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木工常见的连接方式

 昵称27427779 2015-11-23

两块平板直角相接,为防止受拉力时脱开,榫头做成梯台形。故名燕尾榫

鲁班爷就萌发了用燕尾相错的方式连结两个鱼头部的想法,这样在竖的方向上连接牢固有力,并且不是更能抗横击之力吗?就这样,鲁班爷将这一木作结构方式命名为燕尾结构 渐渐地这个充满想象力的燕尾结构流传开来,被天下的木匠广泛使用。无论是大木作的房屋木架上的升斗结构,还是小木作家具中的挂销串销,还有抽屉箱柜的明扣暗扣,都使用燕尾结构的原理。

到了明清,燕尾这个异形结构之母,在家具中更是不可缺少的榫卯连接法。带托泥的家具,现如今大多是凿眼或栽木销使腿与托泥相连。而在宫廷造办处和明式家具的精品上,它的结构却是由托泥的两条边各出一半燕尾,腿子的下端出梯形榫,这样腿子与托泥组装在一起形成合拍燕尾榫卯。这种结构的好处是只要托泥不散架,腿子永远不会与托泥分离。

那么,我们在修复古旧家具中为什么不充分发挥这一原理呢?如:接榫要生根,即在不同的方位采用不同方向的燕尾方法。这样的修复增强了接榫的力度,并可巧妙地应用部件完好的部位,减少外露部分,可以保持老包浆。

还有明清家具中的劈料做法,宫廷制作中大都是一根料做成的。而现如今,在木材更加珍贵的情况下,大部分厂家都是采用两根料相拼而成,中间只是加一道木销相连接,甚至有的厂家连木销都没有,只用粘合剂拼合。随着时间的推移,气温、湿度的反复变化,如果两根木料纹理走相不同就势必要开裂。如果我们用燕尾的方法将其拼接在一起就要牢靠得多。

燕尾,这一相传由鲁班爷发明的万榫之母,我们再阔展思维,它不仅仅可用在建筑上、家具上,而且在儿童玩具上、家庭装修上……难道不是处处都可以发挥它构造和谐的万妙之用吗?



榫卯结构在中国的运用具有悠久的历史,特别是燕尾榫。无论是挂肖还是串肖;无论是箱柜抽屉还是升斗结构;无论是明扣还是暗扣都无一例外地充分利用了这一原理。


在修复古旧家具时,我们也应该以精湛的传统手工艺为主,充分发挥它的作用。比如,接榫要生根,即在不同的方位采用不同方向的燕尾方法。这样的修复增强了接榫的力度,并巧妙地应用好部件的部位,以减少外露部分,以保持老包浆。

榫卯结构是中国古典家具的灵魂,榫卯做的牢固,家具就结实耐用,榫卯做的松动,家具就容易损坏,所以说榫卯结构的好坏直接决定了家具的使用寿命。


榫卯的种类非常多,家具的不同部位需要用不同的榫卯来连接,在众多榫卯之中,燕尾榫连接非常牢固,也最能体现家具的工艺水平,在明清时期,燕尾结构就被匠人充分发挥。比如大木工的房屋木架上、升斗结构等等。那么,燕尾结构到底是怎样由来的呢?

燕尾榫的由来历史非常久远,在很久很久以前,鲁班爷接受了一项关于建立一所风水亭的任务。鲁班爷当时想:“现今已经建造了这么多亭子,我应该建一座别有风格的!”


三个时辰过去了,还没有想出更好的建筑方式,却已至晌午了,鲁班爷的妻子就特地为他做了一条整鱼,用筷子的一头扎进鱼嘴另一头托鱼尾将这条鱼放在盘子里。鲁班爷看见后,眼前一亮,大声叫道:“有了,太妙了!”于是,鲁班爷就把小亭子的柱子设计成有两条鱼相对,由一棵柱子分别由鱼口相接,鱼鱼相望,连连有余。

初步方案订下来了,但是怎样连接才更有力呢?当他进入了沉思时,突然耳边传来了小燕子声嘶力竭的惨叫声,打断了鲁班爷的思绪。抬头看见一只可爱但已受伤的小燕子挂在了两根晾鳔的绳子上,鲁班爷非常心痛,轻轻地把小燕子取下来。他发现小燕子的后尾呈八字形的卡在了两绳之间。他立刻召唤夫人给小燕子包扎好伤口,放在棉花上,每天照料,直至伤愈回归大自然。


