武侠小说中,常有奇门遁甲之士,以木为匣,内设“六合”结构,环环勾连,精巧闭合,以作传递密信之用。外人若不知其中机锋,一旦错误破开,便会引发匣内密信自燃,落得功亏一篑。
这个令人充满遐想的木匣就是“机关盒”。机关盒的历史流传已久,最为人津津乐道的就是《三国演义》中诸葛孔明的机关盒,在许多战役中立下不世奇功,成为千古之谜。因此,后来者也将机关盒的设计列为本门“秘而不宣”的独家技艺。
在国外的木艺爱好者心中,“机关盒”与“鲁班锁”可以称得上是中华木艺古技的“双姝”。自19世纪以来,许多艺术家便热衷于机关盒的设计,其中最负盛名的作品有维多利亚时代盛行的珠宝匣,以及日本箱根盛产的寄木细工首饰盒。
美国当代最具影响力的诗人查尔斯·布考斯基有一首风靡世界的小诗:我认识一个女人,她总是不断购买源自古中国的机关盒,像个解题的数学家……可见中国机关盒的影响之深远。
科特·卢克斯就是这样一位机关盒的“重度发烧友”,从小喜欢玩迷宫的他,经同学的介绍迷恋上了中国的机关盒。源于这份热爱,他在破解机关盒的道路上越走越远。
在这篇文章中,他就分享了自己初入机关盒领域的经验,为初学者提供了借鉴。喜欢机关机械类木作的朋友也可以入手这本由我们出品的新书《机关木作》,内含15件新奇作品,包括详细的分步图解,还附赠高清图纸,适合大家从零开始进阶新奇木作。
格木文化的朋友们,大家好,我是科特。
关于我对机关盒的热爱前文已经介绍过,此处不再赘述。相信很多爱好者和我一样,最痛苦的事莫过于找不到机关盒的图纸,无法破解其中奥秘,所以我设计了一款简单的机关盒,与大家分享制作的技巧。
这款机关盒的机制比较简单,不过在这里我先卖个关子,咱们在文末揭晓谜底。
此次我设计的盒子选用的是常见的材料尺寸,盒子由两种对比鲜明的木材制成,侧板是胡桃木,顶盖和底板是枫木。除了用于锁定机关的钉子外,盒子均由普通的木工胶胶接而成。
第
1
步
工具和材料
工具
①台锯
90 °横切推台(或斜切锯)
45 °横切推台(或斜切锯)
②手锯(或带锯)
③钻床
④带夹
记得准备一堆夹子
材料
①木工胶:太棒胶2代
②侧板板材:胡桃木533mm x 64mm x 12mm
③底板、顶板、机关板材:枫木305mm x 127mm x 19 mm
③50mm长的钉子: 6 个
第
2
步
底板切割槽
侧板是在一张长约 533mm的板材上切割制作的。每个侧板都需要制作放置底板的插槽。
我设计的这个盒子高度大约是64mm,所以我们先将台锯靠山设置为54mm,台锯的锯片高度设置为6mm,这样恰好可以切割板材厚度的一半,切割完成后就是一块带有凹槽的侧板了,如下图所示。
注意
我的锯片厚度是3mm,大家在制作底板时可以根据自己锯片的厚度来调整凹槽的厚度。
第
3
步
将侧板切割成一定长度
使用斜切锯或横切推台,从长度 533mm的板材上用第2步中的凹槽切割法切割出4个长度为127mm的侧板。切割时可以将挡块夹在相应的位置,这样可以确保每一侧的尺寸完全相同。
切割完成后板材还有大约 13mm的余料,因为4次切割中的每一次都会去除锯片宽度的材料 (3mm)。因此,在料单中增加25mm的余量,可以确保我们有足够的切割空间。
第
4
步
斜接角
接下来,是在每个侧板两端切割45°斜接角,注意:底板的凹槽在盒子的内侧。盒子的外侧长度为127mm,而内侧长度约为103mm。
关于斜切角的切割工具,大家可以选用设置为45°的复合斜切锯,或者台锯上的 45°横切推台。切割过程中一定要密切注意对齐,切口越精确,角接缝就越不明显,盒体更为美观大方。
第
5
步
锯切底板
