明式家具有束腰方凳榫卯结构设计及制作工具设备和材料

明式家具是中国家具史上的典范和精华，可以为现代家具设计提供有益的借鉴。明式家具的榫卯结构体现了科学性、实用性和审美的完美结合，榫卯结构是明式家具研究的重要内容和难点。榫卯种类繁多，结构复杂，形态和尺寸灵活多样，传统的木匠艺人需要经过多年的学习和实践才能掌握。笔者针对明式家具的榫卯结构展开深入地研究和实践探索，为现代人们学习榫卯结构提供直接的参考。

1 榫卯结构制图和模型制作的必要性

目前国内外对明式家具的研究大多集中在人文艺术价值方面，对榫卯结构的研究主要是绘制榫卯结构的示意图，缺乏对榫卯结构标准化的数值设计和研究[3]，榫卯结构的精确尺寸图资料很少。由于缺少直接的参考数据资料，当今学生和设计人员学习榫卯结构的过程非常困难。所以，有必要对明式家具的榫卯结构进行精确的数值设计和规范制图，使学习和掌握榫卯结构的过程更快捷。

模型制作更是学习榫卯结构的必经环节，只有在亲自动手制作中，才能体会到榫卯结构的科学性和合理性，体会到传统文化中蕴藏的伟大智慧，真正学到明式家具的精髓。传统家具的模型制作工艺是较难掌握的，因此，很有必要研究和探索明式家具模型制作的现代工艺和方法，使传统家具模型制作更容易实现。

以明式家具“有束腰方凳”为例，系统阐述榫卯结构制图和模型制作的现代工艺流程。

2 明式家具“有束腰方凳”榫卯结构制图

此形制的方凳由6种不同结构的13个零部件组成：即4个腿足（长短榫对称的2种形式）、4个牙条（结构相同）、4个面子边框（2种结构的大边和抹头）、1个面心板（2 块薄板拼接）。包含了 5 类榫卯结构：即抱肩榫、攒边格角榫、攒边打槽装板、龙凤榫、穿带榫。分别绘制明式家具“有束腰方凳”的整体轮廓尺寸图和每一种零件的榫卯结构尺寸图。

2.1 整体轮廓尺寸图

首先绘制有束腰方凳的整体三视图，确定整体外观形态和尺寸，见图1。

图1 明代家具“有束腰方凳”轮廓尺寸图（mm）

2.2 零部件榫卯结构制图

1）抱肩榫。抱肩榫多用在器物的肩部，一般用在有束腰家具的腿足与束腰牙条、上部面板相接合处，构造比较复杂。此方凳抱肩榫用在腿足与牙条、面子的连接处，涉及到的零部件有：腿足、牙条、面子边框。腿足上有与上端面子配合的“长短榫”、与两边牙条配合的“挂销”、“卯眼”。牙条与束腰一体，有一条凹进的束腰造型。牙条两端有与腿足配合的“榫头”，背面有“挂销”。抱肩榫的装配图见图2，榫卯零件图见图3。

2）攒边格角榫。攒边格角榫用在面子四边木框的接合处。两端出榫的为“大边”，凿卯眼的为“抹头”，边抹合口处斜切成 45°角。格角榫大边和抹头的榫卯零件图，见图4。

图2 抱肩榫装配图（mm）

图3 牙条和腿足零件图（mm）

图4 格角榫大边和抹头零件图（mm）

3）攒边打槽装板。用在面子边框与面心板的接合处，在边框里侧打槽，面心板四周锯出榫舌，装入边框的槽中。边框上的槽留有余量，以适应心板的干缩湿胀。此种结构增加了木材抗压、抗弯曲能力，使薄板起到厚板的作用。还可变换纹理方向和质地。因此，此结构科学、美观又实用。攒边打槽装板和穿带的零件制图，见图5。

4）龙凤榫。龙凤榫用在面子心板之间的拼接处。面心常用两块或多块平板拼合。一块板侧边开榫槽，另一块板开榫舌，横截面为燕尾形，如图5。

图5 攒边打槽装板、龙凤榫、穿带榫零件图（mm）

5）穿带榫。穿带榫用在穿带与面子心板、大边的接合处。“穿带 ”是在2块拼板的背面横向穿入的一条梯形长榫木条，防止拼板翘曲变形，如图5。

3 模型制作工具设备和材料

明式家具模型制作的主要目的是：通过动手制作，学习掌握榫卯结构，提高动手实践能力。所以模型制作应以手工为主，辅助应用电动工具和设备，以提高工作效率。

3.1 木工手工具

手工具主要有框架锯、铁锯、刨子、凿子、挫刀、羊角锤、雕刻刀、美工刀、直尺、角尺、木工铅笔等工具。掌握手工工具的使用技巧很关键，通过手工的锯、切、挫、刻、磨，能够了解木材的特性，通过反复的精雕细磨，使榫卯结构达到精确配合，把形态塑造的更精美。

