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SolidWorks在家具设计中的应用
董友明 2008074020119
（河北农业大学林学院，河北 保定，071000）
摘要：介绍了基于SolidWorks的家具设计，通过对家具图设计实例描述了SolidWorks对家具进行二维草图、三维结构设计过程中的建模、特征绘制的基本方法。
关键词：SolidWorks；家具设计；家具制图；建模

1 概述
在家具设计领域，应用Auto CAD中做结构、工艺图，然后在3DMAX中做效果图是传统的设计方法。美克国际家私（天津）制造有限公司是一家家具设计与制造公司，与绝大多数家具制造企业一样使用二维计算机辅助设计软件，然而面对2005年以来的人民币升值、原材料价格上涨等经济状况的影响，美克开始采取一系列措施来应对危机，其中一项就是在研发部门开始推行SolidWorks三维工艺设计软件取代原有的设计方式，工艺设计的现状，率先研发了 Solidworks 三维工艺设计软件，从而使得公司的家具产品设计可以同飞机、汽车等高科技产品一样实现可视的三维设计效果，在计算机里模拟制造家具的实物产品，其结构、造型、涂饰颜色、功能等等均在电脑屏幕上一目了然。以及采取的其他措施，使企业在危机中立于不败之地[1]。可见SolidWorks软件的确有许多优越性。自1996年Solidworks进入中国以来，将它作为家具设计软件的企业、个人也逐渐增多。Solidworks开始在中国家具行业应用得越来越深入。甚至有人预测在三五年内，Solidworks必将取代Auto CAD而成为进入中国家具行业必备的设计软件。下面对SolidWorks软件进行详细的分析论述。
2 SolidWorks 软件的优越性
2.1 SolidWorks简介
SolidWorks 是美国SolidWorks公司开发的一款功能强大易学易用的创新型三维设计软件，自1996年问世之后就进入中国市场该软件是在总结和继承了大型机械CAD软件的基础上在Windows环境下实现的第一个机械CAD软件。SolidWorks是世界上第一款完全基于Windows的CAD软件，充分发挥了用三维工具进行产品开发的威力，提供了从二维数据建立三维模型的强大转换工具。同时，它的开放性可以很方便地将符合Windows标准的应用软件集成到SolidWorks中去，从而为用户提供一体化的解决方案[2]。
2.2 SolidWorks的特点
2.2.1 界面友好，菜单直观，操作简单
由于SolidWorks完全采用微软Windows的标准技术，如标准菜单、工具条、组件技术、结构化存取、内嵌VB及拖放技术等，用户使用软件过程中自始至终享受着Windows系统所带来的便捷，SolidWorks一共只有60多个命令，其余命令与Windows命令相同。图形菜单设计简单明快，形象直观。系统的所有参数设置全部集中在主菜单栏【工具】下的【选项】中，容易查找和设置。
2.2.2 数据转换接口丰富
SolidWorks能够直接读取DWG/DXF格式的文件，完全支持DWG/DXF输入输出时的线型、颜色、字体和图层等，并能“所见即所得”地输入尺寸，使用一个命令即可将所有尺寸变为SolidWorks的尺寸，并可驱动草图，可以任意修改尺寸公差和精度。SolidWorks提供各种三维软件数据接口格式，且与CATIA、Pro/Engineer、UG、MDT、Inventor等设有专用接口，可输出VRML、TIFF、JPG等文件格式。
2.2.3 独特的配置功能
SolidWorks允许一个零件有几个不同的配置，这样用户可利用配置功能在单一的零件和装配体文档内创建零件或装配体的多个变种，即系列零件和装配体族，而多个个体又可以同时显示在同一总装配体中。SolidWorks增强了大型装配处理能力、复杂曲面造型、动态模拟等功能，并专门针对中国市场，增强了中国国标（GB）等内容。
2.2.4 特征管理器
特征管理器是SolidWorks的独特技术，可在不占用绘图空间的情况下，实现对零件的操纵、拖放等操作。还具有特征识别的功能，可以把其他软件的数据进行分析，自动生成它能识别的特征，并可进行编辑和修改。
2.2.5 自上而下的设计
自上而下的设计是指在装配环境下进行相关设计子部件的能力，它可使设计者在设计零件、毛坯时捕捉零件间的设计关系，也可在装配体内设计新零件、编辑已有零件。这种技术不仅做到了尺寸参数全相关，而且实现了几何形状、零部件之间全自动相关，为用户提供了完全一致的界面和全自动的相关设计环境。
2.2.6 基于Internet的协同工作
SolidWorks采用了超链接、3D会议、eDrawings、Web文件夹及3D实时托管网站等技术来实现基于Internet的协同工作。3D实时托管网只需一点鼠标即可将三维产品以多种通用格式发布到网上，便于大家浏览与切磋[3-5]。
3 solidworks在家具制图方面的应用
3.1 用solidworks作家具的二维工程图
在solidworks中，有类文件模板，每类模板有零件、装配体和工程图三种文件类型，利用零件及其装配实体模型，可以自动生成零件及装配的工程图，需要指定模型的投影方向或者剖切位置等，就可以得到需要的图形，且工程图是全相关的，当修改图纸的尺寸时，零件模型，各个视图、装配体都自动更新。工程图工具栏用于提供对齐尺寸及生成工程视图的工具。一般来说，工程图包含几个由模型建立的视图。也可以由现有的视图建立视图。例如，剖面视图是由现有的工程视图所生成的，这个过程是由这个工具栏实现的[6]。如图1，是一靠椅的腿脚模型，二维与三维相对应，并且在二维图中可添加各种标注。

