1. 研究目的与意义
在现代生活中，管线的出现频率非常高，对人们的生活有着不可忽视的作用和影响。在汽车中甚至人们的家中，管线的身影都频繁的出现。管线的安装精确度以及管线的安装效率在管线安装中都起到了不可忽视的作用。而在管线安装过程中，常用卡箍固定管线。卡箍的安装包括钻孔、放置卡箍和紧固等多道工序。但是在卡箍安装的过程中，操作可能会较为繁琐、复杂。并且，在对于卡箍的安装过程中，在多次定位的情况下，极大可能会出现定位误差，从而导致卡箍的安装出现偏移或者不准确，导致影响卡箍甚至管线的使用。不仅如此，如果在将定位和安装卡箍分开操作时，为了卡箍的定位准确，可能会进行重复的定位，从而大大降低了劳动效率。所以本课题要求设计一种一体化电动工具，能够一次定位就完成卡箍安装，以提高劳动效率。
2. 课题关键问题和重难点
管线装卡一体机应该和冲锋枪或者气动钉枪的外形比较类似，有装钉子和线卡的弹夹。在使用时，扣下扳机，钉子和线卡就能够钉到墙上，将分开的步骤一次性的完成，能够一次定位就完成卡箍的安装，从而大大提高定位的精确以及劳动效率。为了方便携带和使用以及进一步提升工作效率，所以管线装卡一体机用于射击的动力应该来自于压缩空气比较合适。
管线装卡一体机的难点在于，
1.这种设备，在世界范围内，还没有实际被制造出来，大大加大了课题的设计难度，所以就需要参考现有的机械产品，比如排钉枪，在其基础上，进行创新的设计，从而实现管线装卡一体的想法。
3. 国内外研究现状（文献综述）
管线安装现状
管线安装过程中，常用卡箍固定管线。卡箍的安装包括钻孔、放置卡箍和紧固等多道工序。但是在卡箍安装的过程中，操作较为繁琐、复杂。并且，在对于卡箍的安装过程中，在多次定位的情况下，极大可能会出现定位误差，从而导致卡箍的安装出现偏移或者不准确，导致影响卡箍甚至管线的使用。不仅如此，如果在将定位和安装卡箍分开操作时，为了卡箍的定位准确，可能会进行重复的定位，从而大大降低了劳动效率。
1.本课题设计的管线装卡一体机是要用管夹固定住管线，它类似于气动钉枪，将单个带钉子的管线卡装入工具，然后用空压机的压缩空气作为动力，打出枪膛从而固定管线。如图1。
图1 气动钉枪
1. 排钉枪，就是把规则排列的单个钉子放入特制的射钉枪中，以压缩空气为动力，通过冲击作用射入木板、塑料或其它复合材料中。所以我们设计的工具就可以以气动钉枪为原型，替代原有手动固定管线的的陈旧紧固方式。2.气动钉枪由于其效率高，钉受力均匀，使用方便等优点而广泛用于包装、广告、装潢及家具制造。因为气动钉枪的最大优点是工作效率高，省工省时，所以以其为原型的一体机其工作效率将会是手动安装的数倍。另一个优点是工艺性能好，所以安装时的定位更加精确，以取得造型效果。[1-2]
气动钉枪现状
气动钉枪是一种在建筑、 装潢、包装、家具生产等领域中常用的气动打钉设备。它以压缩空气为动力，利用冲击气缸的原理，将钉子以高速射出。气动钉枪内部采用安全气压，不消.耗燃料，排气中无任何污染物质，附带联动安全保险架装置，属于安全环保类高速自动化工具，广泛地应用于工业生产和家庭装潢等场所。[3]
气动钉枪结构
基于气钉枪功能结构特点，划分气钉枪组成:上铝盖组件、 枪体组件、枪嘴组件、弹夹组件、开关组件、进气盖组件。枪体组件含有气缸体、活塞、撞针及枪体等。气动钉枪结构组成见图2[4]
气动钉枪工作原理
气动钉枪以压缩空气为动力源, 使用空气控制开闭阀打开和关闭气缸, 在瞬间打开气缸以模拟爆炸的形式推动活塞总成运动, 撞针打出钉子, 打钉机的打钉力量来源于空压机产生的压缩空气。
