板式家具結(jié)構(gòu)五金件的新型連接方法研究

吳遠(yuǎn)興

摘要：板式家具以其高度的工業(yè)化、高生產(chǎn)率和時(shí)尚多樣性的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)而受到人們的青睞。和板式家具最密切相關(guān)的五金配件在板式家具的屬性、功能、質(zhì)量和品味以及家具的使用壽命中起著十分重要的作用。在許多種類(lèi)的五金配件中，結(jié)構(gòu)五金是最核心的五金連接件。隨著科學(xué)技術(shù)的日趨成熟，板式家具結(jié)構(gòu)件的連接方法也發(fā)生了突破性的變化?；诎迨郊揖呓Y(jié)構(gòu)五金件的各種鏈接方法以及不同的屬性，從智能家具制造的角度進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，探討了板式家具未來(lái)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：板式家具;結(jié)構(gòu)五金件;連接方法

不同于其他家具，板式家具是由人造板為基材。以板件為基本結(jié)構(gòu)的，它們的光澤度非常高，手感也很不錯(cuò)，工藝精細(xì)，很受市場(chǎng)的歡迎。常見(jiàn)的板式家具材料有中密度纖維板、刨花板、膠合板、細(xì)木工板等，最常用的是刨花板和中纖板。板式家具五金配件常用有以下3種形式：（1）結(jié)構(gòu)型：沙發(fā)腿、金屬腿、床腳、柜腳、底盤(pán)、腳墊等。（2）功能型：螺絲、螺母、板托、三合一連接件、滑軌、抽屜軌道、拉桿、鞋架、偏心輪、合頁(yè)、騎馬抽、隔斷配件等。（3）裝飾型：掛件、拉手、鋁封邊等。

五十多年來(lái)，由于鋼制鉸鏈連接技術(shù)的應(yīng)用，板式家具的拆卸和組裝特性帶動(dòng)了各種板式家具五金連接件的發(fā)展。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將家具五金件定義為：“能滿足家具造型與結(jié)構(gòu)要求，在家具中起連接、活動(dòng)、緊固、支撐和裝飾等功能的金屬制件?！币虼?，根據(jù)家具五金的作用和應(yīng)用場(chǎng)景，我們將家具五金分為結(jié)構(gòu)五金、功能五金和裝飾五金等。結(jié)構(gòu)五金可以在緊固連接和位置調(diào)整中發(fā)揮作用，通常用作核心的五金連接件。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、組裝效率高、拆裝方便、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。它有利于家具企業(yè)板式家具的機(jī)械化流水線批量生產(chǎn)。對(duì)于板式家具來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)五金件就好比我們?nèi)说年P(guān)節(jié)，家具功能構(gòu)造的任何開(kāi)合抬落、曲折彎轉(zhuǎn)都必須由他來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果在連接中起作用的結(jié)構(gòu)五金件沒(méi)有發(fā)揮相應(yīng)的作用，則板式家具將無(wú)法生產(chǎn)成型，我們的生活是將不會(huì)出現(xiàn)具有滑動(dòng)、懸掛、存儲(chǔ)和調(diào)節(jié)保護(hù)功能的普通板式家具。因此，在設(shè)計(jì)使用何種五金件來(lái)組合板式家具時(shí)，就有必要采用更合適的連接方法進(jìn)行應(yīng)用。

1 直接咬合式五金件的應(yīng)用

直接咬合式五金件的連接依靠五金件與板式家具之間的摩擦力以及其自身的咬合強(qiáng)度來(lái)達(dá)到連接效果。常用的是螺釘、螺栓、螺母、自攻螺釘和其他緊固件。根據(jù)五金件與板件的具體連接方式的差異，可分為快速安裝螺釘（不需要安裝工具就可以實(shí)現(xiàn)快速安裝，只需要用手將五金件壓入側(cè)板中）、擰入式帶有直接固定螺釘（有自攻螺紋可以直接擰入側(cè)板中）、旋入式螺紋螺釘（帶機(jī)線螺紋，需要在側(cè)板中安裝嵌入式螺母），雙頭螺釘（用在中間板，連接兩個(gè)層板）等等。該連接方法操作起來(lái)簡(jiǎn)單直接，連接要求不高，應(yīng)用的范圍非常廣，并且具有多種擴(kuò)展形式。

2 間接咬合式五金件的應(yīng)用

當(dāng)將間接咬合式五金件連接器嵌入兩個(gè)板中時(shí)，五金件起不到直接固定板的作用，需要旋轉(zhuǎn)和排列五金件并將其布置到特定的角度和位置，以起到固定板的作用。間接咬合式五金件的“三合一”連接件，也被稱(chēng)為偏心連接件。它由偏心輪、螺釘和嵌入式螺母組成（如圖1所示），其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于我國(guó)傳統(tǒng)木工中的釘子和榫卯結(jié)構(gòu)。三合一連接的原理為，當(dāng)偏心輪的底部偏離偏心輪的中心時(shí)，當(dāng)偏心輪在第三方的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，卡在弧形中的連桿將緩慢靠近偏心輪的中心沿弧線，使兩者之間的距離緊密，使連接緊密。三合一連接可以進(jìn)行多次的拆卸，這也是板式家具其中的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。安裝好后，從板式家具的外表面也是看不到三合一連接件的，該連接件具有良好的隱藏功能。同時(shí)，三合一連接大大減少了粘合劑的使用，使板式家具更加的環(huán)保，但是三合一連接的缺點(diǎn)是只能做成直角零件連接來(lái)應(yīng)用。由瑞士某公司開(kāi)發(fā)的P連接系統(tǒng)是T型鎖緊系統(tǒng)，這是一種新型的板式家具五金連接件（如圖2所示）。其原理類(lèi)似于三合一五金連接件，都是在板上開(kāi)槽或打孔，并且通過(guò)鎖扣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)連接。如果連接系統(tǒng)與板連接，則密度板最大強(qiáng)度能夠達(dá)到50kg上下，實(shí)木最大能夠達(dá)到200kg上下。連接系統(tǒng)僅需要兩個(gè)獨(dú)立的板就可以安全牢固地連接，而家具則不需要背板。P系統(tǒng)的應(yīng)用使板式家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有了更多的創(chuàng)新性和靈活性，且家具具有遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)連接件的連接強(qiáng)度和更為豐富的連接角度進(jìn)行連接。

