家具结构设计

一谈到家具设计，年轻的设计师们很自然的就想到了家具的造型、构图、创新，而忽视家具的材料与结构以及生产工艺。其实不然，家具结构设计在家具设计中占有相当重要的地位。家具形态与结构的关系就如人的相貌与五官的关系。相貌就如家具的形，而五官则好比是产品结构。如果五官的位置不当，不仅形无法支撑，貌也将荡然无存。因而家具结构设计是家具设计中至关重要的内容。

结构是指产品或物体各元素之间的构成方式与接合方式。结构设计就是在制作产品前，预先规划、确定或选择连接方式、构成形式，并用适当的方式表达出来的全过程。家具产品通常都是由若干个零、部件按照功能与构图要求，通过一定的接合方式，组装构成的。家具产品的接合方式多种多样，且各有优势和缺陷。零部件接合方式的合理与否，将直接影响到产品的强度、稳定性，实现产品的难易程度（加工工艺），以及产品的外在形式（造型）。产品的零部件需要用原材料制作，而材料的差异将导致连接方式的不同。家具是一种实用产品，在使用过程中必须要有一定的稳定性。由于使用者的爱好不同，家具产品具有各种不同的风格类型。不同类型的产品有不同的连接、构成方式。相同的产品，也可采用不同的连接方式。家具不仅是一种产品，也是一种商品。在生产制造、运输、销售过程中，也要考虑到经济成本。因此家具结构设计应遵循如下基本原则。

1 家具结构设计的原则

1.1材料性原则

结构设计离不开材料的性能，对材料性能的理解是家具结构设计所必备的基础。材料不同，其材料的构成元素、组织结构也不相同，材料的物理、力学性能和加工性能就会有很大的差异，零件之间的接合方式也就表现出各自的特征。实木家具的构成形式为框架结构、榫卯接合，其合理性在框架可以由线型构件构成。这是由于木材的干缩湿胀特性使得实木板状构件难以驾驭的缘故。至于榫卯接合方式也是由于木材的组织构造和粘弹性性能所提供的条件。人造板尽管克服了木材各向异性的缺陷，但由于在制造过程中（尤其是纤维板、刨花板），木材的自然结构已被破坏，许多力学性能指标（抗弯强度最为明显）大为降低，因而榫卯结构对人造板来说无法使用。但人造板幅面尺寸稳定的优点为板式家具的连接开辟了新的途径，采用圆孔连接方式是板式家具连接的最佳方法。所以现代家具的结构，木家具以榫卯接合为主，板式家具则以连接件接合为主，金属家具以焊接、铆接为主，竹藤家具以纺织、捆绑为主，塑料家具以浇铸、铆接为主，玻璃家具以浇铸、铆接为主，玻璃家俱以铰接为主。根据家具材料，选择、确定接合方式，是结构设计的有效途径。

1. 2稳定性原则

家具结构设计的主要任务是保证产品在使用过程中牢固稳

定。家具的属性之一是使用功能。各种类型的产品在使用过程中，都会受到外力的作用。如果产品不能克服外力的干扰保持其稳定性，就会丧失其基本功能。家具结构设计的主要任务就是要根据产品的受力特征，运用力学原理，合理构建产品的支撑体系，保证产品的正常使用。

1.3工艺性原则

加工设备、加工方法是家具产品的技术保障。零部件的生产不仅是形的加工，更重要的是接口的加工。接口加工的精度、经济性直接决定了产品的质量和戚本。因此，在进行产品的结构设计时，应根据产品的风格、档次和企业的生产条件合理确定接合方式。例如木质家具在工业革命以前，只能采用榫接合；自从蒸汽技术运用于家具生产后，零部件可以一次成型。不仅简化了接合方式，而且使产品的造型流畅、简约。板式家具，由于设备的加工精度高，因而可以采用拆装结构。且圆孔加工是用钻头间距为32mm的排钻加工的，所以板式家具的接口能应用32mm系统的标准接口。

1.4装饰性原则

家具不仅是一种简单的功能性物质产品，而且是一种广为普及的大众艺术品。家具的装饰性不只是由产品的外部形态表现，更主要的是由其内部结构所决定。因为家具产品的形态（风格）是由产品的结构和接合方式所赋予的。如，榫卯接合的框式家具充分体现了线的装饰艺术；五金连接件接

合的板式家具，则在面、体之间变化。再者，连接方式的接口（各种榫、五金连接件等），本身就是一种装饰件。藏式接口（包括暗铰链、暗榫）外表不可见，使产品更加简洁；接口外露（合页、玻璃门铰、脚轮等连接件、明榫），不仅具有相应的功能，而且可以起到点缀的作用，尤其是明榫能使产品具有自然天成的乡村田野风格。

2 实木家具结构

实木家具又称框式家具，它是以榫接合的框架为承重构件，板件附设于框架之上的木家具。在实木家具中，方料框架为主体构件，板件只起围合空间或分隔空间的作用。传统实木家具为整体式（不可拆）结构；现代实木家具既有整体式，又有拆装式结构。整体式实木家具以榫接合为主，拆装式实木家具则以连接件接合为主。榫接合是通过榫头压入榫眼或榫槽的接合方式。这里只介绍榫卯结构，连接件结构将在板式家具中讲解。

2.1榫接合类型

榫接合有多种类型，分类方式不同，其表现形式也不相同。

2.1.1按榫头的形状分：直角榫、燕尾榫、椭圆榫、圆榫，如图1所示。

2.1.2按榫头的数目分：单榫、双榫、多榫，如图2所示。

2.1.3按榫头与方料的关系分：整体榫、插入榫。整体榫是直接在方材零件上加工而成的，如图1中的1、2、3；而插入榫与零件是分离的，常用的插入榫为圆榫。圆榫的形状如图3所示。

2.1.4按榫头与榫眼、榫槽接合形式分：开口榫、半开口榫、闭口榫；明榫、暗榫。如图4所示。

2.2榫接合技术要求

2.2.1方榫接合的技术要求

为了使榫接合紧密牢固，同时又使得加工、装配方便，方榫接合的榫头长度和榫长度均应与木材纤维方向一致。榫、眼之间的配合则应是：榫头宽度与榫眼长度为过盈配合，即榫头宽度比榫眼长度大0.5－1mm；榫头厚度与榫眼宽度为间隙配合，间隙量为0.1－0.2mm；榫头长度与榫眼深度为过度配合，其公差为±3mm（明榫为正，暗榫为负）。榫头厚度（或宽度）通常为方材厚度（宽度）的1/3－2/5。当榫头厚度（宽度）大于40mm时应改为双榫。由于榫接合采用基孔制原则，在确定榫头厚度时应将其计算值调整与方套钻规格相符的尺寸。如6，8，9.5，12，13，15等几种规格。

2.2.2圆榫接合技术要求

圆榫是现在较常见的插入榫，主要用于板式家具部件之间的接合与定位，也可用于实木框架的接合。作为独立榫，用于制作圆榫的材质应选用密度大、无节无朽、纹理通直，