淺談模具設(shè)計(jì)與自然辨證法

熊保玉

（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，四川 廣元 628017）

模具設(shè)計(jì)是利用工程化方法比較多的學(xué)科，其不但能體現(xiàn)出科技方法的指導(dǎo)作用，也體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)方法論、系統(tǒng)觀、科學(xué)觀、辨證觀的綜合。從而說(shuō)明自然辨證法對(duì)模具設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義，進(jìn)一步闡明哲學(xué)對(duì)一般科學(xué)的指導(dǎo)意義。自然辨證法在新時(shí)期對(duì)指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)與工作，依然起著重要作用。

1 模具設(shè)計(jì)產(chǎn)生的科技問(wèn)題源于實(shí)踐原理

制造技術(shù)的快速發(fā)展，極大改變著人們的生產(chǎn)、生活，還有人們對(duì)產(chǎn)品低成本、高品質(zhì)、大數(shù)量的迫切要求，同時(shí)模具產(chǎn)業(yè)也得到快速發(fā)展。模具是進(jìn)行高效大批量生產(chǎn)的工藝裝備，現(xiàn)在人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到模具在制造業(yè)中的地位，模具技術(shù)水平，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的標(biāo)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(lái)完成，管理方式落后，產(chǎn)品檔次較低，其中中低檔模具供過(guò)于求，中高檔模具的自給率較低。

隨著科學(xué)技術(shù)浪潮的推進(jìn)，人們對(duì)模具產(chǎn)品趨于大眾化和多樣化。人們發(fā)現(xiàn)，模具設(shè)計(jì)跟不上產(chǎn)品要求，模具設(shè)計(jì)無(wú)計(jì)劃性、無(wú)規(guī)范性、設(shè)計(jì)落后等，這一切使模具設(shè)計(jì)成本居高不下，重復(fù)設(shè)計(jì)、模具壽命低的問(wèn)題難于解決，這些老式設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)的產(chǎn)生，人們提出了模具設(shè)計(jì)數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、以及模具CAD/CAE/CAM生產(chǎn)技術(shù)及 CAPP、ERP、PDM、CIMS管理技術(shù)。

2 模具設(shè)計(jì)本身體現(xiàn)各門學(xué)科的交叉性

模具設(shè)計(jì)過(guò)程，集合計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字化信息技術(shù)、管理技術(shù)、機(jī)械制造和綠色制造為一體，綜合了工程技術(shù)和管理方法來(lái)解決模具設(shè)計(jì)的問(wèn)題。這使我們必須用系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)研究和解決問(wèn)題，就成了必然的選擇。

在技術(shù)上，首先提出設(shè)計(jì)的模型化方法，如三維模型、快速模型、虛擬模型，在設(shè)計(jì)過(guò)程中提出模塊化設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)和參數(shù)化設(shè)計(jì)，其目的是為提高設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)成本。

在管理上，提出了許多新觀點(diǎn)。在模具設(shè)計(jì)中，為提高生產(chǎn)效率和降低設(shè)計(jì)及維護(hù)費(fèi)用，管理技術(shù)得到更大的發(fā)揮?，F(xiàn)代模具設(shè)計(jì)逐漸以信息技術(shù)為手段，團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)為中心的項(xiàng)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(shù)的推廣應(yīng)用，帶動(dòng)了模具設(shè)計(jì)技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，管理的科學(xué)自然而然地組成了設(shè)計(jì)的一部分。

3 自然辨證法原理在模具設(shè)計(jì)中有大量應(yīng)用

當(dāng)今模具中的系統(tǒng)觀，主要體現(xiàn)在生態(tài)設(shè)計(jì)、綠色制造、敏捷制造、可持續(xù)發(fā)展，即要求在設(shè)計(jì)中不僅要有效滿足各種使用功能，同時(shí)還要充分考慮環(huán)境保護(hù)，減少污染和浪費(fèi)。這就要求我們，必須全面把握好模具設(shè)計(jì)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(xué)方法來(lái)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，成了在具體學(xué)科研究中的一個(gè)重要方法，自然辨證法中提出模塊化原則、動(dòng)態(tài)化原則、整體化原則等方法，在模具設(shè)計(jì)中，都得到了具體的體現(xiàn)。

