木工基础教学中关于燕尾榫精度细节问题的影响研究

■郭爱莲，孟 闯

(浙江理工大学艺术与设计学院， 浙江杭州 310018）

传统木工是一门需要长时间训练才能掌握的技艺，尽管现代木工设备和工具以其极佳的操控感大大降低了劳动强度，提高了工作的效率和制作精度，初学者在短时间内仍然难以获得较好的制作效果和学习体验。一些经典的木工制作专著，如：彼得·科恩的《木工基础》、英国DK出版社编著的《木工全书》对工作原理和制作过程有详尽的图文解说，可操作性强，能够给予初学者重要的学习指导。然而，在实际操作的过程中仍然会遇到一些技术问题，影响教学效果，降低了学生的学习兴趣。经过多年的教学实践，发现一些细节问题是掌握制作效果的关键，在这些经典教材中并未详细阐述，有些内容甚至从未涉及。本文以木工基础实验项目燕尾榫盒子制作为例，针对制作过程中的细节问题，提出解决方法，使学生在实际操作中有效消除或避免可能出现的问题，获得更好的学习体验，从而达到教学目的。

1 木工基础教学

每一种材料都有独特的性格、情韵和叙事性。在罗德岛设计学院（Rhode Island School of Design）工业设计系木工房（Industrial Design Woodshop）里，有一个被认可的观点：离材料越近，离过程越近，设计会更好。丹麦家具设计师保罗·克霍姆将纯粹的材料质感作为自己追求的设计理想之一，带着最深的敬意对材料进行设计和处理，展现材料最真实的美感[1]。然而，即使对于生活中最熟悉的材料——木材，我们对它仍然缺乏深入了解，更不用说细腻的情感捕捉和设计运用了。设计的目的是以“造物”为核心，“物”需要具备严格的功能、结构和工艺标准，设计者要能和产品、使用者建立紧密联系[2]。

面向工业设计、产品设计开设的木工基础实验正是这样一门课程，通过认识木材，学习木工工具和设备的使用，最后动手制作一件木工作品，使学生在实践的过程中真正体验到木材的材质之美，领悟传统榫卯工艺之美，以及沉下心来将一件事情做到尽善尽美的工匠精神之美。现代化的工匠精神其实即是职业伦理[3]，这也是培养一位懂材料、懂工艺、追求完美的设计师的必由之路。

2 燕尾榫

榫卯结构代表了中国传统木作工艺的千年传承与设计精华，是比汉字还早的民族印记[4]。它的出现最早可追溯到旧石器时代晚期，长江流域人类发明的穿孔技术为其奠定了基础[5]。经过数代演变，在家具、建筑中展现出各式各样的空间构成形态及丰富的造型变化[6]，被公认为具有“科学合理、安全稳固、结构严谨、使用美观”的特征[7]。燕尾榫得名于木材连接部位的咬合结构形似燕尾，它是一种二维榫卯，在三维空间中只有一个方向的变形不受约束[8]，一般用于板材尾端的90°角相结合，是实木箱体结构最经典的连接方式，人们也称之为“万榫之母”。它的经典在于将两块材料末端相连的端面纹理和长纹理加工成两个垂直相交的长纹理面。由此产生：

其一，材料相互咬合的机械强度；

其二，长纹理面连接的胶合强度；

其三，连接部位位于材料末端，形变一致。

一般来说，两块材料的结合具备了机械强度和胶合强度之一就足够牢固，燕尾榫二者兼而有之。因此，燕尾榫连接效果和质量至今仍然无法超越，在现代细木工家具制造中广泛应用。想象一件由燕尾榫连接而成的细木工家具能够抵挡岁月沧桑，陪伴主人终生，甚至带着家族的记忆传承下去，这是一件多么美好的事情。

3 燕尾榫盒子连接工艺

燕尾榫盒子是典型的细木作，它包含了两种连接工艺：燕尾榫和企口连接。首先，盒子的箱体由燕尾榫连接，四块侧板互相咬合，箱体被牢牢锁住，露出的榫头也具有强烈的装饰感和浓郁的手工感，设计师甚至喜欢利用不同材质表面肌理语言的截然不同[9]，来强化这种装饰感。如图1所示，用材色对比强烈的白蜡木和黑胡桃木制作的纸巾盒。其次，盒子底板与箱体通过企口连接，底板榫舌嵌入箱体的榫槽中，从箱体外表面看不到底板与箱体之间的接缝，小小的盒子呈现出精湛的工艺之美（图2）。内部结构复杂，外观形态简约，深刻表达出东方文化的内敛性和含蓄性[10]，拙朴的外表下蕴含着科学和精致的加工处理[11]。在这里，榫卯不仅仅是一个连接结构，更是一种具有中国特色的装饰元素[12-13]。

