淺談模具設計與自然辨證法

熊保玉

（四川信息職業技術學院 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，其不但能體現出科技方法的指導作用，也體現了科學技術方法論、系統觀、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 模具設計產生的科技問題源于實踐原理

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

早期模具生產，主要依賴人的手工和鉗工來完成，管理方式落后，產品檔次較低，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，人們對模具產品趨于大眾化和多樣化。人們發現，模具設計跟不上產品要求，模具設計無計劃性、無規范性、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，已經不適合生產力發展要求。

于是，隨著計算機的產生，人們提出了模具設計數字化、信息化、網絡化、以及模具CAD/CAE/CAM生產技術及 CAPP、ERP、PDM、CIMS管理技術。

2 模具設計本身體現各門學科的交叉性

模具設計過程，集合計算機技術、數字化信息技術、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，為提高生產效率和降低設計及維護費用，管理技術得到更大的發揮?，F代模具設計逐漸以信息技術為手段，團隊協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

當今模具中的系統觀，主要體現在生態設計、綠色制造、敏捷制造、可持續發展，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中零件與部件、部件與整體、整體與環境的相互作用與規律。

自然辨證法中，用系統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。

在模具設計中，模塊化原則是重要原則。

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

其次，動態性原則也得到充分體現。模具設計中，從模具產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，使之變成一個動態設計過程。

科學技術在模具設計中一個重要體現，是計算機技術的應用及三維制作軟件的發展，這無疑給模具設計帶來更大想象和創作空間。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。

因此，利用三維軟件模具，工程師可以很方便地在模具產品設計階段，利用計算機預先進行靜態/動態分析和裝配模擬檢驗等工作，甚至進行運動仿真，使產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，這類技術已經成為模具設計中不可或缺的重要工具。

4 辨證觀和創新觀是模具設計必不可少的觀念

模具設計是一種優化設計，人與自然相互作用和相互協調的方式，工程師既要對模具設計及材料選擇作考慮，又要對節能和減少成本作考慮，還要對模具壽命作考慮。簡單地說，優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，優化設計不僅是功能的實現，應該也是使其美觀和實現可持續發展。

自改革開放以來，給模具工業帶來難得機遇，并取得了驚人成績。但是在系統化思想的影響下，模具設計需要創新，需要營造中國特色的現代模具。一套優秀的模具，要求設計工程師有全面的設計知識，扎實的專業知識和設計基礎及豐富的想象力。模具設計創新過程，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和人文素養，才能更好地認識和運用模具設計內在的自然規律。我們只有在模具設計中把握系統觀，體現科技觀，富有創新觀，運用科學方法，才能創作出優秀的模具。

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