更为简便的方法是阅读样板程序xsample，并在此基础上进行修改，完成上述工作步骤。
4.3.3计算机辅助工艺设计
4.3.3.1计算机辅助工艺设计的作用、分类和系统结构
工艺设计是生产技术准备工作的第1步，也是连接产品设计和产品制造的桥梁。工艺规程是进行工装设计制造、规划零件加工方法和加工路线、决定工时和材料定额的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接影响，因此是生产的关键问题。在制造业信息化工程中，主要研究如何应用计算机辅助工艺设计（CAPP）代替手工设计工艺规程。
（1）CAPP的作用
工艺设计必须分析和处理大量信息，既要考虑产品设计图上有关结构形状、公差尺寸、材料及特殊处理等方面的信息，又要了解加工制造中有关方法、加工设备、生产条件、加工成本及工时定额，甚至传统习惯等方面的信息。手工设计工艺规程存在如下问题：
a.对工艺设计人员的经验依赖程度比较大，因此，工艺规范的一致性、稳定性差，工艺规程的质量得不到保证；
b.手工设计工艺规程的效率低；
c.不便于工艺文件的计算机管理和统一维护；
d.不便于将工艺专家的经验和知识集中起来加以充分利用；
e.难以支持多品种小批量订单和柔性化生产。
总之，手工设计工艺规程不适应制造业信息化工程的要求。计算机技术和信息技术为工艺规程设计奠定了基础。应用CAPP系统，能够大大提高工艺设计的效率。
在CAD/CAPP/CAM的集成系统中，CAPP是连结CAD与CAM的桥梁。集成化CAPP系统能直接接受CAD的零件信息，进行工艺规划，生成有关工艺文件，必要时还可向CAD系统反馈有关工艺评价信息，并以工艺设计结果和零件信息为依据，经适当的后置处理，生成数控（NC）程序，从而实现CAD/CAPP/CAM的集成。
对产生车间作业计划的ERP系统，通过CAPP把EBOM（工程设计用的BOM）转化为PBOM（生产用的BOM）也是十分重要的问题。这是目前CAPP研究的薄弱环节。CAPP提供的工时定额、材料定额、加工成本等是ERP运行的基础数据。
（2）CAPP的分类
在制造业信息化工程中，CAPP是发展最迟和最慢的部分。从1969年挪威在世界上首次推出CAPP系统AUTOPROS，到20世纪末才出现几十个专用的CAPP软件。这些软件按照设计方法的差别分为两类：派生式系统和创成式系统。派生式（variant）系统已从单纯的检索式发展为今天具有不同程度的修改、编辑和自动筛选功能的系统，融合了部分创成式的原则和方法。创成式（generative）系统的研究和开发始于70年代中期，很快得到普遍重视，被认为是有前途的方法。近年来这两种方法都在发展中不断改进、提高、相互渗透。同时，在传统的软件技术例如过程性结构、判定树、判定表等继续应用的情况下，从80年代开始探索将人工智能（AI）、专家系统等技术应用于CAPP的研究和开发，推出基于知识的（knowledge-based）创成式CAPP系统或称为CAPP专家系统。后来有人将神经网络技术、模糊推理以及基于实例的推理等用于CAPP之中，也有人提出CAPP系统生成工具的思路，并进行了卓有成效的实践。还有人将传统派生方法、传统创成方法与人工智能结合在一起，综合它们的优点，构造了混合式（hybrid）CAPP系统。目前，国内外已经有几十个上述各类系统的实例，一般都是针对某类零件的专用CAPP系统。
但是，迄今为止已得到实际考验和令人满意的系统还不多。我国对CAPP的研究始于80年代初，与世界水平的差距不大，在863计划的支持下取得了飞速发展。
（3）CAPP系统的基本结构
不管什么类别的CAPP系统，其基本结构都离不开零件信息输入、工艺决策、工艺数据/知识库、人机界面、工艺文件管理和输出5部分。
a.零件信息输入
零件信息是系统的工作对象和依据。计算机目前还不能像人一样识别零件图上的所有信息，所以在计算机内都必须有一个专门的数据结构来对零件信息进行识别。如何输入和描述零件信息是CAPP最关键的问题之一。
