plc轴套的钻孔和铰孔两个加工工序的设计与仿真
【摘要】本人在顶岗实习期间，公司里有师傅加工轴套类零件，而且每次加工都是几百上千的加工，很耗费人力，还有很多闲置设备，我就利用的现有设备，结合PLC自动控制系统，设计了一套轴套的钻孔和铰孔。可以满足公司的生产需要，减小工人的加工时间，缩减加工成本，扩大公司的效益，为以后的轴类加工，带来方便。PLC控制系统具有安全、可靠、简单、实用等特点，在中小型的自动化公司被广泛的应用，并已经带来了可观的经济效益，实现了很多自动化生产，为我国的工业成长做出了巨大的贡献。本设计采用先设计再仿真的理念，首先使用SolidWorks绘图设计软件夹具的三维模型的建立。等绘图设计结束后，再用GX Works2编写程序，接下来就是最关键的模拟调试部分，根据模拟的结果，进行程序的修改。
目录
引言 1
一、设计的要求及任务 2
（一）设计要求 2
（二）设计任务 2
二、轴套零件的分析 2
（一）轴套的简介 2
（二）轴套的机械结构和尺寸 2
三、轴套加工简介 5
（一）毛坯料简介 5
（二）工序简介 5
四、软件的设计与仿真 6
（一）控制要求 6
（二）PLC的选型 7
（三）控制系统其他元器件的选型 7
（四）I/O口分配表 8
（五）PLC接线图 9
（六）程序的顺序功能图、梯形图 9
五、程序设计 10
（一）GX Works2软件的介绍 10
（二）仿真软件介绍 10
（三）制作仿真 10
（四）软件仿真 14
总结 18
参考文献 19
致谢 20
附录 21
（一）顺序功能图 21
（二）梯形图 22
引言
本人在公司实习期间，公司的师傅在厂里加工轴套类零件，而且每次加工都是几百上千的加工，人手不够，还有很多闲置设备，我就利用的现有设备，结合PLC自动控制系统，设计了一套轴套的钻孔和铰孔。可以满足公司的生产需要，减小工人的时间，缩小加工成本，扩大公司的效
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益，为以后的轴类加工，带来方便和高效。
PLC控制系统具有安全、可靠、简单、实用等特点，在中小型的自动化公司被广泛的应用，并带来了可观的经济利益，实现了很多自动化生产。
本文论述了一种轴套零件的设计，以及加工系统的设计。
一、设计的要求及任务
（一）设计要求
根据零件的作用和尺寸，使用SolidWorks绘图设计软件夹具的三维模型的建立；
设计零件加工的控制系统，使用三菱FX系列的PLC控制工件加工的过程；
使用GT Simulater3软件制作模拟仿真，验证设计的效果。
（二）设计任务
1.分析零件的加工工艺，了解加工的过程及注意事项；
2.熟悉3D绘图软件，并设计3D图纸；
3.硬件的设计，并根据实际制作控制流程图；
4.根据硬件的设计和加工过程，拟定PLC硬件的接线方案；
5.根据设计的需要，请教师傅，利用选型软件，模拟测试，拟定相关元器件的选型，并确定I/O的分配；
6.利用GX Works2软件，进行编写程序并调试；
7.利用仿真软件，制作动画，写入控制程序，进行仿真，检测程序的可行性。
二、轴套零件的分析
（一）轴套的简介
做成整圆筒形的保护轴的套筒状机械零件称为轴套。轴套是一个独立的整体，并且是整体进行加工，且相对轴是运动的，它也是滑动轴承的一个组成部分。轴套和轴承座之间一般都采用过盈配合,而轴套和转轴之间一般都采用间隙配合（轴套与转轴之间须润滑）。
