小型家电和小型工业产品的包装设计与工艺规程制订课设说明书

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1、武汉理工大学包装工艺课程设计说明书小型家电和小型工业产品的包装设计与工艺规程制订1车载电子导航仪的包装保护的基本要求与包装方案设计1.1 车载电子导航仪包装保护的基本要求包装是车载电子导航仪进入流通领域中必不可少的一道工序，是产品生产过程中的重要组成部分，进行合理包装是保证产品在运输、存储和装卸等流通过程中避免机械物理损伤，确保其质量而采取的必要措施。车载电子导航仪属于技术密集型产品，电子零部件的尺寸精细，因此，其对外界环境的要求也越来越高。其主要原因：一是车载电子导航仪内部构造复杂，零部件生产精密，不能承受外力冲击、磕碰：二是车载电子导航仪怕潮湿，受潮后，大量水气会浸入车载电子导航仪形成水溃

2、，造成短路，或使金属接口氧化：三是怕灰尘、油脂，灰尘、油脂的进入会妨碍车载电子导航仪接点间的电流传导，污染内部线路，影响内部零件，造成损害；四是怕静电，过大的静电会击伤车载电子导航仪内的一些电子元件，造成零部件短路，最终直接损害整个机器；五是怕高温，过热的高温环境不但会使车载电子导航仪的外观至损，也会使内部的一些零件性能不稳，直接影响产品的使用功能。1.2 车载电子导航仪包装保护方案设计1.2.1车载电子导航仪的销售包装的定位车载电子导航仪目前市场价格为1000左右，而起主要作用是安装在汽车上，为汽车提供导航服务。汽车用户一般为中上等收入群体，因此，包装档次可以选择较高的档次，能对产品起到良好

3、的保护作用，同时也能够起到宣传的作用，从而促进销售。1.2.2设计车载电子导航仪的包装方案若在一个运输包装中装若干中包装，则在运输包装中应使产品振动时应力分散；棱角边应有垫条、垫块、垫片等保护。包装箱要装满，不留空隙，减少晃动，可以提高防潮、防振效果。内包装的最主要功能是提供内装物的固定和缓冲，有多种内部包装材料及方法可供选择：发泡塑料作为传统的缓冲包装材料，有质量轻、保护性能好、适用范围广等优势。特别是发泡塑料可以根据产品形状预制成相关的缓冲模块，应用起来十分方便。目前，车载电子导航仪包装材料以EPS和EPE为主。EPE目前在国际上是比较认可的环保材料，主要用于易碎品的它装，成本比较高。EP

4、s可以模塑成型，续均匀地形成气泡。气泡有圆形、半圆形、钟罩形等形状。气泡薄膜对于轻型物品能提供很好的保护效果。作为软性缓；中材料，气泡薄膜可被剪成各种规格，可以包装几乎任何形状或大小的产品。气垫薄膜的缺点在于易受其周围气温的影响而膨胀或收缩。膨胀将导致外包装箱和被包装物的损坏，收缩则导致包装内容物的移动，从而使包装失稳，最终引起产品的破损。而且其抗戳穿强度较差，不适于包装带有锐角的易碎品。包装纸盒，一般用体积较小、重量较轻的产品(如家用电器、印制车载电子导航仪等)。纸盒有单芯、双芯瓦楞纸板和硬纸板。纸盒的含水率小于12。使用瓦楞纸箱轻便牢固、弹性好，运输费用、包装费用低，材料利用率高，而且便于

5、实现现代化包装。综上分析，可选择发泡塑料作为缓冲包装材料，根据产品的结构特征和发泡塑料的相关特性设计缓冲衬垫的结构和尺寸。1.3 车载电子导航仪包装的保存期计算车载电子导航仪因为是小家电产品，其保存期是很长的，但当今时期，车载电子导航仪更新换代很快，根据统计可知，一般两年即可更新换代。因此，包装保存期设计不宜过长，设计为两年即可。2车载电子导航仪包装保护的结构设计与设计计算2.1销售包装容器的设计与设计计算2.1.1销售包装容器的结构设计由初始条件，车载电子导航仪，重150克，外型尺寸1207520 mm可知，车载电子导航仪为长方体，为了与电子导航仪相适宜，同时便于装卸，包装容器可设计为长方体

6、，这样有利运输包装，节省成本，从而实现效益的最大化。车载电子导航仪的外型尺寸1207520 mm，包装容器中还要装入其他相关物品，因此包装容器结构可尺寸可设计20012040 mm。可设计为折叠纸盒中的自锁底式盘式折叠纸盒结构，材料为质量较好的白板纸，有一定的抗压强度，且均为一页折叠成型，便于生产，降低成本。2.1.2包装容器的设计与计算车载电子导航仪外型尺寸1207520 mm，包装容器结构可尺寸设计为16011540 mm，有此基本尺寸则得盒子总长为660mm，总宽为250mm。其结构图如图1所示：图1 包装容器结构图2.1.3缓冲包装的结构设计缓冲结构如图2所示：该方案包装具有良好的缓冲