b.工艺决策
工艺决策是系统的控制指挥中心，它的作用是：以零件信息为依据，按照预先规定的顺序或逻辑，调用有关工艺数据或规则，进行必要的比较、计算和决策，生成零件的工艺规程。
c.工艺数据/知识库
工艺数据/知识库是系统的支撑工具。它包括：工艺设计所要求的全部工艺数据，例如加工方法、余量、切削用量、机床、刀具、夹具、量具、辅具以及材料、工时、成本要素等；基本规则，例如工艺决策逻辑、决策习惯、经验等；加工方法选择规则、排序规则等。如何组织和管理这些信息，使之便于使用、扩充和维护，并适用于各种不同类型的企业和产品，是当今CAPP系统需要解决的问题。
d.人机界面
人机界面是用户的工作平台。包括系统菜单、工艺设计的界面、工艺数据/知识的输入和管理界面，以及工艺文件的显示、编辑与管理的界面等。
e.工艺文件管理和输出
一个系统可能有成百上千个工艺文件，管理和维护这些文件既是CAPP系统的重要内容，也是整个CAD/CAPP/CAM集成系统的重要组成部分。输出功能包括工艺文件的格式化显示、存盘、打印等。系统一般能够输出各种格式的工艺文件。有些系统还允许用户自定义输出格式，或者能直接输出零件加工的NC程序。
4.3.3.2计算机辅助工艺设计的工作方式
CAPP工作的基础是在计算机内定义零件信息，也就是零件的描述与输入问题。这个问题在2.4.2节已经作了比较详细的介绍。我们在此基础上继续讨论CAPP系统的不同工作方式。
（1）派生式CAPP系统
派生式CAPP的基本原理是利用零件的相似性，即相似的零件有相似的工艺规程。一个新零件的工艺规程是通过检索系统中已有的相似零件的工艺规程并加以自动筛选或编辑而成。“派生”这一名称由此而来。派生式CAPP系统又称检索式或变异式CAPP系统。根据零件信息的描述和输入方法的不同，派生式CAPP又分为基于成组技术（GT）的派生式CAPP系统和基于特征的派生式CAPP系统。
a.基于GT的派生式CAPP系统
这种系统用GT码描述与输入零件信息。系统要预先对现有零件进行分组，得到零件族或样件。每个零件族或样件有一个通用的制造过程，即样件的标准工艺规程。派生式系统需要存储零件族矩阵文件或样件信息文件，以及样件的标准工艺规程文件和各种加工工程数据文件，例如切削用量、设备、刀具、量具、辅具等资料，供新零件检索时调用。在工艺设计时，系统以被设计零件的GT码为依据，首先搜索到该零件所属的零件族矩阵或样件，每一个零件族矩阵或样件对应着一个标准工艺规程即样件工艺规程。再通过系统预先制定的筛选逻辑，从标准工艺规程中筛选并派生出当前零件的工艺规程。然后调用有关工艺数据，对工艺规程文件进行必要的补充。最后得到当前零件的工艺过程。
b.基于特征的派生式CAPP系统
这种系统是在基于GT的系统基础上发展起来的。它进行了如下变化：用基于特征的零件信息模型取代GT码，用样件（或实例）分类索引树取代零件分组，用基于特征的推理代替基于零件族矩阵的工艺规程筛选策略，在样件的基础上增加了实例的概念。这种系统由于用工序-工步二叉树（或其他模型）来描述零件的工艺规程，从而可以对零件信息与工艺信息进行准确完备的描述，为高质量的工艺设计打下坚实的基础。同时，这种系统的分类索引树是动态的，用户可以方便地创建实例分类索引树并对树进行管理和维护，例如在树的任何一层自定义零件类和修改零件类等。样件或实例按照零件分类索引树分类存储，用户可以随时将新制定的样件或新产生的实例按类存入样件（实例）库，无须事先对零件进行分组和制定零件族矩阵。样件的制定不依赖于已有的大量零件图纸和工艺规程，而只要对工厂现有的有限典型零件进行分类，并就每一类制定一个或几个样件，编制其标准工艺规程，在系统提供的人机界面上方便地输入、编辑样件信息和样件标准工艺规程，从而大大增加了系统的灵活性与实用性。
（2）创成式CAPP系统