在这段时间里,鲁班爷从中又受到启发,由此就萌发了用燕尾方式连结两条鱼头部的想法,使之更有竖劲和抗衡力,而这一结构方式被他命名为“燕尾结构”。


燕尾榫被发明之后,广泛的应用在建筑、家具之上,到明清时期,燕尾榫被发挥到极致,尤其在家具上,燕尾榫是一种很牢固的连接方式,如带托泥的古典家具中,大多是凿眼或栽木肖使腿与托泥相连。而宫廷造办处的家具珍品的结构是由托泥的两条边各出一半燕尾,而腿子的下端出梯形榫,在这种家具只上半部组装好后,腿子与托泥组装在一起形成合拍燕尾榫卯。这种结构方式只要托泥不散架,腿子就永远不会与托泥分离。

燕尾榫和直角多榫接合方式
几个世纪以前,为了解决木工胶粘合性能不稳定问题,人们开发出了燕尾榫接合方式。较之于当时价格不菲的手工打造的接合件而言,燕尾榫通过头榫与尾榫的相互锁合,是一种既实用又美观的木材接合方式。尽管制作燕尾榫需掌握一定技巧且耗时较多,但是它无须额外加固即可实现工件角部的高强度接合,这是任何其他接合方式都无法与之匹敌的。
由于现代高性能木工胶的出现,几乎已经完全剥夺了燕尾榫的生存空间,不过有时候,人们还是会用它来完成柜体或抽屉角部的接合。时至今日,采用燕尾榫接合方式更多地是出于美观需要,但是无论怎么说,燕尾榫都可被形象地比作坚固耐用及高超木艺的同义语。
燕尾榫接合由两部分构成:较纤细的头榫与像鸽尾一样张开的尾榫彼此嵌合,燕尾榫也由此得名。该接合方式所形成的上佳长纹胶合面进一步提高了其接合强度。
本章中将展示几种燕尾榫接合方式,其中,贯通式燕尾榫的头尾榫均完全贯穿工件,因而它的接合强度也是最高的;弧形贯通式和嵌边贯通式燕尾榫则是在基础型燕尾榫的基础上,出于装饰需要而衍生的变种;半隐和全隐燕尾榫在隐蔽工件端截面的同时,也能提供较好的接合强度,这一点也让半隐燕尾榫在抽屉前面板的接合作业中备受推崇。
直到19世纪以来,直角多榫和指接榫才得到广泛普及,多用于以生产线方式大批量组装电话亭、缝纫机以及包装箱。虽然它们所采用的均不是自锁合构造形式,但是,容易加工以及较大的长纹胶合面是其优势所在。
燕尾榫和直角多榫两种接合既可以用手工也可借助于木工机械来加工制作。用雕刻机、台锯或悬臂锯等机械加工的直角多榫和指接榫,会非常均匀、美观。而手工制作燕尾榫常被用作必答题来检验木工学徒们的真实木艺水平。手工制作燕尾榫较木工机械来的要慢,更要多花不少气力,可是手工制作技巧更便于木工们掌控燕尾榫的总体设计布局。尽管使用市售的专用模板配合雕刻机来加工燕尾榫,工效和精度均较高,不过,有时候也有一些木工认为,机加工燕尾榫的榫距和角度往往无法调整,不免流于千篇一律,从审美角度看,不及手工制作的燕尾榫。



燕尾榫的设计与划线
设计头榫的间距和锥角。燕尾榫头、尾榫间距以及头榫的截面锥形角度,会直接影响接合部的强度和美观度。右图列示了几种较常用的尾榫与头榫的比例。1:1 的比例,接合强度最大,同时也是最难看的。虽然其它几种比例看起来要顺眼一些,接合牢固度似乎也不差,但是,应该优选 3:1 的比例,采用这个比例的接合部看起来很醒目,要避免使用更大的比例,因为如果比例大于 3:1,燕尾榫的接

合强度会变差,得不偿失。头榫锥角的可选择空间就小多了,锥角过小则工件锁合力度不足,接合部容易脱开,锥角过大则会加大尾榫细部的受力,导致尾榫断裂。因此,对软木料而言,应采用 1:6 或 80 度锥角;对硬木料而言,则常用 1:8 或 83度锥角(如中图)。建议使用燕尾榫划线规来划头榫线,可以自动得到正确的锥角。

头榫布局及划线。
燕尾榫制作的大体过程是:先进行头榫的布局、划线及锯割加工,然后,用这些头榫在尾榫工件上划出尾榫轮廓线。具体:首先,在工件朝外的大面上画一个大“X”标志。然后,用刀式划线器划榫肩线。下一步,用燕尾榫划线规(可自制,方法详见后文)在板端划头榫线,注意,要先在两边处各划半个头榫,头榫的窄端应朝向工件大面。接下来,划出紧邻半头榫的废料区域。如果工件较宽(如左图),划好两边的半榫线以后,应先划出板端中线,再以该中线为对称轴,划一个完整头榫,之后,再进行其余头榫的布局安排与划线,注意,所有的废料部分均须用'X'标示。