(1) 待工作预备状态。软管将压缩空气源源不断输入到气动钉枪的压缩空气储气腔。这时压缩气体由开关经过开闭阀储气腔进出气气路进入向开闭阀储气腔, 加上开闭阀压簧的力封住气缸, 钉枪进入待工作预备状态, 如图3所示。
(2) 扣扳机工作状态。扣动气动钉枪的扳机时, 开关杆封住由开关进入开闭阀储气腔的气路的同时, 打开开闭阀储气腔与大气相通的气路, 开闭阀储气腔内的压缩空气迅速通过开关座孔和开关杆外圆间隙排到大气中, 开闭阀储气腔内的压强迅速减低, 气动钉枪的空气储存腔内的压强就会大于开闭阀压簧的力, 开闭阀运动打开气缸, 气动钉枪的空气储存腔内的高压压缩空气迅速进入气缸推动活塞总成完成打钉, 同时气缸补气孔进气补满回气腔, 如图4所示。
(3) 活塞归位工作状态。打钉结束后, 松开扳机, 开关杆借助开关杆压簧或压缩空气的力, 封住开闭阀储气腔与大气相同的气路, 并打开气动钉枪的空气储存腔与开闭阀储气腔的通道, 开闭阀借助这股气及开闭阀压簧的力, 推动开闭阀运动, 封住气缸, 并打开了气缸同大气的通道, 这时钉枪回气腔的压缩空气由气缸回气孔推动活塞总成归位, 这样就完成了一个打钉循环, 如图5所示。[5-6]
[1]刘于雄.排钉及排钉用钢丝的生产[J].金属制品，1998(2):22-26
[2]阳大志，孔凡国.排钉机方案创新设计理论与方法的研究[J].机械设计与研究，1998(3):54-56.
[3]傅赛珍，姜献峰.基于重用技术的气动钉枪配置设计[J]. 轻工机械，2009 (8).：33-35.
[4]毕向秋，章巧芳.气动钉枪外缸充气过程数值模拟及特性参数[J].轻工机械，2007 (12).：50-53.
[5]杨发正，张青山，吴晓军，李勤.气动钉枪打钉方式介绍[J].凿岩机械气动工具，2017.：18-19.
[6]耿志雄等.气动钉枪工作原理及漏气问题改善[D].苏州大学机电工程学院，2010:53-56.
4. 研究方案
在设计管线卡装一体机中，关键问题以及难点并不是唯一的，而装填机构的选择作为关键问题之一，直接影响着管线卡装一体机设计的难度以及使用时的效率和上手难度。装填机构的不同样式的结构对应着不一样的方案，也影响了设计难度。通过查阅相关文献资料，装填机构样式有弹夹式、弹带式、单发装填式。
1.弹夹式。弹夹式就是将钉子和线卡像子弹一样装进一个弹夹中，然后将弹夹整体装入一体机中。
2.弹带式。弹带式跟弹夹式类似，只不过弹带式是横插在一体机中，类似于机关枪的单带，每次只有一枚钉子和线卡上膛。
3.单发装填式。顾名思义，就是每次将一枚钉子和卡线装入一体机中，发射完毕后，重新装填。
不同的装填机构有着其各自的优缺点，见下表。
装填机构 | 优点 | 缺点 |
弹夹式装填机构 | 装填方便，能够一次性装填多个，稳定且工作效率较高。 | 弹夹所占体积较大。 |
弹带式装填机构 | 能够一次性装填多个，工作效率较高。且还不占据太多空间 | 安装较繁琐，且在工作时可能会较不稳定。 |
单发装填机构 | 所占体积小，节省空间。 | 效率较为低下 |
所以，结合上表以及实际情况出发，并且考虑到设计难度，本课题选择单发装填机构作为管线卡装一体机的装填机构较为合适。
5. 工作计划
毕业设计前一学期完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。
第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。
第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至毕业设计管理系统。
