本帖最后由 xmygcbyr 于 2013-5-6 14:13 編輯 作用于工件接合部的四種外力
左圖列示了作用于工件
接合部的四種基本外力:張
力、擠壓力、縱向剪應力、
扭曲力等。擠壓力的作用會
使工件接合部向內壓緊,而
張力的作用恰好相反。例
如:以榫槽接合方式安裝在
箱體上的隔板,負重過大
時,會對接合部產生張力;
以平拼或搭接等方式接合
的兩個工件之間,會產生縱
向剪應力;木材的彎曲或翹
曲則會對接合部產生扭曲
力,這也是工件接合部所要
承受的卻是最難應付的外
力 木材裁板方式及對應紋理
科學家們將木材定性為親水性材料,也就是說,它會
吸收周邊環境中的水分。從一棵樹被砍倒、鋸成板材直到
制成家具,木材的纖維細刨都會隨著周圍環境的濕度變
化,吸收或釋放水分。對木工們來說,這個可以有,但后
果很嚴重:木材吸收水分后會膨脹,排出水分時會收縮,
由此產生的工件位移會讓多數接合工作成果毀于一旦,例
如,歪歪扭扭、只有三條腿著地的椅子,要用九牛二虎之
力才能拉開的門,以及呲牙沖你微微笑的相框等等。雖然
木材的膨脹收縮運動不可避免,但其不良后果是可以規避
的:了解木材的特性,可以讓我們更好地因應它的脹縮,
從而制作出經久耐用、性能穩定的木工接合。
年輪是絕大多數樹種所具有的共同特征,你可以通過
木料表面的年輪紋理分布方式,預測出隨著外界濕度變化
工件自身會發生怎樣的變化。如下圖所示,順應年輪的木
料與橫跨年輪的木料相比,前者的脹縮幅度要大于后者。
因此,原木裁板的方式對木料未來的收縮幅度發生至關重
要的影響,同樣,也決定了木料的長度、寬度和厚度三維
中,哪一方面所受影響最為顯著。
預測木料的脹縮運動。
木材的收縮變
形幅度并不一致,比較來看,按原木切線
方向--平行于年輪--裁下的木料,與按原
木軸心放射線方向裁下的木料相比,前者
收縮變形幅度是后者的兩倍。可以根據這
種差異來判斷隨著含水率變化板材的彎
曲變形情況。沿原木軸心放射線方向(或
者以縱向四開鋸法)裁下的木板,與平行
于原木切線方向(或者平鋸法)裁下的木
板相比,在三個維度上均較后者更穩定、
不易變形,這主要得益于其脹縮并沒有貫
穿板材的整個寬幅。以平鋸法裁下的木
板,會出現干縮翹邊現象,嚴重時,這種
軸、切兩方向的不均勻干縮,會使本來方
正的工件變成菱形,圓柱形工件變成橢圓
形,如右圖。
對原木進行鋸裁的兩種基本方式(包括了多
種由此衍生的方式),其中一種最常用,稱為平
鋸法,即平行于原木切線方向裁板(如左圖上面
那塊板材);另一種不太常用,稱為縱向四開鋸
法,也稱平紋鋸法,則是垂直于年輪紋路裁板(如
左圖下面那塊板材)。即使上述兩種裁板方式所
用技術截然不同,但每一種方式總會裁出一些具
備另一種方式下紋理特征的板材,例如,以平鋸
法從原木中心處裁下的木板,從表面紋理看,更
像是用縱向四開鋸法所裁的。
以縱向四開鋸法裁出的木板,其截面的年輪
紋理垂直于木板大面,這種紋理排列方式使木板
的三維穩定性較好、不容易變形。木材在年輪切
線方向的脹縮變形大約是軸心放射線方向的兩
倍,因此,縱向四開鋸法所裁木板的脹縮變形多
集中于板材厚度方面,變形也很小。與之相比,
平鋸法所裁木板在整個板寬幅度內,都會出現變
形。以桌面為例,如以平鋸法木板制作,其寬幅
脹縮變形會多達2厘米以上,但如以四開鋸法木
板制作,根據不同樹種,其變形僅為6毫米上下。
我們可能無法控制家具的使用環境,但可以通過
選擇不同的接合方式,來抵消木材自身的變形。
要按年輪紋理安排好工件的朝向,使其發生脹縮
時依然能夠彼此貼合,例如,進行角部拼接的兩
工件的紋理應該彼此平行,這樣,它們的脹縮相
互協調,不易變形。同理,對以直角榫接來接合
的兩工件來說,其切面紋理朝向也要彼此配合對
齊。
對紋理不規則的工件要特別留心,以做椅子
腿的木方為例,如果從截面上看,貫穿其內部的
木材紋理是斜向的,那么,這個椅子腿遲早會發
生變形,并拖累椅子的整體框架也發生變形。
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