燕尾榫加工工藝
榫卯結(jié)構(gòu)是實(shí)木家具中相連接的兩構(gòu)件上采用的一種凹凸處理接合方式。凸出部分叫榫(或榫頭);凹進(jìn)部分叫卯(或榫眼、榫槽)。這種形式在我國傳統(tǒng)家具中達(dá)到很高的技藝水平,同時(shí)也常見于其他木、竹、石制的器物中。 我國家具把各個(gè)部件連接起來的“榫卯”做法,是家具造型的主要結(jié)構(gòu)方式。各種榫卯做法不同,應(yīng)用范圍不同,但它們?cè)诿考揖呱隙季哂行误w構(gòu)造的“關(guān)節(jié)”作用。
隨著現(xiàn)代化程度的迅速提高,榫卯的加工工藝也發(fā)生了巨大的變化,目前很多國家傳統(tǒng)意義的木匠已經(jīng)越來越少,取而代之的是自動(dòng)化或者半自動(dòng)化的木材加工設(shè)備,各種木制品越來越趨向于加工的簡單化。但是水平高的匠人制作出來的木制品其精度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過機(jī)器加工,結(jié)合部位不僅可以保證強(qiáng)度,甚至連水也透不過去。
在諸多的榫卯結(jié)構(gòu)中,燕尾結(jié)構(gòu)是最結(jié)實(shí)也是最引人注目的一種連接木板末端的結(jié)合方式,它用燕尾相錯(cuò)的方式連接兩塊板件,這樣使得板件不管在豎向還是橫向都連接牢固。這個(gè)充滿想象力的結(jié)合方式具有強(qiáng)度極高,外觀美觀,結(jié)構(gòu)精密等特點(diǎn)。燕尾榫的結(jié)合方式在箱柜結(jié)構(gòu)的接合中,特別是抽屜墻板接合中廣泛運(yùn)用。但是由于燕尾榫的形狀特殊,制作起來比較復(fù)雜,尤其是早期需要手工制作燕尾榫,其工序較繁雜;現(xiàn)代加工燕尾榫一般都會(huì)使用專用的燕尾榫加工設(shè)備進(jìn)行加工,其因設(shè)備型號(hào)不同加工方式也有極大的不同,但是總體加工過程相對(duì)手工加工較為簡單。
手工制作燕尾榫
燕尾榫手工制作工序非常復(fù)雜,傳統(tǒng)意義上來說,手工制作的燕尾榫由一系列的頭榫和尾榫構(gòu)成,側(cè)兩端面用半榫,尾榫的大小一般為頭榫的兩倍左右。
要加工燕尾榫首先要選擇兩塊寬度和厚度一致,木板端部規(guī)方的木板,將其向內(nèi)的面打磨平整并且做好標(biāo)記。然后把劃線器調(diào)到木板的厚度,把每塊木板的端部四周都畫上線。如果把劃線器的劃線寬度調(diào)整到比木板厚一些(最多厚0.8毫米左右),做成的燕尾榫的頭榫和尾榫就會(huì)稍微突出木板一些,這樣,膠粘后再打磨會(huì)使家具的榫接邊更美觀。
劃好線以后,在兩塊要榫接到一起兩塊木板中的其中一塊上設(shè)計(jì)頭榫,手工制作的燕尾榫,頭榫寬度通常為尾榫的一半,如果尾榫做的過大,榫接的強(qiáng)度會(huì)變差,因膠粘結(jié)的力度是在頭榫和尾榫之間的延長面上,而不是在后部端面上。尾榫越少,膠粘面積越小,受力面積小。但是如果尾榫做得過小,尾榫根部沒有足夠的木材支撐,榫接的強(qiáng)度將顯著降低。然而,頭榫做的小些則無礙于榫接的強(qiáng)度。
