%-10%。只有当家具的含水率和使用环境的温湿度条件相适应,家具在使用过程中才不会变形,而与适合人居住的室内温、湿度条件相对应的木材含水率也是8%-10%。
(5)干燥应力的消除。经过高温干燥的杨木板材,即使采用正确的干燥基准和操作方法,出窑后或多或少还会存在一定的干燥应力,如果直接进行下一步的加工,必将造成部件以至最终产品的变形。因此需要在平衡室经过一段时间的平衡,使木材内残存的干燥应力降低,同时木材厚度上的含水率梯度也会得到很好的改进。
2.家具生产工艺
(1)拼板工艺。干燥后的毛料将进入车间经过刨、锯、挑选、开摔、指接、涂胶、压合接长、拼板接宽等工序,根据部件的尺寸和形状,加工成指接材、拼板材,供以后的部件制作使用。加工拼板材的小木条含水率要求为8%-10%,过高、过低或木条之间含水率差异过大都是造成部件产开胶、开裂、翘曲、变形等缺陷的原因。所以在加工之前,应对要加工的原材料进行含水率检验,满足要求的材料方可进入加工工序。由于泡桐木材质软、纤维韧性强,在刨光和铣指接齿的过程中,如果所用的刀具不够锋利,切削面上往往会出现起毛现象,使整个加工面不光滑。因此加工时要保持刀锋的锋利并尽量减少逆切削木材。泡桐木的横向抗拉力也较差,若指接时纵向压力过大会造成指榫根部开裂。生产中应根据所用胶粘剂的工艺技术要求和指接木条的尺寸规格,确定合理的指接压力大小。胶粘剂的质量和性能对家具部件的
胶合质量和环保性能有重要影响,应根据泡桐木家具的特点和性能要求有所选择的使用胶粘剂。对强度和防水性有一定要求的家具和部件,选择胶粘剂时更应考虑是否能满足性能的要求。
(2)部件加工工艺。拼板后的桐木毛坯部件经过挑选、锯切、砂光、修补、铣型、钻孔、油漆等工艺过程,加工成可以组装的家具部件。由于各种原因,拼板后的毛坯部件总是存在着一定的缺陷,所以加工前应进一步加以挑选并用腻子修补。一是把不合格且不可修补的毛坯部件挑出,以免进入下一道工序造成更大的浪费；二是把可修补的毛坯部件挑选出来进行修补,确保进入下一道工序的部件都是合格品。
(3)油漆涂饰。常用的家具涂饰油漆分为清漆和色漆。经常使用的是一种半遮盖、半透明的灰色漆,透过油漆面能看到泡桐木的纹理,但整个油漆面的颜色是一致的。这样既能让顾客看到实木的木纹纹理,同时又消除了木材的色差,使颜色统一。
泡桐木家具的材质纹理是非常好的，泡桐木在做成家具的同时是很容易易加工的，泡桐木的纹理鲜明美观，不易翘裂变形，不易燃烧，绝缘的导音性能好，还具有隔潮、耐腐、易干燥等优点。
（4）根据涂饰方法分为喷涂和辊涂，工艺过程大致如下：
①部件砂光~底漆一砂光一面漆,称作“一底一面”。
②部件砂光一底漆一底漆一砂光~面漆,称作“两底一面”。
（5）家具部件的砂光。部件在修补后经定厚砂光,使整个部件的厚度统一。此时要调整好砂光机定厚辊，避免出现砂光波浪纹，这种加工缺陷在涂饰油漆后会更加明显，进而影响整个家具的视觉效果。泡桐木材质较软，粗砂时会起毛，所以砂纸号不可以跳跃太大,否则会造成板面的厚度不均匀、板面光洁度不好,从而影响漆面的性能。
砂光后到油漆涂饰前的时间间隔应尽量短，如果存放时间过长，受外界环境温湿度变化的影响，板件会由于吸潮而光洁度不好,进而影响涂饰后的漆面性能。存放时间过长,板件还会因外界的温湿度变化而翘曲变形,而对于辊涂二艺来说,哪怕是轻微的变形也会造成漆面厚薄不均。
(6)表面涂饰的工艺环境。表面涂饰应根据涂料提供的生产工艺标准。油漆涂饰区域应通风换气以保证空气的流动,及时排出大量挥发的溶剂,并保持空气清洁,无灰尘。
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