木家具工藝及結構形式一、木材的選配1.選料木制品按其部位可分為外表用料、內部用料以及暗用料三種。外表用料露在外面，需要涂飾，如寫字臺的面、櫥柜的可視部分等；內部用料指用在制品內部，不需要涂飾或不需要完全涂飾的零件，如內檔、底版等；暗用料指在正常使用情況下看不到的零部件，如抽屜導軌、包鑲板、內襯條等。等級不同和用途不同的制品，其技術要求也不同。制品上不同部位的零件，對材料的要求也不完全相同。根據制品的質量要求，合理地確定各零部件所用材料的樹種、紋理、規格及含水率的過程，稱為選料。選料時，首先要考慮家具的結構牢固、外表美觀，把材質堅硬、光澤好、紋理美觀、涂飾性能好的材料用作家具的外表用料，把質地較次、材色和紋理不明顯的材料用作內部用料或暗料，把握優材不劣用、大材不小用、長材不短用，有缺陷的木材搭配使用，做到材盡其用。這就是選材配料的原則。同時還應該注意以下幾點：一是在滿足設計要求的情況下，材料搭配合理，避免浪費。選材除了首先考慮木材質量外，還要考慮產地、成本、運輸等一系列因素，選那些材質好、出材率高、成本偏低的材料。二是配料選材必須考慮木材的干燥程度，所選木材的含水率必須低于國家標準。三是選材要考慮產品的零部件受力情況和產品的精度要求，注意對有缺陷材料的選配和使用。成品零部件的木材材質缺陷使用，必須低于國家規定的允許范圍。四是如果家具要上透明漆，則對外表面用材的木材紋理、材色統一要求嚴格。其他部位用材次之；若不是上透明漆，用料可適當放寬要求，但材質、強度必須達到要求，缺陷也不能超過規定標準。五是成套家具中每件家具的表面用料質地必須相近、木紋色澤相似、協調統一，膠拼的構件上材質的軟硬度不得混用。2.配料方法木材制品的規格和品種很多，配料是按產品的要求，將各種不同的樹種，不同規格的木材，鋸截成符合產品規格的毛料，即基本構件.根據加工工藝不同，配料方法也多種多樣，歸納起來，主要有粗鋸配料法，劃線配料法，刨光配料法，單一配料法和綜合配料法.粗鋸配料首先將準備好的板材進行粗鋸，板材中的色澤、紋理和缺陷都明顯地顯露出來，以便按特點選材配料，根據板材的長度、寬度、厚度等尺寸特點，進行大、小構件合理搭配，色澤合理搭配，優劣合理搭配，提高木材利用率。劃線配料法是根據木構件的毛料規格尺寸，形狀和質量要求，在木板上套截劃線，然后照線鋸割?此法尤其適用于彎曲部件和異形部件.劃線配料又分平行劃線法和交叉劃線法.具體如下圖所示：平行畫線法交叉畫線法刨光配料法是將大板先經刨床單面或雙面粗刨加工，然后再進行選料的方法.經過粗刨后的板材，紋理、材色以及缺陷明顯暴露在表面，配料時可以按實際情況，合理配料.對于節子，變色、裂紋，腐朽等缺陷，可以根據用材標準，配料時剔除或保留，可以有效地提高產品質量.單一配料法.對大批的構件配料，可將制材時已加工成規格料的板方材，按構件所需長度進行橫截，工序簡單，生產效率高，是批量配料常用的一種方法.綜合配料法是相對單一配料法而言，即一批制品的多種構件，只要斷面尺寸相同，或構件的寬度和厚度只要有一個尺寸相同，不論其長短有多少，均可混合配料，能充分做到長材不短用，大材不小用，提高木材利用率.