第一個(gè)和最后一個(gè)頭榫被稱為半頭榫,因其只有向內(nèi)的一面有角度,而不是因?yàn)樗鼈儽仨氈荒茏龀扇镜囊话氪笮?。根?jù)板寬可以容納的尾榫數(shù)量,把頭榫所在木板的端部分做等分,例如,三個(gè)尾榫則三等分,四個(gè)尾榫則四等分。這些等分的標(biāo)記就是頭榫的中心線。如果頭榫的窄端要做成12毫米寬,就從等分點(diǎn)向兩側(cè)各量出6毫米,這樣頭榫的布局就產(chǎn)生了(圖1)。檢查等分的精確度后,把斜角規(guī)設(shè)定為1:5的角度進(jìn)行劃線。
按照上述辦法,就可以在頭榫板板端畫出頭榫,頭榫較寬側(cè)朝向木板的內(nèi)側(cè)面。然后,用角尺將板端的線引到木板的兩面。為避免混淆,把頭榫之間的區(qū)域涂黑。然后把木板在木工臺(tái)鉗上夾牢,開始鋸頭榫(要鋸到劃線器劃的線為止)。鋸?fù)旰螅涯景迤椒诺焦ぷ髋_(tái)上,用鑿子鑿去不需要部分(圖2)。完成了底鑿,還需用鑿子清理榫頭之間的角落,如鋸的不直的地方,要用鑿子稍微修正一下。
做完頭榫可以劃尾榫了,把頭榫木板垂直對(duì)齊尾榫木板端部,之后用劃線刀或錐子沿頭榫邊緣劃線,劃線時(shí)要保證木板不動(dòng),直到劃完全部的線(圖3),如果有必要的話,可以用夾具固定木板。
頭榫的輪廓?jiǎng)澋轿查景迳虾?,用角尺將劃線過到尾榫板的橫截面上。把應(yīng)剔除的部分涂黑(與做頭榫時(shí)的相關(guān)做法相同),鋸割時(shí)要盡可能精確,并從劃線的廢料一側(cè)下鋸,鋸半線,留半線(圖4)。尾榫中間劃線部分用鑿子刻一道細(xì)溝,并用底鑿使尾榫中間下凹。最后,用鑿子清理中間剔除部分并清角,這樣,燕尾榫就加工好了,過程比較繁雜,加工效率低。
便捷式燕尾榫機(jī)加工燕尾榫
手工制作燕尾榫是對(duì)木工師傅技術(shù)和耐心的一種考驗(yàn),但是如果要制作大量的抽屜時(shí),為了提高效率,就需要用電木銑(配合燕尾榫刀)+燕尾榫模板的組合(圖5),可以又快又好的完成任務(wù)。這一組燕尾榫加工專用工具,是一款?yuàn)A具與模具的組合,運(yùn)用高速手提鏤銑機(jī)與燕尾榫專用工具的結(jié)合,可以同時(shí)完成燕尾榫的公榫與母榫的加工。如果掌握好高速鏤銑機(jī)的切削用量,可以達(dá)到理想的加工精度與表面光潔度。此款專用工具適用于各種實(shí)木板與人造板的開榫加工,結(jié)構(gòu)簡單,方便實(shí)用,操作簡便,維修方便,加工效率高,可以連續(xù)開榫作業(yè)。
具體的操作過程通俗易懂,在加工前要選擇合適的鏤銑刀,根據(jù)板件的厚度與榫頭的長度調(diào)節(jié)機(jī)器,然后將板件夾在架子上(為了避免蹦邊先用銑刀從右往左輕輕的刮一下板邊)(圖6),按照?qǐng)D7 的方式從左往右,用軸套靠著齒板進(jìn)出來銑出榫槽和榫齒即可。由于它操作簡單,特別適合小型企業(yè)和少量應(yīng)用燕尾榫的地方使用。
全自動(dòng)數(shù)控加工燕尾榫