■图1 箱体燕尾榫连接

■图2 底板企口连接

制作这种小尺寸的工件时，对精度把握变得尤其重要，“细节决定成败”，任何错误或者缝隙最后都可能变得相当明显。因此，对制作精度的掌握是实验教学的重点和难点。首先，燕尾榫的咬合必须严丝合缝，材料的连接才有机械强度和胶合强度。其次，企口连接要预留合理的伸缩缝，以免气候变化材料形变，使箱体受力胀裂甚至破损，影响工件的使用寿命。

4 影响精度的细节问题

4.1 材料平整方正且尺寸精确

材料平整方正是一切木工制作的基础，形变和尺寸误差会造成无法弥补的缺陷，甚至后续工作无法进行下去。湿度变化、木材的“记忆能力”和内应力都是木材发生形变的原因[14]，也是困扰木工的一个大问题。木工制作的第一步就是要挑选平整的材料，如果材料弯曲变形，要先用平刨、压刨等木工机械设备加工平整。其次，箱体两两相对的板材要方正且尺寸完全相等。初学者喜欢用常规方法划线切割或依照推台锯上的刻度切割，这都不是最合理的方法，不仅增加了加工的难度，还降低了加工的精度，得不偿失。巧妙地利用推台锯的限位器辅助切割，批量加工可以轻松地获得等长、等宽的材料（图3）。

■图3 推台锯限位器

4.2 开榫要“吃线”

开榫前按照板材厚度标记出燕尾板和插接板的榫肩线，实际开榫的深度要超过榫肩线，老木匠管这种做法叫“吃线”，意思是把事先画好的榫肩线“吃掉”。这样做，燕尾头和插接头比板材厚度稍长，燕尾板和插接板配合后，榫头略微超出箱体表面，后期很容易将凸出表面的榫头打磨去掉（图4）。反之，装配后榫头低于箱体表面就难以修补，影响工件外观。木工谚语讲：“画墨讲尺寸，打眼讲分厘”，榫卯的配合就在这分厘之间。

■图4 开榫要“吃线”

4.3 箱体装配后底边错位

由于手工制作的误差，完成燕尾榫制作试装箱体时，箱体底边出现上下错位的现象是难免的。如果忽视了这个细节，直接进入下一道工序——制作底板的企口连接，会造成铣削的榫槽不在同一平面上，底板无法装配。因此，在铣削榫槽之前要打磨错位，使底边位于同一平面。由于电动打磨设备对于箱体来说往往没有足够大的打磨面，转速又快，很难将底边打磨到一个平面（图5)，将砂纸粘贴在平整的桌面上，以桌面为打磨平面，手工打磨不仅简便快捷，而且更可靠。

■图5 打磨箱体底边错位的方法

4.4 底板尺寸计算

盒子底板尺寸需要实测箱体后计算得出。由于燕尾板和插接板之间可能有装配间隙，实测前应检验箱体是否为矩形。检验方法是测量箱体对角线长度是否相等，如果不相等，需要轻轻敲击连接部位校准。企口榫舍和榫槽之间的配合如图6所示。为方便计算，以榫槽深度为1/2板材厚度为例。

■图6 企口榫舌和榫槽之间的配合

底板长（宽）=箱体外轮廓长（宽）-板材厚度-1～2mm

其中1～2mm是为材料形变预留的伸缩缝，具体视工件的大小而定。盒子施胶固定时，燕尾板和插接板连接部位施胶，企口榫舌和榫槽之间不施胶，底板只是卡在榫槽内，这样它就能自由地收缩和膨胀，箱体不会因气候变化、材料形变而受损。

以上是木工基础教学中影响燕尾榫精度的四个细节问题。忽视这些细节，盒子最后装配时，所有的问题都会集中暴露出来，轻则榫卯结构无法严丝合缝，影响美观；重则盒子完全无法装配，让人觉得经过长时间的艰苦工作，最后功亏一篑，颇受打击。木工制作是一项科学严谨的工作，非常锻炼学生的观察能力和动手能力，除了掌握一般的操作方法和工艺流程外，关注这些影响燕尾榫精度的细节问题，才能获得更好的学习体验。

5 结语

“设计是要脏手的”。学生通过刨削、切割、铣削、装配、打磨、木蜡油涂饰等木工制作工艺流程，感受一块粗糙的木料在手中逐渐变得光滑细腻、触感温润、纹理丰富，能够真正体验到木材这种日常生活中最常见材料的材质美；领略到古老的榫卯工艺凝聚着祖先智慧，将科学和艺术相结合，在现代细木工家具制作中依然焕发着蓬勃的生命力。木工基础实验并不是单纯地完成工作任务，而是让人沉淀下来把一件事情做到完美，并将自己动手操作获得的愉快情绪体验升华为一种“匠人精神”。这是设计师必备的精神素养，是设计师必修的一门课。