綜合配料由于構件規格復雜，操作技術要求高，因此要經常總結經驗，提高操作技術水平.配料下鋸法配料方案確定以后，鋸割的方法可以分為先截斷后縱解和先縱解后截斷兩種方法。先截斷可以先去掉木材的缺陷部位，截為短板方便搬運和擺放，注意長短搭配截料，充分利用長度，做到長材不短用。先縱解適合配置統一寬度或厚度的批量毛料，這樣出材率高。這兩種方法要根據實際、零件形狀尺寸、車間環境來確定。總之，下鋸法的選擇，要充分利用木材并能提高生產效率。具體鋸解方法如圖：先截斷后縱解先縱解后截斷、加工余量和毛料出材率將毛料加工成圖紙要求的零件所切去的部分叫加工余量，也就是說加工余量是毛料與零件的尺寸差。加工余量的大小直接影響到木材的使用率和生產效率。余量過小有時達不到質量要求，余量過大木材利用率低而且增加了加工工時，合理確定加工余量非常重要。1.加工余量將毛料經刨或鋸加工成符合設計要求的尺寸的零件，所刨削或鋸切掉的部分，稱為加工余量.也就是毛料尺寸與零件尺寸之差.在家具生產行業中，一般所采用的加工余量為經驗值。具體尺寸標準的計算方法就是：A=A1+A2+A1?+京+A0式中：△ 是總加工余量△1是基準面的第一次加工余量△2是基準面相對面的第一次加工余量△1’是基準面的第二次加工余量△2’是基準面相對邊第二次的加工余量△0是修正余量當不需要進行部件加工時，公式為：△=△1+^2+△O即基準面、向對面和最后精加工的修整量之和。零件加工基準面及相對面2消除其他余量誤差。在每道工序中都要清楚幾方面的誤差，以獲得平整、光滑的表面（1） 消除毛料形狀誤差。由于鋸割中鋸彎曲、木材殘余含水量及木材干燥過程中內應力產生的微量翹曲變形，這些都能產生一定的誤差。（2） 消除微觀不平度。鋸割過程中鋸齒在鋸割表面留下的鋸痕。（3） 消除尺寸誤差。如果因為配料的原因產生了微小的尺寸偏差，應該從加工基準的相對面中去掉。保證零件的正確尺寸。最后的修正余量取決于加工方法是磨光還是精鋸或刮光，最終必須保證原設計尺寸要求。3影響加工余量的因素。零件裝配成部件后，有的需要在厚度上進行加工，因而在確定加工余量時要把部件的加工余量考慮進去。如圖所示：部件厚度的加工如果部件的周邊需要再加工或銑成線形，設計加工余量時也應考慮進去。如圖部件周邊加工影響加工余量的因素很多，如設備的精度、工藝裝備狀況，操作者對材質的認識及技術水平；木材自身的質量，刀具精度以及在加工過程中的工藝系統剛度等等。要想減少加工余量必須提高設備和工藝裝備系統的精度和剛度等，從而減少加工過程中的尺寸誤差。必須指出，在加工過程中盡量不用含水量高的成材鋸制毛料，如果只能采用含水量高的成材鋸制毛料，毛料必須烘干，配濕的毛料時必須加上收縮余量，增加余量4%以上。4加工余量的確定。加工余量的大小直接影響到加工質量、木材的利用率和工作效率。目前家具行業常采用的經驗值是：當毛料平直度較高時，加工余量可以小一些，反之則大一些。實際上隨著毛料長度的增加，平直度相應降低，所以長料余量大一些，短料余量小一些。參考值如下：長度在500毫米以下的毛料，寬、厚的余量值取3毫米；長度在5001000毫米的毛料，其寬、厚的余量值取34毫米;長度在10001200毫米的毛料，其寬、厚的余量值取5毫米左右；長度在1200毫米以上的毛料，其寬、厚的加工余量值也相應地增加一些。