运输包装课程设计说明.docx

学 校：齐齐哈尔大学运输包装课程设计说明书课程名称：运输包装题目：运输包装课程设计2011/5/20 学 院：轻工与纺织学院班 级：包 装0 8 2 班学生姓名：孙 妮 娜指导老师：赵 红 老 师摘要： 通过市场调研了解数码相机的市场情况，并且通过多方面的了解与研究认识了数码相机的流通环境和数码相机本身的特性，确定了此次课程设计的缓冲衬垫材料是EPE，根据材料和产品的特性确定了包装材料，产品的脆值，进行了缓冲衬垫的尺寸的计算和结构的设计，并进行了缓冲衬垫的校核，销售包装的尺寸计算与结构设计以及销售包装的装潢，运输包装的尺寸计算、结构的设计和内装物的排列数目的确定，最后进行了产品包装的堆码载荷检验和各方面的性能检测。最后对产品包装材料的成本进行估算。在确定此次设计的产品包装各方面设计、性能和成本都合理后，批准产品可以生产。通过一系列的课程设计，不管是软件的运用还是专业知识的认识都有了很大的提高。 关键词：EPE 缓冲材料 销售包装 运输包装 尺寸计算 瓦楞纸板Abstract：Through the market research to understand market situation of digital cameras, and through various understanding and research I met a digital camera circulation environment and digital cameras, determine the characteristics of itself of the curriculum design of cushion material is EPE, according to the characteristics of material and products to determine the packaging materials, product fragility and the size of the calculation of cushion and structure design, and a cushioning pad checkout, sales packing size calculation and structure design of packaging, packaging and selling the size of transportation and packing the design and calculation, structural installed inside the arrangement of determination of that number, the product packaging DuiMa load test and all aspects of performance testing. Finally the cost of product packaging materials are calculated. In determining the design products packaging various aspects design, performance and cost are reasonable, approved products can produce. Through a series of curriculum design, whether the use or professional software knowledge cognition has improved a lot. Keywords: EPE cushioning materials sales package transportation and packing size calculation of corrugated cardboard 目录1. 研究背景和意义.32. 市场调研 .31.1调研目的 3. 确定产品流通环境.43.1装卸搬运环节3.2运输环节3.3储存环节4. 