无论如何,由于长期的高温的、快速运动摩擦都会导致零部件的损坏,因此,当转轴和轴套之间的相互磨损到达一定程度,就导致机器运动起来的在精度上的误差越来越大，这时就必须换上新零部件方能继续使用。因此可以选用硬度低且耐磨性好的材料制作成轴套, 从而大大降低了转轴和轴承座之间的磨损，而且就算轴套被磨损了，需要更换时,也只是更换一个轴套，而非其他的的重要部件，在一定程度上也可以避免浪费大量的更换零部件的成本。而且,轴套的机械结构属于轴类零部件中相对容易加工的,在很多情况下轴套也被当做轴承来使用，以减小转轴所受到的摩擦力。但这时应该注意的是,对轴套采取正确的润滑措施是相当关键的工作,如果不进行润滑，轴套和轴之间就会干磨，在极短的时间内产生大量的热，烧坏零件，导致其永久性变形，轴和轴套也就会报废了。
（二）轴套的机械结构和尺寸
1.三维绘制
首先在上视基准面绘制一个直径95mm的圆，拉伸高度H10mm的圆柱，如图21所示：
图21 圆柱
然后在圆柱的上表面，绘制一个同心圆Φ57mm，拉伸高度为H55mm的圆柱，选择合并实体，如图22所示：
图22 同心圆柱
接着，用特征里面的圆角功能，将两个外圆端面倒角2×45°，如图23所示：
图23 倒圆角
最后选用圆柱最上表面，绘制一个直径32的同心圆，选择特征里面的拉伸切除，选择完全贯穿，形成通孔，保存零件。如图24所示。
图24 通孔
然后点击文件里面的从零件到工程图，选择GBA4工程图，选择标准三视图，会跳出来一个对话框，双击该零件，会自动生成三视图，在右侧的设计库里，添加等轴侧视图，然后点击注解，选择智能尺寸，开始标注尺寸，并注明材料以及加工工艺，如图25所示：
图25 轴套的机械结构和尺寸
三、轴套加工简介
（一）毛坯料简介
用于制造轴套零件的毛坯料的材料为45#钢，由于轴套零件在实际生产中多采用大批量制造，因而差异较大。因此在选取轴套原材料方面，多选用模锻件而不用棒料。而本设计中，主要的加工方法是钻孔和铰孔，即本设计只讨论对轴套的半成品进行加工的过程，因而讨论的进行钻孔、铰孔操作的对象为：直径为55毫米的圆柱体。
（二）工序简介
1.加工设备的选择
工序一: 首先采用立式钻床钻一个直径为32毫米的孔;
钻头的选用：相应的钻头选用直径为31.5毫米的钻头；
工序二：用机床铰直径32mm的孔；
机床选用：选用X51型铣床就能满足工艺要求深加工
目录
引言 1
一、设计的要求及任务 2
（一）设计要求 2
（二）设计任务 2
二、轴套零件的分析 2
（一）轴套的简介 2
（二）轴套的机械结构和尺寸 2
三、轴套加工简介 5
（一）毛坯料简介 5
（二）工序简介 5
四、软件的设计与仿真 6
（一）控制要求 6
（二）PLC的选型 7
（三）控制系统其他元器件的选型 7
（四）I/O口分配表 8
（五）PLC接线图 9
（六）程序的顺序功能图、梯形图 9
五、程序设计 10
（一）GX Works2软件的介绍 10
（二）仿真软件介绍 10
（三）制作仿真 10
（四）软件仿真 14
总结 18
参考文献 19
致谢 20
附录 21
（一）顺序功能图 21
（二）梯形图 22
引言
本人在公司实习期间，公司的师傅在厂里加工轴套类零件，而且每次加工都是几百上千的加工，人手不够，还有很多闲置设备，我就利用的现有设备，结合PLC自动控制系统，设计了一套轴套的钻孔和铰孔。可以满足公司的生产需要，减小工人的时间，缩小加工成本，扩大公司的效
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
益，为以后的轴类加工，带来方便和高效。
PLC控制系统具有安全、可靠、简单、实用等特点，在中小型的自动化公司被广泛的应用，并带来了可观的经济利益，实现了很多自动化生产。
本文论述了一种轴套零件的设计，以及加工系统的设计。