贯通式燕尾榫的手工制作方法


1. 头榫布局与划线。
首先,在工件朝外的大面上用铅笔标上一个大“X”符号。然后,按照工件厚度设定刀式划线器,并用划线器沿着工件端部划出头榫及尾榫的榫肩线(左上图)。接下来,将工件端面朝上固定在台钳上,用燕尾榫划线规划头榫线(请参照本文第 86 页的划线次序),不过,对于本例所示宽度不大的工件(抽屉板)来说,在其两侧各划一个半榫,并在中间划两个均匀分布的完整头榫,基本上就可以满足接合强度及审美需求了(右上图)。划线时不要忘记在榫间废料部分标记“X”符号。最后,用组合角尺将这些头榫划线过渡到工件前后面上,与榫肩线相交。

小贴士:自制燕尾榫划线规。
如果不想买或买不到现成的燕尾榫划线规,可以自己动手做一个。
材料:四个 15 厘米或 20 厘米长、4 厘米宽方正平整的扁木条,木工胶。具体做法:调整台锯角度

推把至适宜的角度(如要 在 软 木 上 加 工 燕 尾榫,可用 1:6 比例或者80 度角;如要在硬木上加工燕尾榫,可用 1:8比例或者 83 度角)。
然 后 , 用 角 度 推把进料,将一个木条从中部锯为两截(用做中间定位板),然后如左图所示,在各半条接合面上施胶并组合,组合时,中间 定 位 板 的斜角端应贴紧划线导板,用做划线规横梁的上下两个木条的边缘应与中间定位板的边缘对齐。使用方法:将划线导板平置于工件端面上,划线规横梁贴紧工件表面,进行划线作业。


2. 锯头榫。
继续用台钳固定好工件,工件大面应朝向操作者身体方向,端面向上。用燕尾榫锯从废料一侧沿划线锯割,可一次性锯完所有右手侧的划线,再锯左手侧的。运锯应流畅、匀速,快锯到榫肩线时,要注意保持锯口平直。

3. 凿除榫间废料。

头榫间的多数废料可用曲线锯剔除,凿子的任务就是清理修平。当然,就是全程使用凿子来剔除榫间废料,也不是什么难事儿,关键是要有耐心,每次凿削剔除一薄层废料,具体:将头榫工件大面朝上夹固在工作台上,并在其上夹放一个定位挡板,挡板边缘对齐榫肩线。所用的凿子凿体宽度要小于废料的窄端。每次凿削时,凿体应垂直于工件表面,其平面一侧贴紧挡板边缘,凿深控制在 3毫米左右,然后,水平持凿,凿刃顶住挡板边缘,铲下约 3 毫米厚废料(下图)。重复上述过程,凿至工件半厚时,翻转工件并在其上重新夹放定位挡块,从另一面继续凿削。




4. 划尾榫线。
将尾榫板大面朝下平置于工作台上,如上图手持头榫板、榫头朝下、内面与尾榫板的榫肩线对齐。然后,用铅笔在尾榫板上划出轮廓线,再用组合角尺将这些划线引至板端,注意别忘了在废料部分标注“X”符号。

5. 锯尾榫并剔除榫间废料。
锯尾榫的方法与锯头榫大同小异,不过需将尾榫板倾斜夹固在木工台钳上,这样垂直下锯,锯起来不费力。具体:先使尾榫右侧边线垂直于工作台并固定好,然后,沿尾榫边线下锯,锯到榫肩线即停锯,如此一气呵成,锯完所有右侧边线后,调整工件角度,再使尾榫左侧边线垂直于工作台,继续锯完所有左侧边线。最后,按照步骤 3 所示手法,用凿子削除榫间废料。

6. 无胶试拼。
在胶合工件接合部之前,要试拼一下,以验证头尾榫搭配是否合适。如右图,将头榫板立放于工作台上,尾榫板与之对齐,先用手力尽可能压合工件接合部,然后,再用木锤将尾榫敲到位。为避免弄坏头、尾榫,要均匀压合整个接合部。燕尾榫接合部要做到严丝合缝,且只需用较小的力就可以压合。如果接合部过紧,可在滞涩处用铅笔做标记,然后,拆分接合部,用凿子在标记处铲削一下,再度试拼。(译者注:不怕犯错,要知错就改,改了再犯,千锤百炼。)

7. 胶合燕尾榫。
胶合燕尾榫时,夹具的压力应落到尾榫上。为均匀分散压力,可在每个接合部放置一个自制的夹具垫块,垫块应与工件等宽,上面有凹口,这样,可以把夹具的压力分布到各尾榫而不是头榫上。要在工件各接合面上均匀施胶,然后组合工件,沿每个头榫板侧面安放一个轨道式夹具,渐次旋紧夹具,期间,要检查柜体是否归方,必要时可调整夹具的夹合力,使工件归方。