總之，長度越大，寬、厚的加工余量值也越大。長度方向的加工余量一般為5——20毫米。對端頭有榫頭的零件可取510毫米，無榫頭的去10毫米。用于膠拼整板的毛料長度應放出15——20毫米，要根據實際生產情況和材料特點確定。5毛料的出材率毛料出材率是指毛板材積與鋸割成毛料所耗用的成材材積之比。以百分率表示：P=V毛/V成*%式中：P毛料出材率V毛毛材材積（立方米）V成成材材積（立方米）（1）影響毛料出材率的因素影響毛料出材率的因素很多，零件質量要求越高出材率越低，成材的質量越高，出材率自然就越高；若成材質量不高，被截取的缺陷部位越多，出材率自然就越低。配料方法也在一定程度上影響毛料的出材率。這就要看畫線搭配是否合理，是否做到材盡其用。（2）提高毛料出材率的措施提高毛料出材率，充分利用木材資源，對木材不同部位的合理使用，是廠家認真考慮并實施的重要課題。a合理選用木材，在不影響產品質量的前提下，如家具內部用料，可以適當將某些諸如小死節、蟲眼等缺陷木材，通過鑲補的辦法最大程度地加以使用。b在配料上下功夫，如粗鋸后在毛板上精確鋸割毛料，合理控制加工量。還可以把一些小零件，在配料時配成成倍料，小件盡量從大料的下腳料中選取，加強對粘接料的使用。c為了最大限度地利用木材，近年來我國對木材的綜合利用有了很大的發展，刨花板的質量和產量都很大。給家具生產提供了新型材料，這也是合理利用木材的有力途徑，使木材利用率大為提高。6.毛料的加工（1）加工基準面.為了獲得一定的形狀，準確的尺寸和光潔的表面，保證后續工序加工定位，必須對毛料進行基準面的加工.基準面包括平面（大面），側面（基準邊）和端面.對于不同的零件，根據其質量要求的不同，不一定加工三個基準面，有時只需要其中一面或兩面找基準即可.平面和側面的基準面可在平刨床或銑床上加工；端面一般只需要鋸機橫截.具體的操作方法這里就不細說了?（2）加工相對面.相對面加工后即可獲得光潔平整的表面和符合技術要求的形狀及規格尺寸.相對面的加工可在單面壓刨床和銑床上進行.尺寸較小的工件加工相對面，可在銑床上進行，面積較大的工件加工相對面，應在壓刨床上進行.在實際生產中，應根據制品各個零部件的質量要求和使用位置，生產批量的大小等具體情況，合理選擇加工機械和加工方法.一般以平刨床加工基準面和邊，再以單面壓刨床加工相對面和相對邊.此種方法加工出的產品形狀和尺寸準確，表面光潔，但效率較底.三.劃線技法及榫槽加工（一） 劃線根據制品的要求，在已刨削好的木料上劃出榫頭線.劃線前，首先要確定榫頭在工件上的部位，榫頭的大小，是雙榫頭還是單榫頭或是其它形狀的榫頭，然后按照榫結合的具體技術要求，用線勒子靠工件的正面劃榫頭的縱線，再用墨株或角尺劃出榫頭的橫線，劃橫線可以將工件并排一次劃幾根或多根?（二） 開榫在工件的端部加工榫頭的過程叫開榫，開榫可手工開榫和機械開榫.這里就不介紹具體的操作了.（三）榫眼，圓榫孔的加工在木制品的零部件上，根據其相互結合的需要，要在相應的部位上加工各種類型的榫眼，圓孔.常用用的榫眼和圓孔按其形狀可分為方孔（矩形孔），圓孔，方圓孔和沉孔等.