产品包装设计6 4.1缓冲包装设计 4.2 缓冲衬垫设计6 3.2.1 缓冲材料的选定 3.2.2 缓冲衬垫基本尺寸计算 3.2.3 缓冲衬垫校核 3.2.4 缓冲衬垫机构设计图4.3销售包装设计.9 4.3.1 销售包装材料的选择 4.3.2 销售包装的尺寸设计 4.3.3 销售包装的装潢效果图 4.4 运输包装设计.11 4.4.1 运输包装材料的选定 4.4.2 运输包装的尺寸设计 4.5 堆码载荷55. 产品包装的实验方法176. 成本计算187. 小结.198. 参考文献19运输包装课程设计说明书1 、研究背景和意义 照相机制造的历史上，佳能并不是第一个出品单镜头反光照相机的厂家，但是在佳能单镜头反光照相机的制造历程中，却有着很多曾经领先的记录：1966 年，佳能的单镜头反光照相机 Canon FT 首创了快速装片系统；1976 年，佳能的 AE-1 单反相机实现了自动化装配生产，并成为第一种装置有中央微电子处理器的 135 单镜头反光照相机，这种相机曾经创造过 500 万台的销售记录；1971 年，佳能 F-1 跻身于专业体育摄影之中；为了使我们对数码相机的认识跟进一步发展，为我在设计产品包装的过程中得到一些灵感，所以我们开展了一些课题研究和调查，使我们设计出更加满意的产品包装。2、市场调研2.1 调研目的和总结随着人们生活水平的不断提高，人们开始追求更高质量的生活。享受生活，对于购买数码相机的主要用途，41.6%的消费者是用来记录日常生活，一些消费者还补充是为了记录儿女的成长过程，数码相机已经从一种奢侈品变成了大众消费者居家必备的普及型电子产品。为了留下旅途的美丽风景和拍摄“到此一游”照也成为数码相机的主要用途之一。还有近1/4的消费者是由于摄影爱好而购买数码相机，这部分消费者对相机的性能和功能要求都相对较高。当前中国数码相机市场消费者购买数码相机的主要渠道仍为实体渠道。本次调查中43.2%的有意向购买数码相机的消费者都选择到实体IT卖场去购买。一方面实体IT卖场的店面中多有样机可供试拍，另外在价格方面也有一定的优势和弹性。实体专卖店也吸引了21.9%的消费者，数码相机市场品牌数量较少，佳能、尼康、索尼等大品牌多在IT卖场区域或较热门的地段开设有专卖店，专卖店的服务较为专业，也相对更令人放心。另外还有一些影像器材专卖的集聚市场，也吸引了很多这一行业内尤其是高端市场的消费者。另外，目前各大B2C商城基本均将数码相机列为业务之一，由于B2C商城的信誉和售后较为正规，也吸引了1/5的消费者。佳能、尼康以绝对优势成为消费者考虑选择的两大品牌。这次调研的结果发现佳能数码相机是销量第一的，而买数码相机的人一般都是购买卡片机。方便携带，便宜实惠。所以，数码相机中的卡片机是一个重点销售对象。这次调查主要是了解消费者的心理，为下一步的包装设计做好铺垫。调研地点：齐齐哈尔市百脑汇调研地点：2011年 5月 20 日调研产品：佳能数码相机机器型号：IXUS105出品公司：佳能（中国）有限公司外形尺寸：90.5 x 55.8 x 21.2 mm产品重量：约140g(包含电池及储存卡） 约117g（仅相机机身）液晶显示屏：2.7英寸型TFTLCD彩色屏幕。工作温度： 0-40工作湿度：10-90%内存：4G机身颜色：浅蓝色整机配件：电池 电池充电器 界面连接线 影音连接线 腕带 入门指南 数码相机解决方案光盘 保修卡 产品合格证 产品特点：新一代的IXUS 105在色彩上则更偏向柔和，新绿、玫瑰粉、深栗褐、晨露银、水晶蓝五种休闲色彩不但本身散发着更多的淡雅、清新。就连他们的名称也传递给我们无限春天的遐想，甚至仿佛如沐春风。佳能IXUS105数码相机依旧保持了轻巧便携的体积，柔和的流线型机身设计、连续曲线表面让拍摄者拥有舒适的握持感受，兼顾美感与良好的握持性。在富有光泽的铝涂层前后盖之间采用了纯色线条设计，增强了佳能IXUS105整体精致的小巧感。3、产品的流通环境3.1 装卸搬运环节佳能数码相机在流通过程中是需要搬运和装卸的，数码相机是属于比价贵重的电子产品，所以搬运一般都用人工搬运，但是也有机械搬运。在搬运过程中一定会有产品的跌落，导致产品受到破坏。