a.系统的特点
创成式系统的工艺规程是根据程序中所反映的决策逻辑和制造工程信息生成的。这些信息主要是有关各种加工方法的加工能力和对象、各种设备及刀具的适用范围等基本知识。工艺决策中的各种决策逻辑或者植入程序代码，或者以规则的形式存入相对独立的工艺知识库，供主控程序调用。在向创成式系统输入待加工零件的信息后，系统能够自动生成各种工艺规程文件，用户不需要修改或者只要略加修改即可使用。创成式系统的这种优点正是派生式系统的缺点。但是由于收集所有的工艺知识并把它们放在知识库中实际上是很难办到的，所以到目前为止还没有一种创成式CAPP系统宣布能够适用于所有类型零件，也没有一种系统能够完全自动化。人机交互还是经常需要的。
创成式CAPP系统主要解决了两个方面的问题，即工艺决策和工序设计。工艺决策就是确定零件工艺路线。其目标是生成工艺规程的主干，即指明零件加工顺序，包括确定工序与工步，以及指明各工序的定位与装夹表面，包括计算工序尺寸、选择设备与工装、确定切削用量、计算工时定额和生成工序图等内容。工艺决策是工序设计的基础。
b.系统的一般工作过程
创成式CAPP系统的设计一般包括技术准备和软件设计两个阶段。由于工艺设计工作的复杂性，也由于创成式系统开发方法的多样性，很难对两个阶段的工作给出标准化的、统一的模式，只能大体上介绍各阶段工作的要点。
技术准备阶段是基础性工作阶段。这个阶段的主要工作内容包括：明确所开发系统的设计对象，对本类零件进行工艺分析，确定该类零件由哪些基本表面或者形状特征构成，并确定每种基本表面的加工方法，收集和整理各种加工方法的加工能力范围和经济加工精度等数据，收集、整理和归纳各种工艺设计决策逻辑或决策法则。
软件设计阶段的主要任务是将技术准备阶段所收集整理的数据和决策逻辑用计算机语言来实现。对于传统的创成式CAPP系统而言，主要是将各种工艺设计决策逻辑转化为模型和算法；对于CAPP专家系统而言，就是要构造工艺决策推理机。
c.工艺决策
如上所述，创成式CAPP系统工艺决策的目的是生成零件的工艺过程主干。
4.3.3.3工序设计
为了简化工艺决策过程，一般创成式CAPP系统在工艺决策时只生成零件的工艺规程主干，所以在工艺决策后还必须进行详细的工序设计，即分步对工艺规程主干进行扩充。
（1）加工余量和毛坯
加工余量选择的任务是确定工序尺寸，计算尺寸链和确定毛坯尺寸。余量的确定一般是在选择好零件各表面要素的加工方法以后进行。最常用的方法有3种：分析计算法、经验法和查表法。分析计算法是在充分分析现有资料和统计数据的基础上，建立余量数学模型。但在实际的加工中很难准确地建立这样的模型，而且计算也十分复杂，所以一般不采用这种方法。目前CAPP系统普遍采用的是经验法和查表法。经验法是按照工艺手册上推荐的经验公式来确定工序间的余量，再根据余量反推出毛坯的尺寸。查表法在选择加工方法时不考虑余量的计算，而是在加工链建立后，逆着加工链依次在余量数据库中查得，然后再推算毛坯的尺寸。经验法简单易行，但余量值不一定最佳；查表法可以较准确地确定各种加工方法的余量，但需要存储的数据量很大。
（2）工序尺寸
工序尺寸是生成工序图与NC程序的重要依据，一般采用反推法来实现。反推法以零件图上的最终技术要求为前提，首先确定最终工序的尺寸和公差，然后按照选择的加工余量推算出前道工序的尺寸，其公差则通过计算机查表，按该工序加工方法可达到的经济精度来确定。这样按照与加工顺序相反的方向，逐步计算出所有工序的尺寸和公差。但是，当工序设计中的工艺基准与设计基准不重合时，就要进行尺寸链计算。对于位置尺寸关系比较复杂的零件，尺寸链的计算也是很复杂的。最常用的方法是尺寸链图表法和尺寸树法。前者是尺寸链计算的传统方法，既可以手工计算，也可以用计算机程序实现，但是这种方法在尺寸关系复杂时，查找尺寸链组成环比较麻烦且容易出错。后者是从图论演变过来的算法，比较适合CAPP系统中工艺尺寸链的计算。
