《家具结构设计》与《CAD》课程整合的探索

卢牡丹

摘 要：《家具结构设计》课程是家具设计专业的必修核心技能课程之一，对学生掌握家具设计技能有着重要的支撑作用，是学生学习家具结构设计的技能课程。然而在传统的课堂教学中，学生学习的过程中感觉教学内容枯燥、知识点复杂难懂、家具结构形式复杂、缺乏交直观的表达。因此笔者根据多年的教学实践，提出了《家具结构设计》与《CAD》课程进行整合的新的教学方法。

关键词：家具结构设计；CAD；课程整合

《家具结构设计》内容涉及到各种家具零部件的接合形式、尺寸要求，在设计过程中需要图纸、尺寸、外观形状、设计标准等，还要结合加工工艺、加工技术要求、材料的合理性等多方面的知识，最终才能够设计并制作出适用的家具。

这些内容在传统的课堂教学中，学生学习的过程中表现在以下几个方面：

1）教学内容枯燥、知识点复杂难懂；

2）家具结构形式复杂，尤其明式家具的结构，需要较强的空间想象能力；

3）家具结构缺乏交直观的表达，需要尺寸的配合。

针对以上家具结构设计课程的特点，为了实现教学内容和方法的创新，使学生更好的掌握教学知识点，笔者在从事多年家具专业一线教学基础上，将计算机辅助设计CAD与家具结构设计课堂教学有效的结合起来，对家具结构设计课程教学改革进行创新与探索，通过学生调查反馈和课堂效果反应，都取得了较好的教学效果。

下面将以案例的形式，对家具的结构设计进行讲解，供交流参考，并请指正。

1 CAD与家具结构设计课程教学相结合的实例

1.1教学任务

如图1所示的板式鞋柜结构设计教学为例，讲解板式家具结构设计的装配结构形式、零部件接合方式、技术要求等知识点。鞋柜由多个板件通过三合一连接件接合而成，鞋柜装配结构零部件主要有旁板、面板、底板、层板、背板、背板加强条、抽屉、门板。

1.2 讲解各主要板件结构及连接方式的教学内容

1.2.1鞋柜的CAD立体模型

根据鞋柜的装配图和三视图，首先我们要绘制鞋柜的左右旁板，旁板为异型构件，需要在CAD左视图中绘制350*970的矩形，通过修剪、倒圆角、面域等命令绘制成旁板的形状；通过拉伸命令绘制旁板的立体模型。

接下来根据三视图的尺寸绘制鞋柜的面板、底板、层板、背板、门板的立体模型；鞋柜的抽屉根据尺寸可单独完成立体建模，并进行群组命令，以免在CAD界面中线条太多，难免区分。最后再把鞋柜的各个零部件进行组合，形成鞋柜的CAD立体三维模型。如右图1鞋柜的装配图。

1.2.2旁板与顶板（底板）的结合

鞋柜面板、旁板及底板是形成鞋柜的主要板件，它们之间的接合为固定接合，该案例中采用了圆棒榫、偏心件的接合形式如图2、图3。根据鞋柜的造型、结构功能要求，采用了旁板遮面板的结构形式。

1.2.3背板的装配结构

鞋柜背板采用嵌入式，也即插槽式，此结构的背板用螺钉连接方法固定，可以拆装。考虑到该鞋柜的背板采用宽度800mm，厚度5mm的中纤板，刚度不够，因此结构设计使用了背板加强条，以增强柜体的刚度。本节知识点的讲解，首先用CAD绘制出如图3所示的背板装配的俯视图，根据图纸进行讲解，学生直观易懂。

1.2.4 层板的结构

层板用于柜体中部横向分割空间及支承柜内物品，厚度根据柜体存放物品的重量选择，一般为15—40mm。层板安装在层板之间，安装方式有固定式和可调式两类。

该鞋柜考虑到实际使用中鞋子的大小不等，有固定式层板，也设计了活动层板。

固定式层板采用了偏心連接件连接，活动层板采用了ABS插入式调整结构，旁板的加工工艺设计了直径5mm的系统孔，方便层板的调节。

1.2.5门板的结构

板式家具中的门板结构主要有全盖门、半盖门、内嵌门三种形式，接合相对应的采用直臂、小曲臂、大曲臂三种杯状铰链。该鞋柜是内嵌门的结构形式，采用大曲臂杯状铰链连接。各种铰链的安装尺寸及参数如图4-6。

1.2.6层板的结构

层板用于柜体中部横向分割空间及支承柜内物品，厚度根据柜体存放物品的重量选择，一般为15—40mm。层板安装在层板之间，安装方式有固定式和可调式两类。

该鞋柜考虑到实际使用中鞋子的大小不等，有固定式层板，也设计了活动层板。固定式层板采用了偏心连接件连接，活动层板采用了ABS插入式调整结构，旁板的加工工艺设计了直径5mm的系统孔，方便层板的调节。

1.2.7抽屉的结构

抽屉由面板、左右旁板、后板及底板等板件组成，各板件之间的接合采用圆榫及连接件接合。底板一般采用在左右旁板、屉面板及屉后板上开槽，将底板插入其中的接合形式。抽面安装从外形上看有外遮式和内嵌式两种，本案例采用内嵌式。

本节知识点的讲解，首先用CAD绘制出抽屉装配的立体三维图，根据三维模型进行抽屉零部件的讲解，学生直观易懂。然后在涉及到抽屉左右旁板、背板、面板、底板的接合形式的讲解。

2 总结

1）在家具结构设计课程教学中引入CAD，采用先绘图表达，后理解结构的方式的教学方法，能够加强学生对知识点的认知和理解。

2）应用CAD虚拟的环境，绘制家具的立体造型，学生有兴趣，学生既能动手，又能看到自己的作品。不仅调动了学生学习的积极性，也提升了教学质量。

3）通过三维的立体家具模型，再讲解家具的结构和接合形式，通俗、直观、易懂，并穿插一些结构五金接的讲解，对家具结构的设计、工艺的要求、尺寸的合理等方面都有了深入的理解。