木制品的部位鑿眼，手工主要靠鑿子和手鉆；工廠主要用木工鉆床（打眼機）加工?四木制品結構及結合方式（一）木制品結構形式框架式結構框架式結構是中國傳統的家具及木構建筑的結構形式，以榫眼結合形成主受力框架，以裝板為鋪大材，制品穩定性好，經久耐用，制作不但用手工，而且可機械化生產.有的框架帶嵌板或鑲板.在安裝木框的同時或安裝木框后，將人造板或拼板嵌入木框中間，稱為木框嵌板結構；鑲板是在框架安裝好之后，將板材鑲在框架外側或兩側，稱為鑲板?嵌板的方法有兩種：一種是榫槽嵌板，另一種是裁口嵌板?裁口嵌板是在裝板后有帶一定線型的木條釘連接固定，裝配簡單，易于換板，且可取得豐富造型.隼槽嵌板如需換裝板則必須將框架拆散.在裝板時，兩種嵌板方法在隼槽內均不應施膠，比需預留出板的縮脹間隙，以防因裝板縮脹時破壞部位的結構.框架嵌板結構的嵌板槽，距外表面不得小于6mm，槽深不應小于8mm；槽不準開在槽撐的榫頭上，以免破壞結構的牢固性和結合強度.板式結構采用大幅的人造半為主要材料，通過連接件或緊固件結合，形成可拆裝或固定式的制品為板式結構木制品.拆裝式采用五金件連接，如空心螺絲連接，尼龍倒刺與螺釘，偏心見連接等.固定式的連接結構，采用緊固件，圓棒榫或多個直角榫，多個馬牙榫的結合方法，加工簡單，生產方便?目前流行的家具絕大部分采用板式結構.曲木式結構主要部件由經軟化處理彎曲成型的木材或多層膠合板所構成的木制品為曲木式結構.曲木式結構主要用于家具.其工藝簡單，造型美觀，但對材料要求嚴格，成型膠合板可按人體工藝的要求，壓制成具有理想彎曲度的各種椅子.但制作家具必須具備冷壓或熱壓彎曲成型設備，結構部件連接一般采用明螺釘連接.折疊式結構可折動，積疊的結構形式，多用于家具.折疊式家具主要有椅，桌，床等幾種，通過折動，積疊可使家具功能多樣，且節省空間.（二）木料的榫孔結合1.榫的種類（1）榫的結合主要是有榫頭與榫眼結合.結合時榫眼內加敷膠料，以增強牢固程度.一般常用榫頭有直角方榫，燕尾榫和圓棒接榫三種，至于其它類型的榫頭，大多是由這三種榫頭演變而來的.（2） 榫頭與榫眼的配合正確與否，對榫結構的強度有很大關系.通常榫頭厚度應小于榫眼0.2mm，軟木為0.5?1mm,這樣可使結構緊密，增強牢度椎眼深度應比榫頭長2mm左右,敷膠使可使膠料積聚與榫眼內部而利于膠結；同時由于榫頭不受榫眼阻礙，榫肩與表面接觸處平服嚴密，可避免縫隙的產生.（3） 根據榫眼的貫通度可將榫分為明榫和暗榫.明榫榫頭斷面外露，影響美觀;暗榫榫眼只打倒木材的2/3左右，榫頭斷面不外露，較為美觀，且利于膠合.其結構強度不低于明榫.（4） 根據榫，眼所處部位及貫通度可分為開口榫，半開口榫,閉口榫，半閉口榫.直角開口榫由于榫端和一側邊顯露于表面，不甚美觀，適宜做內部襯框;半開口榫也因一側面顯露與表面,大多用于面板掩蓋下的橫檔以及視線所不及的地方；而在出面部分和視線所及的地方，一般多使用閉口榫.此外，介于開口榫和閉口榫之間的所謂半閉口榫，即可防止扭動，又可增強膠合面積和牢度，綜合了開口榫和閉口榫的優點.（5） 榫頭的榫肩鋸割，根據工藝需要可采用單面割肩到四面割肩以及中間割肩等多種形式.