图 1

3.2 用solidworks作家具的三维模型
Solidworks 基于windows环境下的三维设计系统软件，具有强大的3D实体建模、三维实体自动导出二维工程图、钣金设计等功能。新产品在研制开发的过程中，需要经历三个阶段，即方案设计阶段、详细设计阶段、工程设计阶段[7]。
根据产品研制开发的三个阶段，SolidWorks软件提供了两种建模技术，一个是基于设计过程的建模技术，就是自顶向下建模。
装配草图→零件草图→零件→装配体
另一个是根据实际应用情况，一般三维CAD开始于详细设计阶段的，其建模技术就是自底向上建模。
零件草图→零件→装配体
图 2
图 3
SolidWorks软件为设计人员提供了基于特征的实体建模功能，通过拉伸、旋转、扫描、放样、薄壁特征、抽壳、阵列及旋转切除等操作来实现产品的设计。在产品成型以后，可以进行后期渲染、输出图像、图像处理等。而且软件提供了初步的应力分析工具COSMOSXpress利用它可以帮助设计者判断目前设计的零件能否承受实际工作环境下的载荷。
在进行家具三维建模中，需要将家具拆分成许多零部件，以分析各个零部件的建模方法，然后再将各个零部件进行组装、复制、镜像等。例如椅子，可以拆分成靠背、扶手、前腿、后腿、座面等五部分，然后分别建模。如图2是一椅子扶手的三维建模。图3为相应的椅子三维模型。
3.3 用solidworks渲染演示
图 4
图 5
solidworks能运用仿真和渲染演示产品，从而达到与非技术人员交流设计思想的目的，运用这种现代设计方法直观、迅速、无干涉的模拟产品功能实现的过程，容易实现同类产品的比较和对产品进行结构改进。如图4、5，为solidworks渲染图。
参考文献：
[1]美克国际家具股份有限公司年度报告摘要[J].2007.
[2]郭丽华.浅谈solidworks在化工机械设计中的应用[J].有色冶金设计与研究2010,(10),第31卷第5期.
[3]李润,邹大鹏,徐振超,左占平. SolidWorks软件的特点、应用与展望[J].甘肃科技,2004,(05).
[4]贾宏为.郝雨田. SolidWorks在机械设计中的应用[J]电脑开发与应用, 2003,(02) .
[5] 罗红萍.几种绘图软件在机械制图教学中的应用[J]. 广西民族学院学报(自然科学版), 2004,(S1)
[6] 余发军.solidworks学习及应用[D]. 重庆:重庆理工大学应用技术学院.2010,(05).
[7] 褚莲娣.基于solidworks的3D家居产品造型设计[J].机械管理开发,2008,(2).