3.2 机械加工设备

机械设备能够提高模型制作的效率和精度，快速达到手工制作需要长时间才能达到的程度，减轻手工制作的劳动强度[8]。除了一些常用的电动工具如手电钻、角磨机、直磨机、电刨、曲线锯等之外，这里重点介绍一套特别适合小型木质模型制作的“德国迷你魔PROXXON”设备。此套设备形体小巧，使用方式安全可靠，学生容易控制掌握，是院校教学中非常理想的实验设备。

“迷你魔”设备主要包括手持电动工具类和台机床类。此例模型制作主要用到：圆盘锯机台、微型修边机床、曲线锯机台、长颈角磨机、袖珍式电钻、12 V轨道式砂光机、12 V曲线锯机等。

3.3 模型材料

传统家具模型材料适合选用硬木系列，沙比利是价格较低的硬木，适合作为模型材料。选料时要注意木材纹理、颜色搭配。面板的木料要考虑花纹美丽，拼板后纹理走向一致，便于刨削。

4 有束腰方凳模型制作工艺流程

1）下料。此模型比例为 1:1。根据零件尺寸图，适当预留加工余量，用圆盘锯机台、曲线锯机台裁切出零部件的毛料。然后用电刨刨平木料的表面，加工成符合标准尺寸的精料。

2）划线。用木工铅笔和尺子在木料上画出榫卯结构线。

3）零部件加工制作。（1）4 个腿足。相邻 2 条腿是长短榫对称的结构。长榫与大边配合，短榫与抹头配合，短榫短一段是为了避开大边上插入抹头的榫头。用手工锯切长短榫，适当留出加工余量，再用凿子和雕刻刀刻出挂销，用手电钻配合凿子凿出卯眼，最后手工精修，达到要求的精确尺寸。内翻马蹄足造型，先用长颈角磨机打磨出大致的曲线形，再手工打磨成型。（2）4个牙条。牙条上凹进的束腰造型，用微型修边机床粗加工，留出余量，然后用长颈角磨机倒圆角，再手工打磨。手工锯切牙条两端的榫头，锯切的尺寸尽量不留余量，准确按照划线一次锯切到位。锯切背面的挂销可以留余量，与腿足装配时，可以再精修调整。腿足与牙条装配成抱肩榫。（3）4 条面子边框。用手工锯切大边上的榫头，要尽量按照划线一次准确锯切45°角，以保证格角榫装配的精度。抹头上的卯眼，先用电钻初步钻孔，再用手工凿子和刻刀精修出准确尺寸的方形卯眼。大边和抹头背面与腿足长短榫配合的卯眼，先用电钻钻孔，再手工精修出方形卯眼。在大边和抹头的里侧，用微型修边机床开槽，根据槽的尺寸要求，选择直径为 4 mm 的刀头。在大边里侧的中间位置，凿出装穿带卯眼 。（4）1 块面心板 。由2块薄板拼接而成，是龙凤榫结构，一侧开槽，一侧锯出榫舌。拼接好的面心板四周锯出榫舌。在面心板的背面，用手工或电锯锯出装入穿带的通长的梯形卯槽。（5）1 条穿带。用手工凿、刻刀、电锯制作穿带的梯形长榫。制作完成的零件模型见图6。

图6 榫卯结构零件模型

4）试组装。（1）组装凳面。组装顺序是：拼合心板；背面插入穿带；装配大边和抹头的格角榫；将心板装入边框槽中。试组装过程中要对榫卯反复修整，达到精确配合。（2）组装腿足和牙条。腿足和牙条组合成抱肩榫结构，是保证整体结构强度和稳定性的关键部位，组成了整体支撑框架。其中挂销的装配过程是最难做好的，要反复精细修整，才能达到精密的配合和牢固的强度。（3）整体组装。最后一步是下部主体支撑框架与凳面的组合，要保证4条腿足的8个长短榫准确插入大边和抹头的卯眼中。由于涉及到8对榫卯同时配合，难度较大，要经过修正才能配合准确，见图7。

图7 整体组装

5）精细磨光。试组装后，拆开各个零部件，进行精细磨光。采用手工和机械的方法，用长颈角磨机、轨道式砂光机、水砂纸等精细磨光。

6）正式组装。正式组装时需要上胶，选用乳白胶或木工万能胶。把各个零部件按照装配次序摆放好，在榫头和卯眼上涂胶组装。趁胶未干之前，用直角尺校验是否垂直，并及时调整角度。装配完成后静置一天，等待胶干透。

7）表面修整。胶干透后，修整榫卯接口处和局部受损的疵点。先用彩色腻子混合乳白胶，调和成木材染色，刮补在榫卯的接口和受损处。腻子干后，用长颈角磨机磨平接口处，打磨干净胶迹，再用水砂纸抛光。完成模型见图8。

图8 最终完成模型

结语

明式家具榫卯结构模型制作是院校设计类专业教学中的难点。通过本次创新实验的研究和实践，探索出一套榫卯结构模型制作的创新工艺方法和流程，为传统家具模型制作的实践教学提供有益的参考，同时也促进了明式家具的深入研究，有助于传统文化的广泛传播和发展。

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