3 五金連接件的其他特性

在瞬息萬(wàn)變的現(xiàn)代社會(huì)中，人們對(duì)五金件性能的探索已經(jīng)變得越來(lái)越廣泛和深入。根據(jù)五金件的獨(dú)特特性，例如強(qiáng)硬度、彈性、剛性、沖擊韌性、抗氧化性和耐腐蝕性等，設(shè)計(jì)出了眾多與傳統(tǒng)不同的各種五金連接件。InvisMx2的新型五金連接件（如圖3所示）。此五金連接件使用“磁力驅(qū)動(dòng)原理”，該五金連接件可以完全隱藏在木板內(nèi)部中使用，使已安裝的家具從外面看不到任何孔痕。該項(xiàng)設(shè)計(jì)獲得了漢諾威木工機(jī)械的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，正式名稱(chēng)是MiniMag，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是帶有正極和負(fù)極的磁鐵塊。通過(guò)旋轉(zhuǎn)，它可以驅(qū)動(dòng)連接零件的緊固，就像一個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)另一個(gè)齒輪一樣。在磁場(chǎng)力的作用下，螺栓上的螺紋與螺母上的內(nèi)螺紋連接。驅(qū)動(dòng)MiniMag，使磁性塊工具可以使用無(wú)繩電鉆，該電鉆可以與速度在1200至1500r/min的任何無(wú)繩電鉆兼容。連接件的實(shí)際結(jié)構(gòu)稱(chēng)為M5，它由不銹鋼制成。M5的特殊之處在于，它還帶有內(nèi)部帶有正極和負(fù)極的磁鐵塊。在外部磁場(chǎng)的作用下，螺栓桿被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。另外，不必?fù)?dān)心它們是否連接牢固，每個(gè)連接器可以承受250kg的外力。這種磁性驅(qū)動(dòng)的連接件具有被完全隱藏以及重復(fù)拆卸優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)展InvisMx2新型五金連接件的設(shè)計(jì)制造思路，根據(jù)五金連接件的導(dǎo)電性和磁性，可以設(shè)計(jì)出各種易于安裝、隱蔽性強(qiáng)，并且可以解決特殊問(wèn)題的結(jié)構(gòu)性五金連接件。研究五金連接件的導(dǎo)電性、耐腐蝕性、抗氧化性等特性，通過(guò)現(xiàn)代化的高新技術(shù)，將芯片插入五金連接件，制造合適的磁場(chǎng)，采用特殊的鍛造等手段，設(shè)計(jì)出具有獨(dú)特性能的新型結(jié)構(gòu)五金連接件，以改善結(jié)構(gòu)五金連接件的制造方法。

隨著互聯(lián)網(wǎng)+浪潮的興起，定制概念和智能家居等產(chǎn)業(yè)鏈的深化發(fā)展，“智能家具”的國(guó)際貿(mào)易已經(jīng)來(lái)到。板式家具的智能化設(shè)計(jì)上更多地體現(xiàn)在高端五金連接件的使用。智能家具五金連接件的設(shè)計(jì)迎合了“以人為本”的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，使板式家具五金連接件的功能得到不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。隨著新型技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，三維掃描技術(shù)被用于提取板式家具連接結(jié)構(gòu)的橫截面形狀和尺寸特征，并重新建立連接結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體模型。通過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)研究方法，研究了連接結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的力學(xué)性能。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果與測(cè)試結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析，驗(yàn)證了仿真結(jié)果。開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的定制解決方案，以進(jìn)一步擴(kuò)展其適用范圍和方法，并為現(xiàn)代家居提供更多優(yōu)質(zhì)的板式家具產(chǎn)品。

4 結(jié)語(yǔ)

具有連接功能的結(jié)構(gòu)五金連接件不僅具有板式家具的連接功能，還具有其自身的功能和裝飾功能。本文著重從直接咬合式五金件、間接咬合式五金件和五金連接件其他特性的三個(gè)方面，分析了在板式家具連接時(shí)需要考慮的問(wèn)題以及與傳統(tǒng)木作有所不同的設(shè)計(jì)方法。影響板式家具連接的因素非常多，也比較復(fù)雜，利用科學(xué)合理的方法和五金連接件的特點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展設(shè)計(jì)方案，找到適合實(shí)際需求的結(jié)構(gòu)五金連接方法的解決方案，以便于更好地服務(wù)于板式家具的生產(chǎn)實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

[1]劉曼曼.板式家具自體裝配鎖扣結(jié)構(gòu)研究及其加工成型銑刀設(shè)計(jì)[D].東北林業(yè)大學(xué)，2018.

[2]李哲.板式家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)美研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué)，2017.

[3]方科可.可拆裝藤編家具創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[D].浙江工業(yè)大學(xué).

圣奧科技股份有限公司 浙江杭州 311225