据测定，像数码相机这样的电子产品，在装卸的过程中跌落冲击时加速度一般都在10g左右，最高达到100g （g为重力加速度）。按常规产品的跌落高度一般为50cm3.2 运输环节 佳能数码相机是属于日本的电子产品，但是几乎都不会从日本直接生产进口，而是会在中国开设一些分公司，直接在出售的国家生产。而在我国生产数码相机的产地一般处在我国的南方一带。要运输到全国各地出售，所以要根据不同出发地和目的地的不同做不同的包装，但是包装都有共同点，有的会在当地生产然后再当地销售，有的会从最南端运输到最北端销售。运输方式也各不相同，一般的运输方式是通过汽车 、火车运输 ，有的是轮船运输。根据出发地和到达地点的不同来确定。不同的运输方式和运输地点会有不同的运输环境变化。总结了所有的运输方式，可以知道在运输过程中一般要考虑震动，冲击，防雨，避光，跌落，挤压等个方面的问题。 汽车运输的冲击主要取决于路面情况，车辆的启动和制动，货物重量及装载稳定性，汽车运输震动加速度的大小也与路面情况有关系，行驶速度和载重量也是非常关键的。汽车运输是包装件的共振频率一般小于25hz，汽车运输随机震动功率谱密度在2HZ和6HZ左右各有一个较大的峰值。铁路运输是产生的冲击有两种，一种是车轮滚过钢轨接缝时的垂直冲击，在普通路轨上位80-120次分，加速度最高为1g，另外一种是火车挂钩时候撞合时产生的水平冲击，加速度可以达到2-4g。3.3 储存环节数码相机的储存一般很少，一般都是厂家直接发货到代售点一次性销售完毕，销售完了才会再次的生产，滞货一般很少，但是在代售点也需要少量的放置地方，所以选择的数码相机放置地点要通风，避光，干燥，防尘，确保产品的无损坏。4 产品包装设计4.1 缓冲包装设计 我做的产品是佳能数码相机IXUS105 ，其重量为140g （包括电池和储存卡），117g（仅相机机身），尺寸为90.5 X 55.8 X 21.2 mm,电池NB-6L 的重量约为21g，尺寸为34.4 X 41.8 X6.9 mm，电池充电器的重量是：70g ，尺寸：58.6 x86.4x24.1mm,佳能是吗相机是日本的产品，由课本资料可知数码相机的脆值在61g-90g之间，此次产品的脆值是规定为90g ，4.2 缓冲衬垫的设计4.2.1 缓冲材料的选定 因为电子产品容易在运输过程中受到震动冲击，产品本身也不能受潮，不能受到挤压，跌落等。所以在缓冲材料的选择上，要注意材料的保护产品的功能，所以我选择了EPE（可发性聚乙烯）作为缓冲包装材料，EPE有很好的缓冲，隔热，防潮，防震的作用。EPE是很好的缓冲材料，原材料经过发泡后形成的低密度多孔的材料，可与产品直接接触不会产生化学变化和腐蚀现象。因此我决定采用EPE发泡材料作为我这次缓冲包装的衬垫。4.2.2 缓冲衬垫基本尺寸计算 根据缓冲衬垫的尺寸计算公式：T=CminHG ，A=WGM公式中：A - 缓冲衬垫面积 W - 产品质量 G - 产品脆值或者冲击加速度 T - 缓冲衬垫厚度 H - 等效跌落高度 M-缓冲材料最大应力 Cmin-缓冲系数 这儿的已知数有W=0.14 X 9.8=1.372N , G=90g , H=50 cm , 由课本上的曲线图知道Cmin=3.0 , m=0.75105Pa 比重为0.014 。则 T=CminHG =3.05090=1.6cm A=WGM=1.372901040.75105=164.64cm24.2.3 缓冲衬垫校核（1）防震设计 防震设计的目的是在于调节包装件的固有频率，并且通过选择恰当的阻尼材料，把包装系统对振动的传递率控制在预定的范围内。产品的固有频率公式： fn=12km式中：fn-产品的固有频率 k-缓冲材料的弹性系数 m-产品质量 EPE的k值为3.34 x 10 kg cm2 ,固有频率为26hz 。单自由度包装系统征受迫振动条件下振动的相应传递公式： T = 1 +（2）2（12）2+（2）2其中=ffn , =c2mwn , wn=2fn式中： T-传递率 f-激振频率 ， hz fn-产品的固有频率 -阻尼 c-阻尼系数 ，该包装的阻尼系数为8.03 。 