榫卯有內(nèi)部構(gòu)造和外部縫線,就內(nèi)部構(gòu)造來看,榫卯的結(jié)構(gòu)原理各有不同,其投裝方向和受力結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及家具日常使用中榫卯的抗力也千差萬別。其內(nèi)在結(jié)構(gòu)性質(zhì)可歸類為“二十四性”——
甲組
直、槽、穿、栽、扣、契
帶、位、掛、銷、抹、格
乙組
斜、插、夾、悶、卡、互
靠、交、抱、鎖、斗、結(jié)
甲組與乙組是相互對應(yīng)的
甲1直榫材與卯材呈“丁”字形,即垂直關(guān)系。直榫平肩或齊肩,榫頭或出或悶,是所有木材構(gòu)架的最基本榫卯連接方式。
乙1斜榫材與卯材(指木紋)是斜角關(guān)系,或銳角或鈍角,卯眼與榫肩均非90°連接;另有榫材與卯材雖垂直,但卯材扯轉(zhuǎn)斜肩的榫卯連接。
甲2槽兩材同向或垂角,卯材凹槽與榫材凸邊(舌簧)的相接,板與板或板與框桿的凹凸拼合。
乙2插燕尾凹槽類的有向插入連接,即投裝時必須先對準(zhǔn)就位后再往一邊插緊,除固定位置外還具有拉力。
甲3穿甲材穿過乙材而與第三材相連接,而乙材基本是限位不動。若甲材在穿入乙材區(qū)間內(nèi)需要穩(wěn)定,則另加楔釘,但其主體榫卯的結(jié)構(gòu)性質(zhì)仍是“穿”。
乙3夾兩材呈丁字形連接,甲材榫頭呈鴨嘴狀,一主一輔、一內(nèi)一外,主榫入眼輔“榫”在乙材眼的外側(cè)相夾,外面的輔榫僅有主榫一半左右。
就傳統(tǒng)作法及木性而言,,槽與插有其共同點(diǎn)。若兩材(板與板)是同向木紋相拼接的,其槽內(nèi)可施膠,但板與大邊抹頭等相拼接的槽與舌(簧)之間絕對不可施膠,而應(yīng)施蠟,以防止其后上漆時的漆滲入。
甲4栽兩材桿都要鑿眼對合的平行拼接,中間另設(shè)小榫順紋栽入連接,一般情況下,小栽榫頭一深一淺。
乙4悶兩材格角或孤接,兩材都要鑿眼“凹槽”,另作一鍵式小木塊橫(紋)向悶入。
甲5扣兩材(托泥)格角連接時,在預(yù)留的上小下大頭的孔內(nèi)扣住垂直的第三材(腿足),先將腿足下的小方錐榫頭定位,然后再將兩材格角榫卯結(jié)合并扣住腿足。
乙5卡邊抹兩材水平格角時,在預(yù)留的孔洞內(nèi),穿入并卡住第三材豎腿,使其上下左右不可轉(zhuǎn)動或移動。
甲6契兩材均出榫、榫頭與榫頭相互契吻、各部位分別交于第三材同一卯眼內(nèi)的拼合連接,兩榫頭有明榫和暗榫之分。
乙6互兩材榫頭與榫頭相互咬吻并加鍥釘。
甲7帶多個板塊拼接時,在其背后開燕尾槽并加條桿。
乙7靠豎向背板與其背后橫向背桿的相靠相連,桿靠相鍥。
甲8位僅作定位的凹凸活絡(luò)連接,無須常規(guī)榫卯的緊固或嚴(yán)密,如門軸或不滑移的門閂及抽屜下活絡(luò)滑道等。
乙8交兩材定位后的“十”字交或成角交,有固定交合和活絡(luò)交合兩種。
甲9掛桌床等牙板端與腿上端的格角內(nèi)部結(jié)構(gòu),其牙板端內(nèi)作燕尾凹槽,由上而下掛插而入。
乙9抱牙板與腿上端的掛插相連,牙板榫端頭下的“小三角”被腿的上端遮蓋抱合。
甲10銷甲乙兩材順紋的活絡(luò)拼接,即另作鍵式小條桿一頭栽入甲材后,另一頭銷入乙材橫移收緊,也可反向松開,如走馬銷等。
乙10鎖一材或兩材相契于第三材卯內(nèi),再用鍥釘鎖住,如霸王棖掛鉤下的墊塞鎖等,一般的鎖不可拆開,必須損壞鍥銷方可拆散。
甲11抹木條桿與厚板端頭的封邊相連,面框抹頭也是其中的一種,更多的是指板材端的封邊作法。
乙11斗板材與板材的齒狀相咬合,可垂直成角咬合連接,也可兩板順紋延長的端尾咬合連接,斗齒一般呈燕尾狀。
甲12格兩材成角或垂直且合一角的榫卯連接,即格角榫,其內(nèi)部有多種構(gòu)造。
乙12結(jié)三材之間相互垂直關(guān)系的三維合一,且為相互契合的結(jié)構(gòu)榫卯,甲乙格角后第三材插入并使甲乙契扣不散,三材結(jié)構(gòu)受力均衡強(qiáng)而不衰。
