基于SolidWorks的欧式床型肥皂盒设计
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摘 要 文章介绍了产品设计中最为流行的三维CAD软件之一的solidworks软件的背景及特点。并以此软件平台设计了一款欧式床型肥皂盒的产品，该肥皂盒的创新点是：带有把手的肥皂盒盖，方便肥皂的拿放;肥皂盒内垫有圆顶硅胶针垫，可干燥肥皂起保护节约的作用;肥皂盒设有废液槽，可收集肥皂废液保证桌面的洁净;盒脚套有防滑橡胶撑座，防止肥皂盒打滑。在产品设计过程中，主要从零件的设计过程、肥皂盒的装配及干涉检验、样品快速成型技术等来阐述欧式床型肥皂盒的设计。
关键词 SolidWorks;肥皂盒;产品设计
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）21-0179-02
三维实体建模是时下产品设计的主流，在众多三维CAD软件（如Catia，Pro/E，I-DEAS，UG等）中，SolidWorks软件独树一帜，成为设计师首选的软件之一[1]。从产品3D建模组装、分析验证、数据管理、沟通交流等各个层面为工程师提供有效地支持[2]。SolidWorks软件提供了一整套完整的动态界面，从而减少了设计步骤和多余的对话框，避免了界面的凌乱，通过全新的设计导航栏可以高效地管理整个设计过程和步骤，导航栏中包含所有设计数据和参数，便于操作及修改[3]。在制图方面，图形菜单设计简单明快，一看即知，SolidWorks曲面设计工具可以创造出复杂的曲面，另外软件独特的配置功能允许所建立一个零件有几个不同的配置，对通用件或形状相似零件的设计，节约大量的时间;在装配方面，目前只有SolidWorks提供自上而下的装配体设计技术，使设计者在设计零件、毛坯件时在零件间捕捉设计关系，可在装配体内设计新零件、编辑已有零件;还支持动态三维动画仿真，可以模拟设计产品的工作原理，让产品功能更加直观。下面通过一款欧式床型肥皂盒设计，介绍其设计的全过程。
1 产品零件及设计理念
零件图的绘制是产品设计的第一步，每个零件的结构和步骤都体现着设计者的设计理念与设计灵感。通过Solidworks软件的绘图指令如：拉伸、切除、放样、圆角等可以根据设计者的意图能够绘制出不同的零件。因为具体设计操作步骤过于赘余，故本节主要讨论欧式床型肥皂盒每个零件的设计意图。下图是欧式床型肥皂盒的爆炸图（见图1），结合此爆炸图，由上至下，来解释说明这款欧式床型肥皂盒设计过程当中每个零件的设计理念与灵感。
1）带把手的肥皂盒盖，它的外观设计的灵感是源自欧式床梁的结构，设计时结合把手形状设计出来的肥皂盒盖，外观美观大方;同时较常规无把手的肥皂盒盖，使用时，也极大地方便了使用者合开肥皂盒，方便肥皂存放与拿取。把手处多采用圆角处理，符合人体结构设计，使用更加舒适。
2）圆顶针型硅胶软垫，它的设计灵感源自家庭洗衣时所用的刷子。圆顶针型的排列结构可以将肥皂盒悬空，，肥皂使用后的积水通过每个圆顶针顺势滑下，这样可以晾干肥皂，防止肥皂因积水而被泡烂，造成皂体损失。圆顶和软针和设计是为了减少在支撑肥皂时造成的磨损。并且在软针垫上开了5个开口为了方便废液的排下。
3）床型肥皂盒体，它的外观设计灵感是源自欧式床，盒体设计时多使用曲线设计，线条优美，外观像一个床型。盒内空间与市场上大部分的肥皂尺寸相匹配，盒体内的槽设计成凹形为了更适应肥皂的放置。并且在盒体凹槽内开了漏水孔，废液顺着漏水孔可以进入废液室。四周设有开口是为了让风透过，风干肥皂，可以起到保存肥皂的作用。
图1 欧式床型肥皂盒爆炸图
4）肥皂废液储存室，它设计的理念是想通过与床型肥皂盒体配合在一起，用来收集肥皂的废液，然后集中处理，进而可以保持肥皂盒放置处的洁净。储存室下方设计有四个肥皂盒脚，方便肥皂盒的摆放。
5）防滑橡胶撑座，它的设计理念是为了防止肥皂盒的倾翻，将它套在肥皂废液储存室底部的脚上，可以起到防滑作用，防止因盒下积水导致的肥皂盒倾翻。
以上就是欧式床型肥皂盒每个零件的设计理念与灵感，特别注意当每个零件绘制完毕后，都一定要再次检查零件是否完全定义，设计树是否存在错误，每个零件图确认无误后，最后再进行零件的装配工作。
2 零件装配及干涉检验
零件装配就是通过建立零件与零件的配合关系，将各个零件组建成产品装配图。将文中所述的各个零件通过solidworks的配合指令如：重合、平行、同轴心等，将各个零件配合成欧式床型肥皂盒装配体。装配完毕后，还要对装配体进行干涉检查以检验产品的设计，下图是欧式床型肥皂盒装配体的干涉检验（见图2），干涉检验图能够体现装配后的产品是否存在体积碰撞，以此来判断设计是否合理。
图2 装配体的干涉检验
通过图2的结果分析，大部分零件配合的部位配合都良好，只有撑座与脚的地方配合时存在干涉，但是由于此处设计时设计者就设计为过盈配合，为了能够让防滑橡胶撑座牢牢地套在肥皂盒底部的脚上，起到防滑的作用。所以此干涉在本设计的考虑范围内，故认为此设计合理。
3 样品快速成型技术
一个产品的真正价值体现在它能给实际生活带来的便利，所以我们将装配体中每个零部件转换成.STL文件格式，导入到CatalystEX软件中进行分层处理，最后通过美国Uprint SE快速成型机打印出实际的零件样品，然后将样品零件按照装配图组装起来，通过实验检验该样品是否能达到我们设计的预期效果，如果符合产品的设计要求，就可以通过Solidworks软件对欧式床型肥皂盒进行模具设计，至于该欧式床型肥皂盒模具的设计与制造因篇幅有限，这里就不赘述了。
4 结束语
本文介绍了一款欧式床型肥皂盒通过SolidWorks软件平台设计的全过程，从零件、装配体及干涉检查、样品快速成型技术等环节说明了在设计产品时所涉及的设计理念与方法。本实用新型的优点是：1）带有把手的肥皂盒盖，方便肥皂的拿放;肥皂盒内垫有圆顶硅胶针垫，可干燥肥皂起保护节约的作用;2）肥皂盒设有废液槽，可收集肥皂废液保证桌面的洁净;3）盒脚套有防滑橡胶撑座，防止肥皂盒打滑。
参考文献
[1]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（5）：54-77.
[2]李云鹏.SolidWorks装配解决方案――使工程师专注于设计本身[J].CAD/CAM与制造业信息化，2007（9）.
[3]李慧鹏，张建强，桑晓宏.SolidWorks软件在机械加工工艺中的应用[J].航天制造技术，2011（1）.