由公式得=ffn =0.09 , =c2mwn =8.032 *0.14*163.28=0.18 , wn=2fn=2*3.14*26=163.28 所以： T = 1 +（2）2（12）2+（2）2 = 1.00根据振动加速度-频率曲线图可以知道，传递率为1，固有频率为26hz时对应的加速度为2.5g，所以产品的相应加速度为2.5g,而产品的脆值为90g，不能导致产品因振动损坏，所以产品缓冲衬垫符合防震的要求。（2）挠度校核：校核公式（克斯特那经验公式）： Amin(1.33T)2式中：T-厚度 ， cm Amin-面积，cm2由已知的数值得：Amin(1.33T)2 164.64cm2 (1.33 X 1.6)2 = 4.52cm2因为缓冲衬垫的设计满足科斯特纳公式，所以衬垫不会产生弯曲。（3）蠕变量校核公式：Tc=T(1 +Cr)式中：Tc- 修正后的厚度 ， cm T- 原设计厚度 ，cm Cr- 蠕变系数 ，% （在这儿取值10%）T c = T (1 +Cr) = 1.6 （1+10%）=1.76 cm所以最后的缓冲衬垫尺寸是：T=1.76cm , A= 164.64cm23.2.4 缓冲衬垫结构设计图4.3销售包装设计4.3.1 销售包装材料的选择 现代包装提倡绿色环保型包装，产品包装盒要做到可回收可循环利用，所以在销售包装的选择上，我选择了瓦楞纸板，它是当前销售包装中利用最为广泛的，瓦楞纸板无污染，可再生，材料经济实惠，又具有良好的缓冲性能，装订方便。适合电子产品的包装。4.3.2 销售包装的尺寸设计 因为数码相机 缓冲衬垫尺寸是：T=1.6cm , A=164.64cm2，销售包装盒里面还放着电池 电池充电器 界面连接线 影音连接线 腕带 入门指南 数码相机解决方案光盘 保修卡 产品合格证。其中佳能数码相机IXUS105 的重量为140g （包括电池和储存卡），117g（仅相机机身），尺寸为90.5 X 55.8 X 21.2 mm,电池NB-6L 的重量约为21g，尺寸为34.4 X 41.8 X 6.9 mm，电池充电器的重量是：70g ，尺寸：58.6 X 86.4 X 24.1mm。 根据综合考虑后，我最后确定了销售包装的设计尺寸为 ：156 mm X 136 mm X 54mm销售包装缓冲衬垫支撑板与销售包装CAD图： 4.3.3 销售包装的装潢效果图 4.4 运输包装设计 4.4.1 运输包装材料的选定 本次设计选择标准箱型0201型，为了保持侧面印刷的美观性，接头设计和侧面连接，又因为数码相机重量不是很重，采用胶粘剂粘合接头，装潢面平整漂亮。 按照国家GBT6544-1999标准规定。B型楞型的瓦楞低又密，虽然耐受垂直压力但是性能较差，而平面耐压性能较高，而数码相机在流通过程中一般是堆码运输，因此对运输包装的水平耐压性能要求比较高，佳能数码相机的缓冲衬垫已经可以对相机起到保护的作用，销售包装也有一些缓冲效果，所以运输包装的缓冲性能要求可以不那么高。所以综合考虑了之后我选择了B单瓦楞纸板作为运输包装进行设计。 根据销售包装的尺寸156 mm X 136 mm X 54mm，可以计算运输包装的尺寸，因为运输包装选用的是0201型瓦楞纸箱。 面纸、里面纸选用的是160gm2 的一等牛皮挂面箱纸板，瓦楞芯纸定量为150gm2 ，瓦楞纸板的楞形为UV形，瓦楞纸板的楞型为B型。 4.4.2 运输包装的尺寸设计 （1） 在进行瓦楞纸箱尺寸设计时，必须对内装物排列方式，理想尺寸比例进行全面的考虑。排列数目（销售包装的尺寸156 mm X 136 mm X 54mm）公式：n=nlnbnh式中： n单个纸箱内装物总数 nl纸箱长度方向上排列内装物数量 nb 纸箱宽度方向上排列内装物数量 nh纸箱高度方向上排列内装物数量如果内装物总数不变、方向不变、仅仅改变内装物的排列数目，就有可能造成纸箱形状的改变，进而改变纸箱强度和纸板用量，所以排列数目是排列方式的一个重要因素。对于内装物来说，按其本身的长、宽、高和瓦楞纸箱的长、宽、高的相对方向，同一排列数目可以有6种排列方向。瓦楞纸箱内装物的排列种类很多，此次设计中销售包装盒的尺寸为156 mm X 136 mm X 54mm，选用0201型瓦楞纸箱作为运输包装、内装有销售包装盒12盒。