Solidworks参数化设计软件在我国家具研发中的应用

夏兴华，陈峰

（辽宁林业职业技术学院，辽宁 沈阳 110101）

Solidworks参数化设计软件在我国家具研发中的应用

夏兴华，陈峰

（辽宁林业职业技术学院，辽宁 沈阳 110101）

Solidworks参数化三维设计软件以其独特的绘图优势，与有限元结合的二次开发功能可以提高家具研发的工作效率和产品质量。该文重点介绍了Solidworks设计软件在家具研发设计中能够解决的问题并对其进行展望。

Solidworks；参数化三维设计；家具研发；软件

家具产品研发效率高是提高家具企业产品竞争力、减少销售和设计成本的关键。目前家具市场产品的定制化趋势越发明显，参数化三维设计软件在定制家具产品的研发设计中起到了关键作用，能够满足顾客对产品开发周期、质量、成本等的高要求［1］。Solidworks参数化三维设计软件广泛应用于工业设计领域，在二维绘图和三维造型建模的问题上能够实现交互性，并能在后期进一步进行二次开发，目前在家具研发中的研究较少。本文从Solidworks参数化设计软件的功能及作图优势入手，并对家具研发设计中三维设计软件的应用现状进行分析，介绍了Solidworks参数化设计软件在家具研发设计中的功能和优势，并对该软件如何实现家具产品快速高效设计，提高企业自主研发能力、降低企业研发成本进行展望，以期为企业在家具产品研发设计上提供借鉴。

1 参数化三维设计软件在我国家具研发设计中的应用现状及存在问题

国内大多数家具企业在家具产品研发设计方面目前使用最多的设计软件是AutoCAD与3Ds MAX，AutoCAD主要被运用在家具三视图、结构图、工艺流程图等二维平面图纸制作中，3Ds MAX主要被运用在三维家具效果图及整体家装效果图的绘制。其中，AutoCAD拥有强大的二维平面绘图功能，并且参数化设计精确，但是其三维效果图渲染出图效果不及3Ds MAX，而3Ds MAX虽然是三维设计软件但是不具备参数化功能，因此只在效果图制作采用渲染效果好的3Ds MAX软件，这就导致两款软件的绘图智能化程度较低，交互性差，无法根据消费者的需求进行有效地修改，设计效率相对较低。其工作流程是将3Ds MAX三维和AutoCAD二维分开来进行，在产品设计初期使用3Ds MAX三维建模，以便向客户演示产品，并方便客户提出要求，对产品实行进一步修改，在实际生产中仍然需要人工使用AutoCAD绘图软件根据设计方案绘制二维图，这大大地浪费了产品研发的时间，而且容易导致出错［2］。

除此之外，国内也有一些大型企业尝试采用新的家具用后端三维设计软件，如KD、3D-Golden、72Xuan、圆方家具设计软件、2020、Wood CAD/ CAM豪迈等，像KD、圆方、2020等在橱柜设计应用得较多，这些软件多数只是对家具三维模型进行快速建立和渲染，缺乏与产品拆图、结构优化、家具制造进行有效地衔接，不能保证参数化设计的精准性，因此往往还是要借助AutoCAD的二维辅助绘图功能；其中一部分软件虽然智能化程度较高，容易进行对接，但是软件购买成本昂贵，企业往往需要建立属于自己的家具模型库，包括不同规格尺寸的家具模型和家具板件、板件编码、孔位图、裁板图和加工中心程序等，这使企业将大量的经费和精力投入到设计师培训、模型库建立和软件的维护运行上，运行成本较高。

2 Solidworks参数化三维设计软件在国内家具研发设计中的作用

Solidworks软件是一款三维参数化设计软件，它以尺寸驱动为特征，使计算机辅助系统具有交互式绘图的功能，通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸，或修改已定义好的零件参数，自动完成图中相关部分的改动，甚至可以根据用户提供的信息驱动系统自动绘图，极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性。软件可以提供造型、绘图、装配和二次开发功能，在二维绘图和三维造型建模的问题上表现出很大的优势，可以在三维零件、装配和二维工程图之间同时进行更新和转换，极大地节省了产品的研发时间［3］。

国内外对Solidworks软件在产品研发中的应用和研究主要是集中在由模型驱动生成二维工程视图及工程图调优方面、二次开发建立模型库缩短研发周期方面、运用有限元对结构合理性进行分析并进行优化设计、设计与加工一体化等方面［4］。在我国，Solidworks软件在国内机械领域的研发得到广泛的应用，但是在家具研发的应用较少。国内大多数家具企业仍然使用AutoCAD等二维软件绘制图纸，和国外相比，三维参数化设计软件在我国普及率较低，另外我国大部分家具企业将家具产品销售、设计与制造相互独立，没有运用三维软件将三者有机统一起来。因此，有效地运用Solidworks三维参数化设计软件是提高产品研发的关键环节。

