基于板式家具结构五金件的新型连接方法探究
来源:用户上传
作者:
摘 要：板式家具以高度工业化、高效生产力和时尚多样性的绝对优势受到消费者和企业的青睐。与板式家具关系最紧密的五金配件对于板式家具的属性、功能、质量和品味以及家具的寿命都起到了至关重要的作用。在众多五金配件的分类中，结构五金件是最为核心的五金连接件。伴随科技技术的日益成熟，针对板式家具结构五金件的连接方法也有了突破性的变革。本文针对板式家具结构五金件链接方法属性，从智能化角度进行分析设计，并对其未来发展趋势加以探究。
关键词：板式家具 结构五金件 连接 特性 智能设计
中图分类号：TS664 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）11（c）-0085-02
板式家具可拆装组合的特点，得益于50多年前德国发明的钢制铰链连接技术，引领了多种板式家具五金连接件的发展。国家标准《GB/T 28202-2011 家具工业术语》对家具五金件的定义是：“能满足家具造型与结构要求，在家具中起连接、活动、紧固、支撑和装饰等功能的金属制件。”因此根据家具五金的作用，家具五金可归纳划分为结构五金、功能五金和装饰五金等类别。结构五金作为核心的五金连接件，可以起到紧固连接、位置调节等作用。具有结构简单、制造成本低、装配效率高、拆卸方便、便于运输等优点。有利于板式家具机械化流水线生产，为板式家具的大规模生产提供技术支持。对于板式家具，结构五金件就像人的关节，家具功能构建的任何开合抬落、曲折弯转都需要依靠他而得以实现。如果起到连接作用的结构五金件没有起到相应作用，板式家具将无法成型，我们平日常见的推拉、悬挂、储藏、调节防护功能的板式家具就更无从谈起。因此在设计使用哪种五金件组合板式家具时就需要采取更为适合的连接方法加以应用。
1 直接咬合式五金连接件
直接咬合式五金连接是靠五金件与板式家具连接后相互之间的摩擦力以及自身强度的力量进行咬合，从而达到连接效果。常见的有螺栓、螺钉、自攻螺钉、螺母等紧固件。按照五金件与板件具体连接方式的不同可分为快装螺杆（无需工具快捷安装，只需将金属件用手压入侧板中即可）、拧入式带直接固定螺纹螺杆（带自攻的螺纹，可以直接拧在侧板孔中）、拧入式带螺纹螺杆（带机丝螺纹，侧板中需要安装预埋螺母配合）、双头螺杆（用于中立板，连接两块层板）等。这种连接方式简单、直接，连接要求低，运用范围极广，扩展形式多。
2 间接咬合式五金连接件
当间接咬合式五金连接件嵌入两块板中后，五金件不能直接起到紧固板材的作用，需要将五金件旋转、排列为特定角度、位置方能起到紧固板材的作用。
“三合一”连接件是我们常见的间接咬合式五金件，也称为偏心连接件。20世纪70年代，海福乐家具配件公司发明了这种新型连接件。它由偏心轮、螺杆和预埋螺母组成（图1所示）。它的结构类似于传统木工中的钉子和榫卯结构。三合一连接的原理是，当偏心轮底部偏离偏心轮中心时，通过第三方用力在转动偏心轮的时候，卡在弧度内的连接杆会沿着弧度慢慢向偏心轮中心靠近，使两块板之间的距离得以紧密，使其连接紧固。三合一连接可以多次拆装，这也是板式家具的优点之一。安装完成后，从板式家具外表面看不到三合一连接件，具有良好的隐蔽功能。同时三合一连接减少了粘合剂的使用，更加环保，但三合一连接只能做成直角零件连接。
瑞士Lamello公司于2009年研发的的P连接系统，它是T型锁紧系统，一种新型的板式家具五金连接件（图2所示）。它的原理类似于我们熟悉的三合一连接件。它们都在板材上开槽或冲孔，通过锁扣的方式实现连接。如果连接系统与密度板连接，最大强度可达到50～60kg，最大实木可达到200kg。连接系统只需两块独立的板即可安全、稳固连接，家具不需要背板。P系统的应用增加了家具结构设计的创新性和灵活性，其家具的连接强度远比使用传统的连接件高，并且连接的角度更加丰富，可进行任意角度连接。