7、、防震、抗压性能，满足车载电子导航仪对包装的要求，成本低，适用于大批量生产。能充分利用纸盒顶角支撑强度好、对棱角抗冲击作用强的特点，也利用了EPE具有良好的柔韧性、防震性、耐冲压性和较高的回复性能等特点。缓冲的结构尺寸要依据车载电子导航仪外型尺寸1207520 mm ，缓冲厚度设计为20mm,缓冲结构采取局部缓冲，其顶部可空出，方便产品放进去和取出来，底部设计圆空缺，可以节省材料，在前后外壁可设计弧形缺口，既可以节省材料，降低成本，又可方便产品的取出。产品高度为20mm,缓冲深度为25mm,比产品高度多出5mm,可以保护产品上的一些突出的部位，避免这些突出的部位磨损，降低产品的美观性，避免其影

8、响销售。其结构图2和三维图3如图所示：图2 缓冲衬垫结构图图3 缓冲衬垫模型图2.2 运输包装容器的设计与设计计算2.2.1运输包装容器的结构设计选用 0201 型纸箱，B型瓦楞。根据内装物的排列方法及数目确定瓦楞纸箱的内尺寸。2.2.1.1计算内尺寸Xi = Xmax Nx + d (Nx-1) + K式中：X-纸箱内部尺寸mm；Xmax-内装物在 X 方向上的最大外尺寸 mm；Nx-内装物在 X 方向上的排列件数；d-中包装间隙系数 mm；K-内尺寸修正系数 mm。现已知: Lmax = 160 mm Bmax = 115 mm Hmax = 80 mm则有：nL = 4 nB = 4 n

9、H = 6排列方式: 4x4x6查瓦楞纸箱内尺寸修正系数 K 表可得:KL = 5 mm KB = 5 mm KH = 2 mm d = 1mm则: Li = 648mm Bi = 468mm Hi = 487 mm2.2.1.2计算制造尺寸由内尺寸计算制造外尺寸X = Xi + (ni-a)t式中：X-瓦楞纸箱长、宽、高制的造尺寸mm；Xi-纸箱内尺寸mm；t-瓦楞纸箱计算厚度mm；ni-由内向外纸板层数；a-系数。这是理论公式，在实际生产中要根据情况加上适当的修正系数即: X=Xi+(ni-a)t+ K。因为瓦楞纸板厚度与瓦楞型和纸板层数有关，（ni-a）与箱型有关，一旦楞型纸板层数和箱型

10、确定后纸板厚度也就基本确定。所以在实际设计中可将上式中的（ni-a）再加上 13 毫米的修正系数而合并成一个常数，用 K 表示，则上式简化为: X = Xi + K。现已知: Li = 648mm Bi = 468mm Hi = 487 mm查02 型瓦楞纸箱制造尺寸修正系数 K ，查02 型纸箱摇盖的伸长系数 Xf 可知：取: KL1=5 KL2=3 KB1=3 KB2=1 KH=6 J=40 Xf=1则:L1=Li+KL1 = 653 mm L2=Li+KL2 = 651 mmB1=Bi+KB1 = 471 mm B2=Bi+KB2 = 469 mmH =Hi+ KH = 493 mm J

11、 = 40mm2.2.1.3对接摇盖的制造尺寸 在纸箱摇盖对接封合的箱型中，摇盖尺寸的理论值应为纸箱宽度制造尺寸的 1/2，但是由于摇盖回弹作用，必然在摇盖对接外产生间隙，使封箱不严造成内装物遭尘埃污染，因此，对接摇盖宽度制造尺寸应加一修正值，这一修正值为摇盖伸长系数 Xf ，则： F=(B1 +Xf)2查表 02 类纸箱摇盖伸长系数 Xf，0201 箱型，B 型瓦楞得:Xf=1mm ，则:F=(B1 +Xf )/2= 236mm。2.2.1.4开槽宽度开槽宽度一般为纸板计算厚度的2倍，B型纸板计算厚度为3.3mm，开槽宽度为6.6mm。2.2.2绘制运输包装容器结构设计图图5 运输包装结构图

12、2.2.3运输与堆码中的强度设计计算2.2.3.1瓦楞纸箱强度设计 瓦楞纸箱强度设计及校核由于包装物手机的重量较轻，故选用 B 型楞的单瓦楞纸箱，计算瓦楞纸箱抗压强度为：面纸横向环压强度为 319N/0.152mm，瓦楞芯纸横向环压强度 为146N/0.152mm 。已知: R1=R2=319N/0.152mm Rm=146N/0.152mm，Lo=657mm Bo=475mm，则：Z=2(Lo+Bo)=226.4cm。查单瓦楞纸箱凯里卡特常数值B型楞得aXz=5.00 J=1.27 Cn=1.361，则环压强度 Px=(R1+R2+RmCn)/15.2 = 55.05N/cm ，抗压强度 P

