本文先對家具的拆裝式結構設計原則進行了分析,總結了拆裝式家具的設計要點,在此基礎上,對梓木椅類家具拆裝結構進行了設計探討,針對梓木椅拆裝式結構進行了設計實踐,并對其拆裝結構進行了詳細的分析。
人們一般用各種連接件或插接結構將零部件組裝而成的、可以反復拆卸和安裝的家具稱為拆裝式家具。拆裝式家具因其設計精巧、搬運方便、拆裝簡易等優點,廣受消費者的青睞。拆裝家具的產品類型不僅出現在板式家具中,在實木和金屬家具中也越來越多的呈現出來。梓木適應性強、生長快,且刨削加工后紋理優美,廣泛用于各類家具制品中,本文以梓木椅為主要研究對象,探討梓木椅的拆裝結構設計。
拆裝式結構設計原則
拆裝結構設計在整個拆裝式家具設計過程中至關重要,決定了家具是否能夠滿足多次拆卸和安裝。家具要具有良好的拆卸性能,就必須在家具設計開始階段充分考慮拆裝結構設計的難易程度。一般情況下,拆裝式家具結構設計應當遵循以下原則:
1.體積最小化
滿足使用功能和結構穩固的前提下,拆裝家具的設計中應盡可能的減少零部件的個數,控制材料的種類和數量。從而縮小包裝體積,利于搬運,降低物流成本。
2.結構規范化
拆裝家具結構規范化指零部件的整體形狀、斷面尺寸、接口大小應盡可能的滿足標準化、通用化、系列化的設計生產要求。一方面,利于企業快速生產,提高生產效率;另一方面,保證家具到達用戶手中的時候能按照設計原則快速有序的組裝起來。
3.工藝合理化
拆裝家具的零部件加工需要盡可能的保證便捷,不能因為達到某種結構需要而增加多出幾倍的加工時間,合理的規劃拆裝結構的加工工藝,是降低拆裝式家具成本的有效途徑之一。
4.集結有度
拆裝家具的構成形式應在注重縮小包裝體積、保證力學性能的同時,盡可能的將結構復雜、結合強度要求較高的零部件采用固定結構,在工廠包裝時將這部分零部件組裝成一個整體。
5.形態無損
拆裝家具的生產中應盡可能的滿足造型設計時的需求。當造型和結構產生矛盾的時候,應從結構優化的角度進行處理,而不應為了滿足結構需要而使造型面目全非。
梓木椅拆裝結構設計
1.拆分方式
椅子的拆分方法有:左右拆分法、前后拆分法和上下拆分法。前后拆分法適合靠背零件較多,自主拆裝麻煩,結構復雜的椅子。上下拆分法適合于腳架部件,或底座部件、座面連靠背的部件,拆卸困難的椅子。左右拆分法除開上述兩種拆分均適用外,特別適用于強度要求較高的椅子。拆分方式的選擇不是固定不變的,一件家具在拆分方式的設計上可能是一種或者幾種拆分方式接合起來,包含了整體拆裝和部分拆裝。
2. 拆分結構
拆裝式椅子零部件之間采用定位件和連接件結合的形式實現定位和固定,常用的結合方式有KD拆裝式和RTA待拆裝式等。可拆裝式椅類家具部件一般包含兩個部分:一類是固定部件,多采用榫卯結構,或者圓棒榫加膠等連接方式;一類是可拆裝部件,主要采用偏心連接件、四合一連接件、倒刺固定連接件、螺栓螺母等五金連接件。可拆裝椅類家具結構既可以只采用上述一種連接方式,也可以在一件座椅中同時出現以上兩種連接方式。
(1)靠背結構
拆裝式椅子的靠背結構可以采用螺栓緊固件的接合形式,常用的五金件主要有:外六角內十字螺桿、四合一連接件、雙頭牙螺桿等等。
(2)靠背和座框、扶手的接合方式
為了增加椅子在使用過程中后仰時結構的穩定性,設計時可以將后望板進行獨立設計,與椅背的下橫撐對應,兩者之間采用螺栓和圓棒榫接合。
在椅子的拆裝式結構中,常用圓棒榫進行定位,采用五金連接件進行緊固。圓棒榫定位相對于橢圓榫定位,加工簡單,但強度略低,在小斷面零部件中很難實現拆裝。在強度要求較高的部位,可以使用兩個五金連接件,例如四合一連接件,此時可以不使用圓棒榫進行定位或者防止零部件扭動。
3.梓木拆裝椅設計實例
圖1 梓木椅及其三視圖
圖2 梓木椅拆裝結構圖
根據拆裝式家具設計原理及其結構設計要點,設計并制作了如圖1所示的梓木拆裝椅。圖2所示展示了梓木拆裝部位的結構。此梓木椅的拆分方式為左右拆分,采用圓棒榫進行定位,四合一連接件進行鎖緊加固。
圖2中,A組示意的結構為靠背上端橫撐與椅左右兩邊的連接形式,采用了圓棒榫進行定位,四合一連接件進行緊固。B組示意的結構為梓木椅后部橫撐的連接方式,采用圓棒榫進行定位,四合一連接件進行緊固。此款梓木椅采用的是側拆裝的組合方式,C組示意的梓木椅下部左右兩端橫撐的連接方式,采用的是方榫進行固定式連接。D組示意的是梓木椅座面下端起支撐作用的橫撐結構方式,同樣采用的是圓棒榫進行定位,四合一連接件進行緊固。E組示意的是梓木椅座前端橫撐的結構形式,依然采用圓棒榫進行定位,四合一連接件進行緊固連接。
四合一連接件是實木家具中常用的連接方式之一,相比榫卯結合,采用四合一連接的實木構件加工方便快捷,能夠有效的、快速的實現標準化、通用化的生產,提高生產效率。四合一連接件由圓頭、拉桿和金屬倒刺預埋件三部分構成,組合方式和偏心連接件十分類似。金屬倒刺預埋件靠螺紋增加連接件與基材之間的接觸面積,具有結構簡單、接合強度大、成本低等優點,結合性能源于基材的抗剪強度。
結語
梓木椅類拆裝式家具在結構上采用了四合一等五金連接件的接合形式,給生產、儲存、運輸、銷售、安裝等諸多方面帶來了便利,很好的體現了現代化工業中的標準化、通用化和系列化的要求。但是,目前國內大多數的拆裝式家具,消費者依然很難自主的進行安裝,需要專業的工作人員進行操作,這也體現出了拆裝式家具設計的不足。拆裝式家具作為未來家具發展的方向之一,必會受到消費者的愈發重視。
(作者單位:中南林業科技大學家具與藝術設計學院)