上述“二十四性”有其不同的組合性格和投合原理,并可衍生出上百種不同的榫卯作法。
中華傳統(tǒng)家具的榫卯是一個大家族,筆者歷經(jīng)20多年的收集與整理,目前已歸納出100多種不同結(jié)構(gòu)的榫卯,有些類同或近似的榫卯不列入其內(nèi)。
將上述榫卯“二十四性”及這100多種榫卯進(jìn)行對比分析,發(fā)現(xiàn)其在用途上有一定規(guī)律。有的榫卯專用于某種“制式”家具,而不適用于其他“制式”;有的榫卯很常用;有的榫卯只適用于傳統(tǒng)家具;有的榫卯極特殊,很少使用;有的榫卯很基本,所有木作制品都可以用上。
大致分為以下五大族——
基礎(chǔ)榫卯族:用于硬木、軟木家具及其他木構(gòu)。
常用榫卯族:通用于傳統(tǒng)家具的常規(guī)榫卯。
制式榫卯族:專用于某種“制式”類家具的榫卯。
特殊榫卯族:用于特殊木構(gòu)或創(chuàng)新家具的新榫卯。
創(chuàng)新榫卯族:現(xiàn)今發(fā)明的創(chuàng)新榫卯。
榫卯之間的受力分析榫卯之間的受力有——
①②③是榫材(榫頭)的力因;③④是卯材(眼)的力因。
就同種木而言,榫的力因與卯的力因因榫卯結(jié)構(gòu)造型的不同而固力有所不同。理論上講,榫與卯各自受力均衡時,這一對榫卯才最為牢固。
但就整體家具而言,除了面框邊抹四個格角的榫與卯受力需均衡外,其他榫卯往往是“強(qiáng)卯弱榫”,因?yàn)橛忻鄣牟臈U往往都是家具的主桿主材(如圖8-22),椅子的豎向后桿,其中段卯眼的寬窄必須充分兼顧整個后桿的牢固,主卯材(后桿)若斷裂則器毀(無法修復(fù))。“三維一角”的棕角榫結(jié)構(gòu),必須充分考慮三材的受力均衡,這與建筑角柱框粱的"強(qiáng)柱弱梁"是同一個道理。
榫頭與卯眼的大小、厚薄、長短、寬窄、深淺,皆與桿材的寬厚有關(guān),也與榫卯部位有關(guān),榫(頭)過厚,則卯(眼)相對過大,兩側(cè)的眼壁就會過薄,卯材桿就易斷;反之,榫(頭)過薄,卯眼小了,卯材桿雖然強(qiáng),但榫頭易折斷;較為適合的榫卯的榫頭厚是卯材厚(徑)的四分之一稍上。
面框邊抹的榫與卯雖然要求受力均衡,但榫頭仍然不宜太厚,榫頭厚在邊抹材厚的三點(diǎn)五分之一到四分之一之間為宜,而且榫頭的寬度也不要太大,以邊抹材寬的七分之三左右為宜。古人根據(jù)世世代代的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了很多常規(guī)的榫卯尺碼,并以此規(guī)范研制了多種不同分寬的鑿眼刀具。
制作榫卯有“八要”:①悉木性;②究構(gòu)造;③精分寸;④覓紋順;⑤求嚴(yán)密;⑥忌死鍥;⑦可拆裝;⑧易修復(fù)。
真正的傳統(tǒng)榫卯必須有緊固受力的面,榫卯間的受力不是四面皆緊,而是依卯材紋理方向,在眼內(nèi)的兩端截面是"緊頭",在鑿枘時要預(yù)留好,而在眼內(nèi)的兩側(cè)壁面要相對"恰合”,不可太緊,否則卯材易裂。
每對榫卯必須要有"緊頭"?,F(xiàn)今有所謂"改良"榫卯,其實(shí)質(zhì)是在常規(guī)材徑的單榫厚度內(nèi)改作雙(層)榫,以增加咬力和含膠面。
然而,多層薄片的榫頭是否便于日后拆散修復(fù),以及榫"片"偏薄難脫開、易損壞、不可拆裝等是個大問題,這可能是受西方榫卯的啟發(fā)或機(jī)械化所帶來的所謂"精工”創(chuàng)新。
還有一種所謂的榫卯預(yù)應(yīng)工藝,即在榫與卯投合前,將卯眼先涉水,待卯眼膨脹后再將榫頭精密投合,待干后榫卯愈加緊固,這類方法古已有之,但對于密度較高的硬木是不適用的,而且也有可能因卯眼兩側(cè)的眼壁過于"恰合”,待干后因太緊密而開裂。
實(shí)際上,古人的手工鑿眼枘榫,在"緊頭"處的鑿鋸刀痕就是最好的力的預(yù)應(yīng)處理?,F(xiàn)代鑿眼工具及利用機(jī)械打毛或拉絲等,可在"緊頭"處做文章。