13、=Px(4aXz/Z)2/3ZJ = 2938N/cm2.2.3.2堆码强度设计计算根据理论计算可将堆码高度可设计为7层。堆码性能系数的表达式为：SPF堆码性能系数； G单个纸箱毛重(kg) Nmax纸箱最大堆码层数。堆码性能的现有设计是在安全系数的范围之内，SPF 值越高，设计越可靠。如果SPF 值小于2，必须使用更强的高级纸板或增强结构；如果SPF 值大于5，应考虑选用较低等级的纸板；如果已知安全系数，当计算SPF 值小于所需安全系数时，应使用强度更大的纸板，当值大于所需安全系数时，选用较低等级的纸板。从而计算堆码性能系数 Lo=657mm Bo=475mm G=14.4kg Nmax=7

14、代入公式可得：SPF=4.322由上可知堆码性能系数满足要求。3.车载电子导航仪包装工艺设计3.1 车载电子导航仪包装工艺规程的制订3.1.1车载电子导航仪包装的包装工艺路线的拟定车载电子导航仪，重150克，外型尺寸1207520 mm。年产量100万台。导航仪放衬垫撑开盒坯盒坯说明书及其他其他装盒 剔除次品检测封缄贴标打号箱坯封底撑开箱坯装箱 检测 剔除次品打号 贴标 码垛入库图6 包装工艺路线图3.1.2选用包装工艺设备年产量为100万台，假设每年有300天工作，每天工作时间为7小时，则可计算出每分钟生产的数量，即为：1000000300760=7.937个/min。由此可知，包装该产品时

15、，需要每分钟的产量为8个，由此可确定生产设备。1）盒坯成型设备：根据生产率为8个/min，可选取设备为自动盒成型机，备选型号为JB-30/2。技术参数：适用最大纸张：594mm841mm， 适用最小纸张：76mm86mm。生产速度为120张/分钟。2）装盒设备：衬垫和导航仪放入包装盒中可采用装盒机，具体型号为：YCZ-100D自动装盒机。技术参数为：生产能力：5070盒/分钟 ，盒子尺寸：（100220）（30125）（3030）mm ，说明书尺寸：（70200）（70140）mm ，功率：50Hz 380V 1.5KW ，耗气量：1015L/分钟 ，真空吸气：-0.6Mpa（自带真空发生器）

16、 ，重量：约1100Kg ，外型尺寸：250011001700mm ，纸盒要求：250350克/平方米。3）纸箱成型设备：纸箱中装包装盒的数量为：4 x4 x6=96个，则装完一箱所需要的时间为：96个8个/min=12min。可选取设备为纸箱自动成型封底机，型号为：GPK-40。技术参数：开箱能力：5箱/分钟，空气消耗量：450NL/min，必要空气压：6kg/平方厘米，使用电力：220V 1200W，纸箱暂存量：100pcs(1000mm)，纸箱尺寸：L:260-700 W:150-500 H:100-540mm。4）装箱设备：可选用装箱机，具体型号为ZX120自动装箱机。技术参数：电源：

17、380V三相交流电，50赫兹，消耗功率约0.2千瓦; 外形尺寸（长宽高）：220021501900毫米; 重量：0.55103千克; 生产能力：最大120箱/小时; 耗气量：30立方米/小时; 包装材料：瓦楞纸箱; 工作噪声：120万盒，故符合产量要求。 所以生产能力系数为：192/120=1.26，相对比较合理。4心得体会我从整个课设之中真的学到很多，以前学习课本知识，只是感性的去理解，在实际运用中还有许多不足。许多东西都是重温课本，吃透理论知识后才做出来的，而有些软件又不会用，因此边学边做，当做完课设后，软件学的也不错了。 课程设计是培养学生综合运用所学知识,解决实际问题,锻炼实践能力的重

18、要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。包装工艺学已经成为当今包装应用中不可缺少的一部分,在生活中可以说得是无处不在。回顾起此次包装工艺课程设计，至今我仍感慨颇多。在整个课设的过程中，学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程

19、中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，但是通过这次课程设计之后，我一定把以前所学过的知识重新温故。5参考文献1 潘松年.包装工艺学 印刷工业出版社 2004.82 金国斌.包装工艺与设备 中国轻工业出版社 2009.13 吴 波. 包装结构设计化学工业出版社，2001.74 彭国勋. 运输包装印刷工业出版社 1999.85 彭国勋.物流运输包装设计印刷工业出版社，2006.106 郭玉花.等包装材料学M.天津：国防工业出版社，2004.7 陈永常.瓦楞纸箱的印刷与成型.北京：化学工业出版社，2005.8 曹清筠.物流运输包装.北京：中国铁道出版社，1987.

20、9 马桃林.包装技术武汉测绘科技大学出版社1999.610 林学瀚等.包装技术与方法M.长沙：湖南大学出版社，1988.11 宋宝丰.产品脆值理论与应用M.长沙：国防科技大学出版社，2002.12 陈黎敏.等.瓦楞纸箱生产线选择优化模型J.包装工程，2003,24（2）:12-13.13张涛.应力-能量法正测定泡沫塑料缓冲曲线应用中的应用J.包装工程.2008.29：59-60.14包装材料 瓦楞纸板GB/T6544-1999，国家质量技术监督局发布，北京：中国标准出版社，1999，8页，CNY6.00，71.383078/46715 包装设计图形手册，(美) 拉兹罗鲁斯, 乔治L威本佳著；赵黎明译，沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.4，576页，CNY95.00，TB482-64/114