直角榫肩與榫頰的角度一般取88度?90度.（6）圓棒榫頭與方材不是一個整體，采用圓棒榫時，配料不考慮榫頭長度.圓棒榫一般用硬木制成，榫頭加工是由車床或專用機床加工成圓棒，然后按所需長度截取，在部件的接合部位鉆孔涂膠，再將榫頭插入.圓棒榫的兩端要倒角，以便于插入；表面最好壓制些溝槽，可存積膠液.2榫結合的技術要求.這里不細說了?（三）釘結合釘結合可采用螺釘，圓釘，竹釘，木釘等.釘結合的結合強度小，且易破壞木材，所以只適于制品內部結合以及外形要求不高的地方.釘子用于刨花板板面時，釘子具有釘著力；釘入刨花板端面時，釘子與刨花平行，釘著力很小，因此刨花板端面不宜采用釘結合方法.1.螺釘結合螺釘也稱木螺絲，在木制品的結合中應用廣泛.當板材拼和或木制品零部件連接時，可用明螺釘結合，比較講究的做法是暗鑼瓜結.此法適于兩面光潔的制品，在兩個拼接的表面，根據螺釘大小，先鑿一個形如乒乓球的小槽，深度適宜，將兩部件的結合面涂膠后拼裝牢固.2.鐵釘結合釘子使用時應根據需要，選擇長度和大小，既把木料釘牢，又不損壞木材.使用方式有明釘，暗釘和扎釘等.3.木釘或竹釘結合木釘或竹釘結合使用于板面加寬拼接及榫接的固定.拼接時，將要拼接的料擺好，劃上記號，然后在側面中點鉆孔，孔徑略小于釘徑，孔深約為釘長的1/2,在兩結合面涂膠拼粘好后，打入釘子；若固定榫頭用，可將釘頭削成圓錐形，長度以掛住榫頭而又不穿通木料為佳，然后在榫頭側面鉆孔，將釘打入即可.板材拼合，箱框結合及板角結合板材拼合實木拼接是將窄板用膠粘劑或以膠粘劑和榫，槽，楔，釘等并用，連接成大幅面板的一種工藝.為減少拼板翹曲變形，每條窄板寬度不宜超過200mm.拼板用材盡量采用同一樹種，或材質相近的木材，含水率在8%?12%.除前面說過的釘結合之外，一般還有以下拼接方法史1)平拼(2)裁口拼⑶齒形拼(4)穿條拼(5)圓榫拼⑹其他方法.如木銷拼,穿帶拼等.箱框結合箱框結合主要指傳統箱柜類及抽屜等的部位結合.其結合形式包括槽榫結合，直角多榫結合，燕尾榫結合，夾角槽條結合等.板角結合板角結合一般指板件之間成直角結合.根據結合方法的不同可分為固定式和拆裝式.其中拆裝式結構因其優點多而成為主要的結合方式.它用連接件連接，結構牢固可靠，裝拆方便并能多次重復拆卸；松動時可直接調整，裝配效率高，無損部件外觀，成本低廉.采用連接件結合能省去榫眼劃線，鑿削等工序，所以裝配極為簡單.其它還有很多連接方式，如螺栓尼龍倒刺，定位對接，十字栓，角鋼等，均可以作為拆裝結構的連接方式，只不過有的不太美觀.五）膠結合膠結合法是單獨用膠結合.因新的膠種不斷出現，所以膠結合方法也越來越多，如短料接長，窄料拼寬，覆面板的膠合，椅子坐板和靠背的彎曲膠合，薄木或塑料貼面與基材的粘貼等.膠結合法能充分利用木材，小材大用，碎材整用，劣材優用，可大大提高木材利用率，提高木制品質量，改善制品外觀.五.木材的彎曲，薄木貼片及邊飾技術（一）木材的彎曲在室內裝修工程或家具制作中，經常會遇到各種曲線型的造型.制造彎曲造型的方式有鋸制加工和彎曲加工兩大類.鋸制加工按劃線或用夾具將板材鋸成所要求的彎曲形狀的毛料，然后用輔刀，粗銼及刮刀等進行較為精細的切削與修正，從而得到優美精巧的彎曲部件.