我设计的底板厚度与台锯锯片的宽度相当,尺寸为112mm x 112mm x 3mm,挑选的原材料是一块305mm x 127mm x 83mm的枫木。
带锯是进行这种切割的首选方法,但是在没有带锯的情况下,大家也可以使用台锯。
第
6
步
将底板切割到相应尺寸
使用斜切锯或横切推台,将薄底板切割到112mmx 112mm的尺寸。考虑到插槽的需要,底板的尺寸需要略小一些,以便在胶合的过程中进行一些移动。
第
7
步
对齐侧板并涂上胶水
对齐4个侧板,保证所有底部凹槽在一条直线上,用美纹胶带粘住,在斜接面和切割槽内涂抹木工胶。
第
8
步
插入底板
依次将底板插入侧面板的凹槽中,直到盒子的底部组装完成。在组装的过程中需要轻微用力,以确保底板与侧板紧密结合。
第
9
步
夹紧并干燥
用夹子夹住盒体边缘,令胶水干燥。这个步骤可以使用传统的杆夹,也可以选用带夹,带夹更容易确保每侧受力均匀。
第10步
切割和测量锁定机制
从枫木板材(顶板和底板的原料)中,切割尺寸为102mm x 48mm x13mm的部件作为锁定机关。在102mm x 13mm 的面上标记六个等距点,作为锁定机构的钉孔。
第11步
钻钉孔
使用钻床在上一步标记的6个标记点上进行钻孔。我使用的是3mm的钻头,操作的过程中允许有一些误差。
第12步
拆分锁定机制
使用台锯横切推台将钻孔的锁定机关切为两半,形成两个尺寸为102mmx 24mm x 13mm 的部件。
注意
在每个部件上标记方向,以供后续步骤参考。
第13步
标记锁定机制的侧板
用铅笔在盒子的一个内侧壁上画一个13mm×24mm的矩形。矩形的顶部及底部分别距离盒子的顶部及底部各19mm。矩形的侧线距离盒子最近垂直面的距离为22mm,而另一侧距离垂直面的距离约为57mm。
同时在对称的内侧壁上标记一个相同的矩形。这两个矩形即为内部锁定机关的固定位置。
第14步
固定内部锁定机制
取出钻孔后的锁定机关,每隔一个钻孔插入一颗50mm的钉子。在标记的矩形框内涂抹胶水,将锁定机关对对齐矩形边缘黏住。
注意
钉头的方向和位置,保证钉头可以稍微滑动但不会掉落。
第15步
切割盒盖支撑
使用手锯(或带锯)切割两块尺寸为 57mm x 12mm x 3mm的部件作为盒盖支撑。
第16步
固定盒盖支撑
将两个盒盖支撑粘在盒子的内表面上,确保顶部与锁定机关齐平并且不会阻碍钉子滑动。
第17步
切割盒盖
在枫木材料上切割一块 103mm x 103mm x 12mm 的木头作为盒盖。在盒盖边缘25mm位置画出机关固定的位置。
第18步
组装盒盖锁定机关
将锁定机关的另一半粘到盒盖的内表面上,距离较远端54mm,距离盒盖近端25mm。使用手锯切割掉机关两侧约3mm的板材,以使盒盖通过内部支撑。
使用手锯(或带锯)切割出一个尺寸为 88mm x 3mm x 3mm的挡条,然后将钉子插入到钻孔中(保证与内部锁定机关的钉子错位),将挡条粘在适当的位置,作为钉头的挡块。
第19步
安装盒盖旋钮
第20步
打磨
从150目砂纸开始打磨盒体和锁定机关,再用220目砂纸继续打磨直至光滑。
使用不起毛的布在机关盒表面上涂抹一层薄薄的虫胶。再用干净的布擦去虫胶多余的部分,最后用 600目砂纸继续打磨,并用钢丝绒擦拭细节。
现在一个简单的机关盒就大功告成啦,你可以在这个机关盒里存放贵重物品,也可以邀请你的朋友前来挑战一下,看看能不能发现这个机关盒的秘密。
这个机关盒的巧妙之处就在于无论你向左还是向右摇动盒子,都只会听到里面的钉子在晃动,但还是无法打开盒盖。
不过只要我们快速旋转机关盒,利用离心力的作用,盒子自然就被打开了。
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