浅谈模具设计与自然辨证法

熊保玉

（四川信息职业技术学院 机电工程系，四川 广元 628017）

模具设计是利用工程化方法比较多的学科，其不但能体现出科技方法的指导作用，也体现了科学技术方法论、系统观、科学观、辨证观的综合。从而说明自然辨证法对模具设计的指导意义，进一步阐明哲学对一般科学的指导意义。自然辨证法在新时期对指导我们的学习与工作，依然起着重要作用。

1 模具设计产生的科技问题源于实践原理

制造技术的快速发展，极大改变着人们的生产、生活，还有人们对产品低成本、高品质、大数量的迫切要求，同时模具产业也得到快速发展。模具是进行高效大批量生产的工艺装备，现在人们越来越意识到模具在制造业中的地位，模具技术水平，已成为衡量一个国家制造水平的标志，并且直接决定了产品的品质、效益和寿命周期。

早期模具生产，主要依赖人的手工和钳工来完成，管理方式落后，产品档次较低，其中中低档模具供过于求，中高档模具的自给率较低。

随着科学技术浪潮的推进，人们对模具产品趋于大众化和多样化。人们发现，模具设计跟不上产品要求，模具设计无计划性、无规范性、设计落后等，这一切使模具设计成本居高不下，重复设计、模具寿命低的问题难于解决，这些老式设计手段和方式，已经不适合生产力发展要求。

于是，随着计算机的产生，人们提出了模具设计数字化、信息化、网络化、以及模具CAD/CAE/CAM生产技术及 CAPP、ERP、PDM、CIMS管理技术。

2 模具设计本身体现各门学科的交叉性

模具设计过程，集合计算机技术、数字化信息技术、管理技术、机械制造和绿色制造为一体，综合了工程技术和管理方法来解决模具设计的问题。这使我们必须用系统的观点来研究和解决问题，就成了必然的选择。

在技术上，首先提出设计的模型化方法，如三维模型、快速模型、虚拟模型，在设计过程中提出模块化设计、面向对象的设计和参数化设计，其目的是为提高设计效率，减少设计成本。

在管理上，提出了许多新观点。在模具设计中，为提高生产效率和降低设计及维护费用，管理技术得到更大的发挥。现代模具设计逐渐以信息技术为手段，团队协作设计为中心的项目管理模式为主，很明显集体合作精神起了决定的作用。管理技术的推广应用，带动了模具设计技术的改进和创新，管理的科学自然而然地组成了设计的一部分。

3 自然辨证法原理在模具设计中有大量应用

当今模具中的系统观，主要体现在生态设计、绿色制造、敏捷制造、可持续发展，即要求在设计中不仅要有效满足各种使用功能，同时还要充分考虑环境保护，减少污染和浪费。这就要求我们，必须全面把握好模具设计系统中零件与部件、部件与整体、整体与环境的相互作用与规律。

自然辨证法中，用系统的科学方法来分析问题和解决问题，成了在具体学科研究中的一个重要方法，自然辨证法中提出模块化原则、动态化原则、整体化原则等方法，在模具设计中，都得到了具体的体现。

在模具设计中，模块化原则是重要原则。

首先，设计人员根据模具的类型和结构建立参数化的模块库和模块库管理系统，在今后的设计中，只是调出相应功能的模块及修改对应参数，就可以实现模具的设计和装配。

其次，动态性原则也得到充分体现。模具设计中，从模具产品分析到模具零部件结构设计，都有后一步到前一步反馈信息，使之变成一个动态设计过程。

科学技术在模具设计中一个重要体现，是计算机技术的应用及三维制作软件的发展，这无疑给模具设计带来更大想象和创作空间。当今模具设计，早已不是用手工画图以及画出平面图的时代，而是要有直观的效果图和立体图，甚至要求有虚拟的仿真运动的出现。

因此，利用三维软件模具，工程师可以很方便地在模具产品设计阶段，利用计算机预先进行静态/动态分析和装配模拟检验等工作，甚至进行运动仿真，使产品设计的效率和设计成功率得到了保障。

同时，借助计算机技术CAD/CAM/CAE/CAP等技术，使模具设计具备简单、易用、易修改、可重用、准确、真实和高效的特点，这类技术已经成为模具设计中不可或缺的重要工具。

4 辨证观和创新观是模具设计必不可少的观念

模具设计是一种优化设计，人与自然相互作用和相互协调的方式，工程师既要对模具设计及材料选择作考虑，又要对节能和减少成本作考虑，还要对模具寿命作考虑。简单地说，优化设计是设计过程有效的适应及结合，其需要对设计过程以及零部件进行全面的衡量。所以，优化设计不仅是功能的实现，应该也是使其美观和实现可持续发展。

自改革开放以来，给模具工业带来难得机遇，并取得了惊人成绩。但是在系统化思想的影响下，模具设计需要创新，需要营造中国特色的现代模具。一套优秀的模具，要求设计工程师有全面的设计知识，扎实的专业知识和设计基础及丰富的想象力。模具设计创新过程，是一个不断否定自我、修正自我和完善自我的过程。一个有特色的模具和有创新意识的模具，往往会得到大家的普遍推广应用。

由此可见，模具设计中大量使用了自然辨证法的原理。用自然辨证法原理来指导模具设计，有着重要理论意义和实践价值。

5 结束语

模具设计同样遵守自然辨证的一般规律，模具设计者应学习自然辨证的观点，提高自己的哲学素养和人文素养，才能更好地认识和运用模具设计内在的自然规律。我们只有在模具设计中把握系统观，体现科技观，富有创新观，运用科学方法，才能创作出优秀的模具。

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