彎曲度大的形狀(如圓環形狀)，中間要拼接，加工復雜，木材消耗大，且大量的木纖維被割斷，因而木材強度降低，故此法只適于非承重部件.若用于承重部件的彎腳制作，則宜采用層壓木料，但如必須用實木制作時，須注意選擇其木材紋理與受力的關系.彎曲加工彎曲加工是將直線型的方材，多層薄木，層壓板等，在彎曲力矩作用下，按一定的曲率半徑和形狀，變成有一定曲度的零件.用這種方法制造曲線造型，不僅可縮小材料斷面尺寸，而且也便于涂飾.根據所彎曲材料的不同可分為實木彎曲和薄木或膠合板彎曲.實木彎曲最常用的方法是蒸汽彎曲.一般木材在正常應力范圍內受力彎曲變形時，外力撤消后，纖維物質的彈性作用瞬即恢復正常狀態.如木材通過蒸汽，沸水浸泡或埋入熱沙中以改變性質，其可壓縮的比率將會大為增加.如及時予以適當處理，使其固定于夾具之中，甚至纖維冷卻及干燥之后即為彎曲成型件.這是木工車間處理小半徑彎曲木材最常用的方法.薄木或膠合板彎曲.薄片條或層壓板彎曲須在膠粘劑和外力共同作用下彎曲成固定形式.層數越多，彎曲所需時間越長，涂膠量也相應增加.（二）薄木貼片薄木貼片的制作工藝，迄今已用4000年以上的歷史.主要原因是：在各類木材當中，有許多貴重的，野生的，畸形的或實質上紋理脆弱根本不可能全面作為固體材料使用，而只能割成零星薄片，通過特殊處理方法，用膠粘合在穩固的底層襯板上，作為不同用途的裝飾材料.1.薄木貼片的特點在現代裝修工程及家具制造業中，對于膠合薄片料的使用和需要已有越來越多的趨勢.其主要特點如下：（1） 具有適應多方面用途的調節方式?（2） 片料制品花樣繁多，有隨意選擇的方便.（3） 尺寸細小的貴重硬木，經過加工后，即成為整體式大面積的材料?（4）可使裝飾屋或制成品增加美觀，達到多姿多彩的效果.為此，變化多端的膠合薄片料在應用上，叫之可提供整體使用的木材更靈活，精巧及美觀，因而其使用也越來越廣泛.用于生產薄木的樹種薄木片是用刨切法或旋切法制成的，花紋美麗，色澤悅目，是一種片狀材料.其天然木紋的真實感是其他飾面材料所不能及的.貼片基本工藝.貼片基本工藝無論是實木板還是人造板都可以作為膠貼的底襯板，但粗紙板不宜使用加熱的動物皮膠，以免表面片屑膨脹或鼓起.襯板事先要進行清理填嵌打磨工作，使得基層面光潔平整，但不可使用油灰之類物質.薄木膠貼的方法可分為手工拼貼和機械貼片?圖案拼配膠合片料的剪切和拼接在作業中也是十分重要的.按形式可分為狹條拼接，交叉拼接，配對拼接，菱形圖案拼貼等.這一類設備基本有手控切剪機及自動拼接機等.（三）板材邊飾處理板式部件尤其是人造板的平面飾面后，側邊還露有各種材料的交接縫，不僅影響制品外觀，而且在使用中容易碰壞邊角部位，致使飾面起層或剝落，甚而可導致板件破壞.因此，邊部處理工藝是不可少的重要工序.側邊處理方法有涂飾法，封邊法，包邊法和鑲邊法等.涂飾法在部件側邊用涂料涂飾，封閉，即先用膩子填平，再涂底漆和面漆.涂料的種類和顏色要根據部件的平面飾材選定.封邊法封邊法是用單板條，浸漬紙層壓條，塑料薄膜將部件側邊封貼起來，也可用薄板條封貼.封邊工藝有手工操作和機械封貼.膠粘劑由骨膠，皮