在模具設(shè)計(jì)中，模塊化原則是重要原則。

首先，設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具的類型和結(jié)構(gòu)建立參數(shù)化的模塊庫(kù)和模塊庫(kù)管理系統(tǒng)，在今后的設(shè)計(jì)中，只是調(diào)出相應(yīng)功能的模塊及修改對(duì)應(yīng)參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)和裝配。

其次，動(dòng)態(tài)性原則也得到充分體現(xiàn)。模具設(shè)計(jì)中，從模具產(chǎn)品分析到模具零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都有后一步到前一步反饋信息，使之變成一個(gè)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過(guò)程。

科學(xué)技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中一個(gè)重要體現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用及三維制作軟件的發(fā)展，這無(wú)疑給模具設(shè)計(jì)帶來(lái)更大想象和創(chuàng)作空間。當(dāng)今模具設(shè)計(jì)，早已不是用手工畫圖以及畫出平面圖的時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shè)計(jì)階段，利用計(jì)算機(jī)預(yù)先進(jìn)行靜態(tài)/動(dòng)態(tài)分析和裝配模擬檢驗(yàn)等工作，甚至進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率和設(shè)計(jì)成功率得到了保障。

同時(shí)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)CAD/CAM/CAE/CAP等技術(shù)，使模具設(shè)計(jì)具備簡(jiǎn)單、易用、易修改、可重用、準(zhǔn)確、真實(shí)和高效的特點(diǎn)，這類技術(shù)已經(jīng)成為模具設(shè)計(jì)中不可或缺的重要工具。

4 辨證觀和創(chuàng)新觀是模具設(shè)計(jì)必不可少的觀念

模具設(shè)計(jì)是一種優(yōu)化設(shè)計(jì)，人與自然相互作用和相互協(xié)調(diào)的方式，工程師既要對(duì)模具設(shè)計(jì)及材料選擇作考慮，又要對(duì)節(jié)能和減少成本作考慮，還要對(duì)模具壽命作考慮。簡(jiǎn)單地說(shuō)，優(yōu)化設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程有效的適應(yīng)及結(jié)合，其需要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程以及零部件進(jìn)行全面的衡量。所以，優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅是功能的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該也是使其美觀和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

自改革開放以來(lái)，給模具工業(yè)帶來(lái)難得機(jī)遇，并取得了驚人成績(jī)。但是在系統(tǒng)化思想的影響下，模具設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)新，需要營(yíng)造中國(guó)特色的現(xiàn)代模具。一套優(yōu)秀的模具，要求設(shè)計(jì)工程師有全面的設(shè)計(jì)知識(shí)，扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及豐富的想象力。模具設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程，是一個(gè)不斷否定自我、修正自我和完善自我的過(guò)程。一個(gè)有特色的模具和有創(chuàng)新意識(shí)的模具，往往會(huì)得到大家的普遍推廣應(yīng)用。

由此可見，模具設(shè)計(jì)中大量使用了自然辨證法的原理。用自然辨證法原理來(lái)指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)，有著重要理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

5 結(jié)束語(yǔ)

模具設(shè)計(jì)同樣遵守自然辨證的一般規(guī)律，模具設(shè)計(jì)者應(yīng)學(xué)習(xí)自然辨證的觀點(diǎn)，提高自己的哲學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，才能更好地認(rèn)識(shí)和運(yùn)用模具設(shè)計(jì)內(nèi)在的自然規(guī)律。我們只有在模具設(shè)計(jì)中把握系統(tǒng)觀，體現(xiàn)科技觀，富有創(chuàng)新觀，運(yùn)用科學(xué)方法，才能創(chuàng)作出優(yōu)秀的模具。

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