分析：销售包装盒最佳排列方向为平放或侧放，即LH/LB或BH/LB方向水平放置，因为这种方向放置抗压强度最小，抗震动能力最好，因为重力的原因相机不容易从盒中掉出。如果综合考虑纸板用量，抗压强度，堆码强度，从美学角度的因素看，则：0201箱型比例以L:B:H=1.5:1:1为最佳（标准参照比例）621 则 93627254 距1.5:1:1相差甚远 81631254 故舍弃 2 3 2 312408108 舍弃272468108 舍弃2 2 3 312272162 选取272312162 舍弃因此选定排列方式为：nLnBnH=2L2B3H（2）计算运输包装内尺寸公式：Xi=Xmaxnx+d(nX1)+T+k1式中：Xi纸箱内尺寸（内径） 单位（mm）Xmax内装物最大外尺寸nx内装物排列数目 中包装盒： 12mm/件d内装物公差系数 针棉织品： 3mm/12件 硬质刚性品： +12mm/件T衬格或缓冲件总厚数k1内尺寸修正系数表1 瓦楞纸箱内尺寸修正系数（mm）LiBiHi小型箱中型箱大型箱3737133457已知：Lmax=156 bmax=136 hmax=54 nL=2 nB=2 nH=3 排列方式 2L2B3H求：Li、Bi、Hi解：查表 取k1L=5 k1B=5 k1H=4 d=1代入公式 Xi=Xmaxnx+d（nx1）+T+k1 得Li=1362+（21）+5=278（mm）Bi=1562+（21）+5=318（mm）Hi=543+（31）+4=168（mm）因此运输包装的内尺寸为：278（mm）X 318（mm）X 168（mm）（3）计算运输包装的制造尺寸：02型制造尺寸X=Xi+t（纸板厚度）但这只是理论公式，在实际生产中要依据具体情况，加适当的修正常数13mm，所以在实际设计中，应将上式的纸板厚度t加13mm的修正系数，合并成常数k。即： X=Xi+k 由于要保持纸箱四角为90，因此必须：L1L2 B1B2 所以：kL1kL2 kB1kB2从理论上看，内、外摇盖不应在同一高度，由于设备原因，摇盖只能在同一条线上，即：H1=H2由于内摇盖的回弹，外摇盖合拢后，使内摇盖占用纸箱内空高度，因此必须增加高度。即：kH2t。钉舌长度：一般根据瓦楞层数而定单瓦楞：3540 双瓦楞：4550，三瓦楞：5060接头一般在正面，与侧面连接。此次设计用的是单瓦楞，用的是胶粘粘合。摇盖制造尺寸：摇盖制造尺寸从理论上讲应为箱宽或箱长的制造尺寸的1/2，由于纸板压痕后产生收缩，以纸箱宽，或长的1/2（两摇盖）无法对拢，在对接处必然产生间隙，因此在摇盖制造尺寸上应加一修正值，用Xi表示。即： F=+Xi 或 F=+Xi （见表2）由运输包装的内尺寸计算出制造尺寸，楞型：B楞已知： Li=278（mm） ， Bi=318（mm） ， Hi=168（mm）求：L、B、H、J、F解：查表3 取kL1=4 kL2=4 kB1=4 kB2=2 kH=6J=30 Xi=3L1=Li+kL1=278 +4=282（mm）L2=Li+kL2=278+4=282（mm）B1=Bi+kB1=318+4=322（mm）B2=Bi+kB2=318+2=320（mm）H=Hi+kH=168+6=174（mm）J=35（mm）F=+X1=3222+3=164（mm）表2 0201制造尺寸加放表楞型钉舌正侧正侧上下摇盖高累计数A356664395715C355553385314B304442364412（4）计算运输包装外尺寸：X0 = Xmax + k 式中：X0-纸箱外尺寸 ，mm Xmax-纸箱最大制造尺寸 , mm K 纸箱外尺寸修正系数 ，mm 其中修正系数根据查表3 取K = 3 mm。