對(duì)于需要大批量加工燕尾榫的企業(yè)等,便捷式燕尾榫機(jī)無法滿足其生產(chǎn)需求,因此又產(chǎn)生了全自動(dòng)數(shù)控燕尾榫加工機(jī)。這種加工方式更加簡便高效,而且可以加工四方框、六邊形、八邊形等多種形式的燕尾榫。機(jī)器可以通過觸摸屏設(shè)置鉆銑孔個(gè)數(shù),鉆銑孔位置,plc控制全自動(dòng)運(yùn)行模式,啟動(dòng)只需要腳輕輕的踩踏腳踏開關(guān)即可完成。使用起來安全穩(wěn)定,方便快速。目前市場(chǎng)上有各種型號(hào)的全自動(dòng)數(shù)控燕尾榫加工機(jī),可以滿足各種規(guī)模的企業(yè)的加工需求。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的手工燕尾榫的加工方式逐漸被廣泛的機(jī)械加工所取代。不可否認(rèn)的是,采用機(jī)械加工燕尾榫具有極大的優(yōu)點(diǎn),如可以大大加快切割速度,從而提高生產(chǎn)效率等。但是機(jī)械加工還是有很多不足之處,因?yàn)榍懈钜徊降轿?,使頭榫和尾榫的尺寸相同、沒有明顯區(qū)別,這樣就木板結(jié)合處看起來就很容易讓人混淆,讓人分不出哪邊是頭榫,哪邊是尾榫。機(jī)械加工的燕尾榫也受尺寸限制,因?yàn)橥ǔV挥泄潭ǔ叽绲难辔驳额^可供選擇。并且,當(dāng)用機(jī)械切割半隱燕尾榫時(shí),無法保證一排尾榫榫邊上的頭榫恰好是完整的一個(gè)頭榫。而木工師傅用手工制作的燕尾榫則不會(huì)有這些缺陷。木工師傅可以按照自己要制作的家具來設(shè)計(jì)燕尾榫的形狀、尺寸、樣式,如半隱藏式、隱藏式榫、斜接式榫等,簡單或復(fù)雜角度的燕尾榫都可以制作,自由發(fā)揮空間比較大。
總的來說,如果制作的時(shí)間比較緊,機(jī)械加工的這些不足之處也許不足掛齒,但這些缺陷確實(shí)會(huì)影響到家具制成品的質(zhì)量。 那么我們可以采取機(jī)械加工與手工加工相結(jié)合的方式使制作出來的產(chǎn)品更加完美。
機(jī)械加工出來的燕尾榫由于經(jīng)過機(jī)械高速旋轉(zhuǎn)切削,刀具刃口與堅(jiān)硬的木質(zhì)纖維硬碰硬,于瞬間產(chǎn)生高溫和高壓,經(jīng)過擠壓,木材管脈被封閉,使其表面變得十分光滑。榫卯結(jié)合時(shí),由于其過于光滑的表面使得榫卯結(jié)合的摩擦阻力大大減少,用于黏合的膠僅僅形成一層薄薄的膠膜,黏合力大大降低,造成榫卯結(jié)合的牢固度并不高,而使家具整體易于過早地松散開來。我們可以在機(jī)械加工完成后榫卯結(jié)構(gòu)安裝前,用腕子鋸(一種小型手鋸) 將所有榫卯結(jié)構(gòu)部位都再拉一遍,肩口處鋸痕犬齒交錯(cuò),使相結(jié)合的兩部分接觸表面的木纖維呈絨毛狀,既有剛性又有韌性的木纖維立體相交,增加了接觸面積,使其結(jié)合時(shí)肩口嚴(yán)密牢固。這樣處理過后的牢固程度是單單經(jīng)過機(jī)械加工的牢固程度的三倍。
這樣,將機(jī)械加工與手工加工技藝相結(jié)合,既提高了生產(chǎn)效率,又滿足了產(chǎn)品的質(zhì)量要求,使榫卯結(jié)構(gòu)達(dá)到了完美。
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