在计算机辅助工艺设计(CAPP)系统中，零件信息描述的准确性、科学性和全面性将直接影响所设计工艺文件的质量和可靠性，是设计工艺文件的基础。而工艺决策过程具有经验性、多样性和广泛性，又使工艺设计极为复杂，是设计工艺文件的重点和难点。用编码对零件信息进行描述已被工程实践证明是一种非常有效的方法。根据零件编码信息，按照经验规则来确定加工方法和步骤能有效解决工艺决策问题。
1 零件编码
零件的信息包括两个方面的内容，即零件的几何信息和工艺信息。零件的几何信息也就是零件的图形信息，包括零件的结构形状、尺寸等；零件的工艺信息则包括零件各表面的加工精度、表面粗糙度、零件材料、毛坯类型、热处理方式、形状位置公差等。以回转体零件为例，回转体零件按表1所示结构进行编码。编码方法总体上采用分段式结构，由20个码位组成，零件代码分为5个信息段，第1位到第5位为基本信息段，描述零件的材料、毛坯类型和热处理等；第6位到8位为轮廓尺寸段：第9位到14位为外部形状及加工精度段，描述零件外部的阶梯、螺纹等特征；第15位到18位为内部形状及加工精度段，描述零件内部的阶梯、螺纹等特征；第19位到20位为补充特征段。
表1 部分码位表
2 规则库的建立
根据零件的材料、形状结构以及加工精度等要素确定加工方法和步骤，是一个极其复杂的过程。为了让系统能根据零件编码提供的信息自动生成其加工方法和步骤，需要把以往的加工经验和加工方法的选择规则建成一个规则库。规则库里罗列出各种情况的加工方法选择规则(见表2)。
表2 部分加工方法规则库
3 系统实现
3.1 系统设计
采用微软Dot Net平台和SQL Server数据库，用VC为开发工具构建了一个工艺辅助设计系统（见图1）。系统提供一个用户交互界面（见图2），用户根据界面提示输入零件相关信息，再由系统自动生成零件编码，最后系统根据零件编码在规则库中检索出相应的加工方法和步骤，生成零件加工工艺路线。
图1 系统界面
图2 零件信息输入界面
3.2 应用实例
用户从系统界面输入零件相关信息，系统生成零件编码020114321155451-24413（见表3），再由零件编码生成加工工艺路线，其过程如下。
表3 典型零件编码
开始→读取零件类型编码为0(回转体零件)→读取毛坯类型编码为2(铸件有初始孔）→根据毛坯类型确定第一道工序为“备合格铸件”→下一工序为“热处理正火”→下一工序为“粗车外圆”→推理后确定孔粗加工方法为“粗镗孔”→综合判断孔、外圆及端面粗加工后能否达要求（不能）→下一工序“半精车外圆”→推理确定孔半精加工方法为“半精镗孔”→读取外部功能要素编码，判断是否有需加工（第10位编码，选择值1，即外部有侧向小螺纹孔，需要加工）→调用外部功能要素加工规则得工序为“钳工：加工侧向小螺纹孔”→综合判断孔、外圆及端面半精加工后能否达要求（判断后为不能）→读取内部功能要素编码，判断是否有需加工（第16位编码，选择值2，即内部功能要素有键槽，需要加工）→调用内部功能要素加工规则得工序为“铣键槽”→读取端面功能要素编码，判断是否有需加工（第19位编码，值为1，即端面特征为直沉头孔，需要加工）→调用端面功能要素加工规则得工序为“钳工：加工端面孔”→读取形位公差编码、热处理编码（第4位热处理编码为1，第20位形位公差编码为3，即硬度要求低，形位公差要求高）→推理确定外圆精加工工序为“磨削”→推理确定内孔精加工方法为“磨削”→综合判断孔、外圆及端面精加工后是否都能达要求（内孔达要求，外圆及端面仍未达要求）→工序：“精磨外圆”→工序：“精磨端面”→工序：“检验”→生成工艺过程卡（单击“生成工艺过程卡”按钮，导出为Word文档）→人工处理工艺过程卡→打印输出工艺过程卡。
4 结束语
本文通过对零件信息进行整理、编码，进而在规则库的支撑下，自动生成加工工艺流程。但这工艺流程中只有加工方法和加工步骤，没有每一步加工的尺寸信息，还不能直接作为加工的指导性文件。接下来要考虑如何在加工步骤中加入尺寸信息，自动生成工序卡。
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本文标题：零件编码结合规则库在工艺决策中的应用
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