半隐燕尾榫的手工制作方法



如何制作出漂亮的燕尾榫首先得对燕尾的形成和刀具选择进行掌握才行,虽然通过不断的调试也能满足要求,但作为新手还是掌握得详细点好。于是乎想到何不利三维软件的草图约束功能让软件自动算出刀具的加工深浅,在此作一些简单的理论上的试验。

首先查找市面上的燕尾刀规格:


商品名称 规格 柄径 参数

子口荀刀 1/4×3/8 6.35mm D=9.52 a=8° H=10
子口荀刀 1/4×1/2 6.35mm D=12.7 a=8° H=13
子口荀刀 1/4×5/8 6.35mm D=15.9 a=14° H=16
子口荀刀 1/2×3/8 12.7mm D=9.52 a=8° H=10
子口荀刀 1/2×1/2 12.7mm D=12.7 a=8° H=13
子口荀刀 1/2×5/8 12.7mm D=15.9 a=14° H=16
子口荀刀 1/2×3/4 12.7mm D=19.05 a=14° H=20
子口荀刀 1/2×7/8 12.7mm D=22.2 a=14°30' H=23
子口荀刀 1/2×1 12.7mm D=25.4 a=14°30' H=26

目前市面上的榫机模板规格:


01、规格一槽间距(12.7 12.7)

02、规格二槽间距(16 5.4)


首选对第一种榫机进行试验:确定中心距为1/2’(12.7)添加约束使边相等通过更改刀具尺寸D和角度a自动得出加工深度,在根据深度值作为参考值在待加工木板上划出参考线,然后参考线调整刀具深度加工即可。


(最好是在计算之前先确定刀具实际加工出的燕尾D和角度a的值是否标准,因为有的国产刀好像不太标准,我拿到的燕尾刀D就只有15.4左右,确定后重新输入实际直径和角度生成新的参考尺寸即可)。


比如我买了一个12.7的模板配了一把1/4×5/8的燕尾刀(带12.7的轴承),根据前面的表查得D=15.9mm,a=17°,结果得出加工深度参考线值为12.834mm,如图所示:



可还换成其它的刀具呢,当然是可以的,比如我有一把1/4×1/2燕尾刀(不带轴承的),如果是带12.7的轴承当然是不行的,建议是把轴承先取下来,因为中心距是12.7,没有生成相等燕尾的条件哈!如果我选择配7/16’(11.1125mm)轴套,轴套与模板间有1.5875的间隙,则最后加出来的燕尾D尺寸为12.7 1.5875=14.2875mm,a=8°,经计算得出参考值为:11.296mm。

同理通过更换燕尾刀和轴套尺寸,均可得出深度参考值,可结合木板厚度刀具规格来合理选择,由于市面上的刀具基本上是英制为主,应该说经以上两种是最常用组合,其它配合虽然可以,但受刀具加工长度和木板厚度及燕尾的美观和强度影响一般使用较少。


按此道理,槽间距(16 5.4)的模板就可以根据要求选择合理的刀具和轴套了!


以上只是我个人的观点,纯属纸上谈兵,还没有经过实际检验,等过两天我验证了再作总结!还望各位前辈高手指正。

4210透榫学习:


看到大家都收到4210真是高兴,看了网站各位前辈提供的资料,非常受启发,闲来无事,用软件先来体验一下!


1、定位,夹紧木板,用3/4”轴套配 17/32”燕尾刀,加工第一块板。

2、反转齿板定位夹紧,用5/8”轴套配13/32”直刀加工第二块板。

3、组合,非常完美!哈哈!!

看一下基准线是多少,31与实物基本稳合

下次拿到4210就可以按照这样做出漂亮的透榫了哦!!子口荀刀 1/4×5/8 6.35mm D=15.9 a=14° H=16该刀具的角度a=14度,角度可以根据手头的刀具随意更改的!一般有7度,8度,14度!


经过前面第一季(理论篇)的学习,由于是新手,为了确保万无一失,决定进行验证后再实战。


验证一:12.7中心距普通榫机做半透榫


这次选用的是1/2”的普通榫机,刀具选用带1/2”轴承的5/8”燕尾刀。


第一步:按照约束图形尺寸在木板上划刀具加工深度标记线12.8mm

第二步:调整位置固定木板,调整刀具深度至标记线,然后调整板位置后加工。


第三步:组合看结果!

验证二:4210做透榫


看到大家都收到4210真是高兴,看了后面各位前辈提供的资料,非常受启发,于是立马联系黄老板定了一套,也买了刀具。只等到货就开干!


第一步:定位,夹紧木板,用3/4”轴套配 17/32”燕尾刀,加工第一块板。

第二步:反转齿板定位夹紧,用5/8”轴套配13/32”直刀加工第二块板。


第三步:组合,非常完美!哈哈!!

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