和其他设计软件相比，Solidworks软件更适应于家具行业。相比AutoCAD，它的参数化设计，模块化设计，可视化设计，自动更新化设计更有优势；家具行业较少有复杂的模型，不是特别强调动画，因此Solidworks软件完全能够满足家具设计的需求。除此之外，设计过程比较强调设计参数在bom中的应用、强调系列化设计，E-drawing更是强化了企业和客户的互动。

Solidworks软件二次开发虽然在其他领域的产品研发得到广泛研究和应用，但是还没有针对家具领域进行研究和应用。所以在家具产品研发过程中运用Solidworks软件二次开发功能进行优化二维工程图、建立板件库和五件库、强度分析、数控加工，对于实现家具设计模块化，加快产品的研发，减轻设计人员的工作量，以及缩短产品的上市时间起着重要的作用。同时图纸质量和正确率可以得到保证，这也为企业带来了良好的声誉，从而最大限度提高家具企业的经济效益。对于提高企业竞争力，加快新技术的应用也做出了巨大的贡献［5］。

3 Solidworks参数化三维设计软件在家具研发中的应用前景分析

在家具研发过程中运用Solidworks三维参数化设计软件二次开发功能既可以提高家具研发效率，避免将人力物力浪费在低水平的重复制图上，又能保证产品具有较高的技术水平。

3.1 Solidworks工程图二次开发在提高家具出图效率方面的应用

三维辅助设计软件取代二维辅助设计软件是未来发展趋势，但是目前大多数家具企业仍然使用二维三视图作为主要的辅助指导生产方式，Solidworks软件可以实现三维模型快速转换为二维图纸形式，这种方式可提高效率，减少出错率，但是Solidworks自带模板和标注样式等均不符合国家标准，借助三维模型与二维工程图之间的关联关系，实现二维工程视图的智能生成；利用Solidworks软件二次功能对二维工程图进行标准化处理，使Solidworks软件智能生成符合国家标准和企业标准的工程图，添加标准字体，定制标准图纸格式、物料明细、工程图模板，在三维模板自定义属性链接，使二维工程图、三维模型图形、文字信息全相关，并以此提高二维工程图出图效率和质量。

3.2 Solidworks模型库在家具造型与结构模块化设计方面的应用

在一个家具产品设计中不可避免地要用到很多的标准板件、五金件、企业常用件和外购件。利用Solidworks软件建立相应的标准化板件和五金件库，使这些库中的模型有机地、有序地被Solidworks软件调用，并以此开发三维模型库管理系统，实现家具产品模块化设计。

3.3 Solidworks和ANSYS软件有限元分析在产品强度和优化设计方面的应用

家具造型设计是在控制有限成本的基础上设计出既符合人体工程学、美学法则，又保证家具结构强度，但是目前家具企业之间设计标准各异，尺寸范围跨度大，缺乏有效的合理性，利用Soliworks软件和ANSYS软件有限元分析家具造型和结构的合理性，在保证人体工程学、美学法则和材料成本基础上，可以得出最合理、强度最大的家具结构尺度关系，为规范国家和行业标准提供理论支撑。

3.4 Solidworks软件在家具产品数控加工中的应用

在家具产品研发过程中，家具企业数控操作机床需要重复性制图，这大大浪费了研发的时间，Solidworks软件生成数控程序，可以导入数控机床中进行数控加工。

综上所述，Solidworks软件出图速度快、效率高，可以帮助家具研发人员利用设计出的三维实体模型进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析和动态检查、动力学分析、强度分析等，其强大的二次开发功能可以全面应用于产品研发过程，还可以和数控加工中心联用，实现产品设计与加工一体化。面对我国定制化家具发展需求，利用Solidworks等三维参数化设计平台可以提高产品的设计效率、缩短研发周期、降低出错率、规范家具企业管理质量、降低成本，可以卓有成效地推动家具行业的发展。

［1］魏杰.产品设计研发管理一体化平台在家具企业的搭建［J］.CAD/CAM与制造业信息化，2013，（6）：58-60.

［2］潘莉.板式定制家具设计的效率研究［J］.包装工程，2010，31（12）：19-21.

［3］宋勇，尚久浩.基于SolidWorks的三维模型参数化设计研究［J］.陕西科技大学学报（自然科学版），2003，21（1）：59-61.

［4］王连生.三维数字化设计在装备制造企业中的应用［J］.机械工程与自动化，2014，（1）：218-219.

［5］马咏梅，丁行武，李鑫.SolidWorks二次开发在机械零件设计中的应用与研究［J］.机械传动，2010，（1）：72-74.

（责任编辑：董莉莉）

TS664.01

A

1001-1714（2017）01-0059-03

2016-05-29

夏兴华（1985-），女，讲师，主要从事木材科学与技术研究及教学工作。E-mail：bu_300@163.com。