淺談模具設計與自然辨證法

熊保玉

（四川信息職業(yè)技術學院 機電工程系，四川 廣元 628017）

模具設計是利用工程化方法比較多的學科，其不但能體現(xiàn)出科技方法的指導作用，也體現(xiàn)了科學技術方法論、系統(tǒng)觀、科學觀、辨證觀的綜合。從而說明自然辨證法對模具設計的指導意義，進一步闡明哲學對一般科學的指導意義。自然辨證法在新時期對指導我們的學習與工作，依然起著重要作用。

1 模具設計產(chǎn)生的科技問題源于實踐原理

制造技術的快速發(fā)展，極大改變著人們的生產(chǎn)、生活，還有人們對產(chǎn)品低成本、高品質(zhì)、大數(shù)量的迫切要求，同時模具產(chǎn)業(yè)也得到快速發(fā)展。模具是進行高效大批量生產(chǎn)的工藝裝備，現(xiàn)在人們越來越意識到模具在制造業(yè)中的地位，模具技術水平，已成為衡量一個國家制造水平的標志，并且直接決定了產(chǎn)品的品質(zhì)、效益和壽命周期。

早期模具生產(chǎn)，主要依賴人的手工和鉗工來完成，管理方式落后，產(chǎn)品檔次較低，其中中低檔模具供過于求，中高檔模具的自給率較低。

隨著科學技術浪潮的推進，人們對模具產(chǎn)品趨于大眾化和多樣化。人們發(fā)現(xiàn)，模具設計跟不上產(chǎn)品要求，模具設計無計劃性、無規(guī)范性、設計落后等，這一切使模具設計成本居高不下，重復設計、模具壽命低的問題難于解決，這些老式設計手段和方式，已經(jīng)不適合生產(chǎn)力發(fā)展要求。

于是，隨著計算機的產(chǎn)生，人們提出了模具設計數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡化、以及模具CAD/CAE/CAM生產(chǎn)技術及 CAPP、ERP、PDM、CIMS管理技術。

2 模具設計本身體現(xiàn)各門學科的交叉性

模具設計過程，集合計算機技術、數(shù)字化信息技術、管理技術、機械制造和綠色制造為一體，綜合了工程技術和管理方法來解決模具設計的問題。這使我們必須用系統(tǒng)的觀點來研究和解決問題，就成了必然的選擇。

在技術上，首先提出設計的模型化方法，如三維模型、快速模型、虛擬模型，在設計過程中提出模塊化設計、面向對象的設計和參數(shù)化設計，其目的是為提高設計效率，減少設計成本。

在管理上，提出了許多新觀點。在模具設計中，為提高生產(chǎn)效率和降低設計及維護費用，管理技術得到更大的發(fā)揮。現(xiàn)代模具設計逐漸以信息技術為手段，團隊協(xié)作設計為中心的項目管理模式為主，很明顯集體合作精神起了決定的作用。管理技術的推廣應用，帶動了模具設計技術的改進和創(chuàng)新，管理的科學自然而然地組成了設計的一部分。

3 自然辨證法原理在模具設計中有大量應用

當今模具中的系統(tǒng)觀，主要體現(xiàn)在生態(tài)設計、綠色制造、敏捷制造、可持續(xù)發(fā)展，即要求在設計中不僅要有效滿足各種使用功能，同時還要充分考慮環(huán)境保護，減少污染和浪費。這就要求我們，必須全面把握好模具設計系統(tǒng)中零件與部件、部件與整體、整體與環(huán)境的相互作用與規(guī)律。

自然辨證法中，用系統(tǒng)的科學方法來分析問題和解決問題，成了在具體學科研究中的一個重要方法，自然辨證法中提出模塊化原則、動態(tài)化原則、整體化原則等方法，在模具設計中，都得到了具體的體現(xiàn)。

在模具設計中，模塊化原則是重要原則。

首先，設計人員根據(jù)模具的類型和結構建立參數(shù)化的模塊庫和模塊庫管理系統(tǒng)，在今后的設計中，只是調(diào)出相應功能的模塊及修改對應參數(shù)，就可以實現(xiàn)模具的設計和裝配。

其次，動態(tài)性原則也得到充分體現(xiàn)。模具設計中，從模具產(chǎn)品分析到模具零部件結構設計，都有后一步到前一步反饋信息，使之變成一個動態(tài)設計過程。

科學技術在模具設計中一個重要體現(xiàn)，是計算機技術的應用及三維制作軟件的發(fā)展，這無疑給模具設計帶來更大想象和創(chuàng)作空間。當今模具設計，早已不是用手工畫圖以及畫出平面圖的時代，而是要有直觀的效果圖和立體圖，甚至要求有虛擬的仿真運動的出現(xiàn)。

因此，利用三維軟件模具，工程師可以很方便地在模具產(chǎn)品設計階段，利用計算機預先進行靜態(tài)/動態(tài)分析和裝配模擬檢驗等工作，甚至進行運動仿真，使產(chǎn)品設計的效率和設計成功率得到了保障。

同時，借助計算機技術CAD/CAM/CAE/CAP等技術，使模具設計具備簡單、易用、易修改、可重用、準確、真實和高效的特點，這類技術已經(jīng)成為模具設計中不可或缺的重要工具。

4 辨證觀和創(chuàng)新觀是模具設計必不可少的觀念

模具設計是一種優(yōu)化設計，人與自然相互作用和相互協(xié)調(diào)的方式，工程師既要對模具設計及材料選擇作考慮，又要對節(jié)能和減少成本作考慮，還要對模具壽命作考慮。簡單地說，優(yōu)化設計是設計過程有效的適應及結合，其需要對設計過程以及零部件進行全面的衡量。所以，優(yōu)化設計不僅是功能的實現(xiàn)，應該也是使其美觀和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

自改革開放以來，給模具工業(yè)帶來難得機遇，并取得了驚人成績。但是在系統(tǒng)化思想的影響下，模具設計需要創(chuàng)新，需要營造中國特色的現(xiàn)代模具。一套優(yōu)秀的模具，要求設計工程師有全面的設計知識，扎實的專業(yè)知識和設計基礎及豐富的想象力。模具設計創(chuàng)新過程，是一個不斷否定自我、修正自我和完善自我的過程。一個有特色的模具和有創(chuàng)新意識的模具，往往會得到大家的普遍推廣應用。

由此可見，模具設計中大量使用了自然辨證法的原理。用自然辨證法原理來指導模具設計，有著重要理論意義和實踐價值。

5 結束語

模具設計同樣遵守自然辨證的一般規(guī)律，模具設計者應學習自然辨證的觀點，提高自己的哲學素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，才能更好地認識和運用模具設計內(nèi)在的自然規(guī)律。我們只有在模具設計中把握系統(tǒng)觀，體現(xiàn)科技觀，富有創(chuàng)新觀，運用科學方法，才能創(chuàng)作出優(yōu)秀的模具。

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