所以运输包装外尺寸为：L0LmaxK2823285mmB0BmaxK3223325mmH0HmaxK=1743177mm所以运输包装的外尺寸为：285mm X 325mm X 177mm表3 瓦楞纸箱外尺寸修正系数K楞型ABCK5-73-54-6运输包装的结构设计图运输包装的装潢图4.5 堆码载荷（1）瓦楞纸板原纸的综合环压强度计算公式如下Px瓦楞纸板原纸的综合环压强度（N/cm）；Rn面纸环压强度测试值（N/0.152m）Rmn 瓦楞芯纸环压强度测试值（N/0.152m）C瓦楞收缩率，即瓦楞芯纸与面纸的长度之(CA=1.532,CC=1.477,CB=1.361)根据瓦楞纸板边压强度得到典型的配料如下表：面纸： /m2牛皮挂面纸，环压指数7.5N*m/g里纸：/m2普通箱板纸，环压指数5.8N*m/g夹芯： /m2B等瓦楞纸，环压指数5.5N*m/gA楞： /m2B等瓦楞纸，环压指数6.0N*m/g(楞率1.532)B楞： /m2B等瓦楞纸，环压指数5.5N*m/g(楞率1.361)而此次确定的纸板材料是：面纸、里面纸选用的是160gm2 的一等牛皮挂面箱纸板，瓦楞芯纸定量为150gm2B等瓦楞纸，所以面纸： /m2牛皮挂面纸，环压指数7.5N*m/g，夹芯： /m2B等瓦楞纸，环压指数5.5N*m/g，CB=1.361。所以 R1= R2=160 7.5=1200N R3=1505.51.361=1122N Px=(R1+R2+R3C)15.2=231.7 N/cm（2）瓦楞纸箱抗压强度计算公式 凯里卡特公式P瓦楞纸箱抗压强度（N）；Px瓦楞纸板原纸的综合环压强度（N/cm）；aXz瓦楞常数；Z瓦楞纸箱周边长（cm）；J纸箱常数 根据图表得Cn=1.316 aXz=5 J=1.27Px=231.7 N/cm Z=2(L0+B0)=2(282+320)=1204mm=120.4cm所以P=231.7（(45)/120.4）(2/3) 120.41.27=9705N表6 单瓦楞纸箱凯里卡特常数值（3）堆码层数：楞型ABCaXZ8.365.006.10J1.101.271.27Cn1.5321.3161.477最大堆码层数：商品在仓库内的保管费用，取决于商品在仓库内的占地面积，所以为了尽可能减少商品的占地面积，提高仓储面积利用率，就应该充分利用仓库的最大空间高度来堆码。为此，瓦楞纸箱结构就要具有一定的强度，使位于底层的瓦楞纸箱不致于在上层纸箱的重力作用下压坏变形。因此，最大堆码层数既决定了仓储的经济性，也决定了瓦楞纸箱的必要强度。PKW（n-1）9.8式中P纸箱抗压强度，NW纸箱装货后重量，Nn堆码层数K堆码安全系数堆码安全系数根据货物堆码的天数来确定，我国规定：贮存期小于30d 取K1.6贮存期30d100d 取K1.65贮存期大于100d 取K2.0-4所以此次设计的堆码安全系数为4，且知相机重量为140g，充电器重量为70g，其他配件的重量为200g,缓冲衬垫的重量为30g，销售包装的重量为90.8g，运输包装的重量为147g，一个运输包装箱装有12个销售包装盒，所以纸箱装货后的重量为：6516.6g=6.5kg，所以由公式得：PKW（n-1）9.81=46.5（n-1）9.81=9705N,得n=395. 产品包装的实验方法根据产品的特性、产品流通环境以及各方面的因素。我确定了以下的产品包装实验方法： 温、湿度预处理：在35的条件下放置24小时（目的：检验产品包装的耐热、耐湿度） 压力实验：最大堆码层数为11层，劣变系数为8（目的：检验产品包装的抗压性能） ：变频震动：寻找产品的共振点扫频加速度： 0.75g倍频程： 0.5octmin扫频范围： 3Hz100Hz3Hz加速度：1g振动时间：15min（目的：检验产品包装在流通过程中是否能承受遇到的变频振动） 随机振动：堆码层数11层垂直方向随机振动振动时间为6h（目的：检验产品包装在流通过程中是否能承受遇到的路面颠簸随机振动） 可控水平冲击试验：半正弦冲击冲击持续时间：15min冲击加速度：5g冲击次数：5次（目的：检验产品包装的抗路面颠簸能力） 喷淋实验：实验温度：35雨量：80101m2.h实验时间：60min（目的：检验产品包装的防雨能力） 防晒实验：日光灯照射温度：40实验时间：6h（目的：检验产品包装的防晒能力） 翻滚实验：6面分别6次（目的：检验产品包装的耐受翻滚的能力）6. 成本计算（1）缓冲衬垫的预计价格是：0.55元 通过网上资料和各方面的询问，我知道了EPE一般的市场价格是：18200 元 吨 。而此次缓冲材料厚度和面积分