《家具結構設計》與《CAD》課程整合的探索

盧牡丹

摘 要：《家具結構設計》課程是家具設計專業的必修核心技能課程之一，對學生掌握家具設計技能有著重要的支撐作用，是學生學習家具結構設計的技能課程。然而在傳統的課堂教學中，學生學習的過程中感覺教學內容枯燥、知識點復雜難懂、家具結構形式復雜、缺乏交直觀的表達。因此筆者根據多年的教學實踐，提出了《家具結構設計》與《CAD》課程進行整合的新的教學方法。

關鍵詞：家具結構設計；CAD；課程整合

《家具結構設計》內容涉及到各種家具零部件的接合形式、尺寸要求，在設計過程中需要圖紙、尺寸、外觀形狀、設計標準等，還要結合加工工藝、加工技術要求、材料的合理性等多方面的知識，最終才能夠設計并制作出適用的家具。

這些內容在傳統的課堂教學中，學生學習的過程中表現在以下幾個方面：

1）教學內容枯燥、知識點復雜難懂；

2）家具結構形式復雜，尤其明式家具的結構，需要較強的空間想象能力；

3）家具結構缺乏交直觀的表達，需要尺寸的配合。

針對以上家具結構設計課程的特點，為了實現教學內容和方法的創新，使學生更好的掌握教學知識點，筆者在從事多年家具專業一線教學基礎上，將計算機輔助設計CAD與家具結構設計課堂教學有效的結合起來，對家具結構設計課程教學改革進行創新與探索，通過學生調查反饋和課堂效果反應，都取得了較好的教學效果。

下面將以案例的形式，對家具的結構設計進行講解，供交流參考，并請指正。

1 CAD與家具結構設計課程教學相結合的實例

1.1教學任務

如圖1所示的板式鞋柜結構設計教學為例，講解板式家具結構設計的裝配結構形式、零部件接合方式、技術要求等知識點。鞋柜由多個板件通過三合一連接件接合而成，鞋柜裝配結構零部件主要有旁板、面板、底板、層板、背板、背板加強條、抽屜、門板。

1.2 講解各主要板件結構及連接方式的教學內容

1.2.1鞋柜的CAD立體模型

根據鞋柜的裝配圖和三視圖，首先我們要繪制鞋柜的左右旁板，旁板為異型構件，需要在CAD左視圖中繪制350*970的矩形，通過修剪、倒圓角、面域等命令繪制成旁板的形狀；通過拉伸命令繪制旁板的立體模型。

接下來根據三視圖的尺寸繪制鞋柜的面板、底板、層板、背板、門板的立體模型；鞋柜的抽屜根據尺寸可單獨完成立體建模，并進行群組命令，以免在CAD界面中線條太多，難免區分。最后再把鞋柜的各個零部件進行組合，形成鞋柜的CAD立體三維模型。如右圖1鞋柜的裝配圖。

1.2.2旁板與頂板（底板）的結合

鞋柜面板、旁板及底板是形成鞋柜的主要板件，它們之間的接合為固定接合，該案例中采用了圓棒榫、偏心件的接合形式如圖2、圖3。根據鞋柜的造型、結構功能要求，采用了旁板遮面板的結構形式。

1.2.3背板的裝配結構

鞋柜背板采用嵌入式，也即插槽式，此結構的背板用螺釘連接方法固定，可以拆裝。考慮到該鞋柜的背板采用寬度800mm，厚度5mm的中纖板，剛度不夠，因此結構設計使用了背板加強條，以增強柜體的剛度。本節知識點的講解，首先用CAD繪制出如圖3所示的背板裝配的俯視圖，根據圖紙進行講解，學生直觀易懂。

1.2.4 層板的結構

層板用于柜體中部橫向分割空間及支承柜內物品，厚度根據柜體存放物品的重量選擇，一般為15—40mm。層板安裝在層板之間，安裝方式有固定式和可調式兩類。

該鞋柜考慮到實際使用中鞋子的大小不等，有固定式層板，也設計了活動層板。

固定式層板采用了偏心連接件連接，活動層板采用了ABS插入式調整結構，旁板的加工工藝設計了直徑5mm的系統孔，方便層板的調節。

1.2.5門板的結構

板式家具中的門板結構主要有全蓋門、半蓋門、內嵌門三種形式，接合相對應的采用直臂、小曲臂、大曲臂三種杯狀鉸鏈。該鞋柜是內嵌門的結構形式，采用大曲臂杯狀鉸鏈連接。各種鉸鏈的安裝尺寸及參數如圖4-6。

1.2.6層板的結構

層板用于柜體中部橫向分割空間及支承柜內物品，厚度根據柜體存放物品的重量選擇，一般為15—40mm。層板安裝在層板之間，安裝方式有固定式和可調式兩類。

該鞋柜考慮到實際使用中鞋子的大小不等，有固定式層板，也設計了活動層板。固定式層板采用了偏心連接件連接，活動層板采用了ABS插入式調整結構，旁板的加工工藝設計了直徑5mm的系統孔，方便層板的調節。

1.2.7抽屜的結構

抽屜由面板、左右旁板、后板及底板等板件組成，各板件之間的接合采用圓榫及連接件接合。底板一般采用在左右旁板、屜面板及屜后板上開槽，將底板插入其中的接合形式。抽面安裝從外形上看有外遮式和內嵌式兩種，本案例采用內嵌式。

本節知識點的講解，首先用CAD繪制出抽屜裝配的立體三維圖，根據三維模型進行抽屜零部件的講解，學生直觀易懂。然后在涉及到抽屜左右旁板、背板、面板、底板的接合形式的講解。

2 總結

1）在家具結構設計課程教學中引入CAD，采用先繪圖表達，后理解結構的方式的教學方法，能夠加強學生對知識點的認知和理解。

2）應用CAD虛擬的環境，繪制家具的立體造型，學生有興趣，學生既能動手，又能看到自己的作品。不僅調動了學生學習的積極性，也提升了教學質量。

3）通過三維的立體家具模型，再講解家具的結構和接合形式，通俗、直觀、易懂，并穿插一些結構五金接的講解，對家具結構的設計、工藝的要求、尺寸的合理等方面都有了深入的理解。