一、设计的要求及任务
（一）设计要求
根据零件的作用和尺寸，使用SolidWorks绘图设计软件夹具的三维模型的建立；
设计零件加工的控制系统，使用三菱FX系列的PLC控制工件加工的过程；
使用GT Simulater3软件制作模拟仿真，验证设计的效果。
（二）设计任务
1.分析零件的加工工艺，了解加工的过程及注意事项；
2.熟悉3D绘图软件，并设计3D图纸；
3.硬件的设计，并根据实际制作控制流程图；
4.根据硬件的设计和加工过程，拟定PLC硬件的接线方案；
5.根据设计的需要，请教师傅，利用选型软件，模拟测试，拟定相关元器件的选型，并确定I/O的分配；
6.利用GX Works2软件，进行编写程序并调试；
7.利用仿真软件，制作动画，写入控制程序，进行仿真，检测程序的可行性。
二、轴套零件的分析
（一）轴套的简介
做成整圆筒形的保护轴的套筒状机械零件称为轴套。轴套是一个独立的整体，并且是整体进行加工，且相对轴是运动的，它也是滑动轴承的一个组成部分。轴套和轴承座之间一般都采用过盈配合,而轴套和转轴之间一般都采用间隙配合（轴套与转轴之间须润滑）。
无论如何,由于长期的高温的、快速运动摩擦都会导致零部件的损坏,因此,当转轴和轴套之间的相互磨损到达一定程度,就导致机器运动起来的在精度上的误差越来越大，这时就必须换上新零部件方能继续使用。因此可以选用硬度低且耐磨性好的材料制作成轴套, 从而大大降低了转轴和轴承座之间的磨损，而且就算轴套被磨损了，需要更换时,也只是更换一个轴套，而非其他的的重要部件，在一定程度上也可以避免浪费大量的更换零部件的成本。而且,轴套的机械结构属于轴类零部件中相对容易加工的,在很多情况下轴套也被当做轴承来使用，以减小转轴所受到的摩擦力。但这时应该注意的是,对轴套采取正确的润滑措施是相当关键的工作,如果不进行润滑，轴套和轴之间就会干磨，在极短的时间内产生大量的热，烧坏零件，导致其永久性变形，轴和轴套也就会报废了。
（二）轴套的机械结构和尺寸
1.三维绘制
首先在上视基准面绘制一个直径95mm的圆，拉伸高度H10mm的圆柱，如图21所示：
图21 圆柱
然后在圆柱的上表面，绘制一个同心圆Φ57mm，拉伸高度为H55mm的圆柱，选择合并实体，如图22所示：
图22 同心圆柱
接着，用特征里面的圆角功能，将两个外圆端面倒角2×45°，如图23所示：
图23 倒圆角
最后选用圆柱最上表面，绘制一个直径32的同心圆，选择特征里面的拉伸切除，选择完全贯穿，形成通孔，保存零件。如图24所示。
图24 通孔
然后点击文件里面的从零件到工程图，选择GBA4工程图，选择标准三视图，会跳出来一个对话框，双击该零件，会自动生成三视图，在右侧的设计库里，添加等轴侧视图，然后点击注解，选择智能尺寸，开始标注尺寸，并注明材料以及加工工艺，如图25所示：
图25 轴套的机械结构和尺寸
三、轴套加工简介
（一）毛坯料简介
用于制造轴套零件的毛坯料的材料为45#钢，由于轴套零件在实际生产中多采用大批量制造，因而差异较大。因此在选取轴套原材料方面，多选用模锻件而不用棒料。而本设计中，主要的加工方法是钻孔和铰孔，即本设计只讨论对轴套的半成品进行加工的过程，因而讨论的进行钻孔、铰孔操作的对象为：直径为55毫米的圆柱体。
（二）工序简介
1.加工设备的选择
工序一: 首先采用立式钻床钻一个直径为32毫米的孔;
钻头的选用：相应的钻头选用直径为31.5毫米的钻头；
工序二：用机床铰直径32mm的孔；
机床选用：选用X51型铣床就能满足工艺要求深加工
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