3 具有其他特性的五金连接件
在日新月异的现代社会，人们对五金件性能的探索越发宽广及深入，根据五金件不同于其他材料的强度、硬度、冲击韧性、弹性、刚性、耐腐蚀性、抗氧化性等独有的特性也设计出多款不同于传统式的五金连接件。
瑞士Lamello公司生产的名为InvisMx2的新型连接件（图3所示），这种连接件利用“磁驱动原理”，它可以完全隐藏在板件内部，并且完成安装的家具看不到任何孔洞痕迹。这项设计曾获得汉诺威木工机械的最高奖，官方名称为MiniMag，其内部结构为带正负极的磁铁块。通过旋转，它可以驱动连接部件的紧固，就像一个齿轮驱动另一个齿轮一样。在磁场力的作用下，螺栓上的螺纹连接螺母上的内螺纹。驱动MiniMag，允许磁块工具使用无线电钻，它可以兼容任何速度从1200到1500r/min的电钻。而实际连接件的结构叫做M5，它是不锈钢材质，特别之处在于M5，其内部同样具有带正负极的磁铁块。在外磁场的作用下，驱动螺栓杆转动。另外，不用担心它们连接是否牢固，每个连接器都能承受250kg的外力。这款磁驱动的连接件，具有完全隐藏和重复拆装的优点。
英国Bare Conductive公司设计的电子涂鸦导电墨水是一种可导电、安全、无毒、无溶剂的电解涂料。它可作为导电粘合剂使用，取代专业焊接装备，我们可以用装有此款导电墨水的笔绘制独特的个性电路图，当导电漆完全干燥，导电片通电时，即可完成完整的电路图。延展InvisMx2的新型连接件的设计思路，根据五金连接件的导电性及磁性便可以設计出多款安装方便、隐藏性强，可以解决特殊问题的结构五金连接件。对五金件的传导性、耐腐蚀性、抗氧化性等特性的研究通过现代技术对五金件内部置入芯片、制造磁场、特殊锻造等手段设计出新型具有独特性能的结构五金件，为提升结构五金件的制造方式及手段。
随着互联网+、定制理念和智能家居等产业链的发展和深化，“智能家具”的出口已经到来。板式家具的智能化设计更体现在高端五金件中。智能化家具五金的设计，迎合了“以人为本”的现代设计理念，使家具连接件的功能不断完善、创新。随着新技术的逐渐成熟，采用三维扫描技术提取家具连接结构的截面形状和尺寸特征，重建连接结构的三维实体模型。通过分析和试验研究的方法，研究了连接部位结构的抗弯强度和抗拉强度的力学性能。通过仿真与试验结果的对比分析，验证了仿真结果。同时数值模拟并提取不同连接结构在不同力学优势性能下的连接结构特征。制定专业化定制方案，更加拓展其可应用的范围、方法，为现代家居提供更为优越的板式家具产品。
4 结语
具有连接作用的结构五金件对于板式家具来说即起到连接作用同时又可以有自身的功能性、装饰性的作用。
本文较为系统理论地从直接咬合式五金连接件、间接咬合式五金连接件和具有其他特性的五金连接件三个层次分析了板式家具连接中需要注意考虑的问题以及可以参考运用的不同于传统木作的设计方法。影响板式家具连接的因素多而复杂，但我们可以学习科学合理的方法，遵循五金件的特性对设计方案加以拓展，在众多的解决方案中找到适合自身实际需要的结构五金连接方法的推荐方案，引领板式家具设计、制作方法，更好服务于生产实践。
参考文献
[1] 刘曼曼.板式家具自体装配锁扣结构研究及其加工成型铣刀设计[D].东北林业大学，2018.
[2] 陶锐.现代板式家具的设计研究[D].中南林业科技大学，2010.
[3] 钟文翰，陈曦曦，胡天怡，等.《木家具通用技术条件》新国标解读[J].中国标准化，2018（21）：112-115.
[4] 刘晓红，王瑜.板式家具五金概述与应用实务[M].北京：中国轻工业出版社，2017.
[5] 叶翠仙.家具设计制图·结构与形式[M].北京：化学工业出版社，2017.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15148422.htm
