包装容器结构设计与制造课程设计说明书.doc

湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋学院（系、部） 包装与材料工程学院 2012-2013 学年第 2 学期 课程名称 包装容器结构设计与制造A 指导教师 肖颖喆 职称 副教授 学生姓名 黎先奕 专业班级 包装工程1004班 学号 10404200406 题 目 “露得清清爽晚霜” 产品的包装结构设计 成 绩 起止日期 2013 年 6 月 24 日 2013 年 6 月 30 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸14张4设计样品56湖南工业大学课程设计任务书20122013学年第2学期学院（系、部） 包装与材料工程学院 专业 包装工程 班级 包工1004 班 课程名称： 包装容器结构设计与制造A 设计题目： “ 露得清清爽晚霜 ” 产品的包装结构设计 完成期限：自 2013 年 6 月 24 日至 2013 年 6 月 30 日共 1 周内容及任务一、设计的主要技术参数1、试为某产品设计合适的内包装容器，材料在塑料、金属、玻璃中选择。容器外型不限，最大外形尺寸不超过12*12*25cm3；产品选择范围见指导书。2、为该容器设计合适的中包装纸盒，结构形式不限，容器与纸盒间的最大预留空间不得超过容器容积的5%。3、为上述包装设计合适的瓦楞纸箱结构，注意制定合理的排列数量及排列方式（可选内容）。二、设计任务与设计工作量1、容器设计三视图绘制，包括局部剖视图及零件图；容器贴标的标签设计（可选部分）（A4图纸电子文档与纸质打印文本各一份）2、纸盒结构设计图纸绘制，展开图（折叠纸盒）或三视图（固定纸盒）（A4图纸电子文档与纸质打印文本各一份）3、装配图绘制（A4图纸电子文档与纸质打印文本各一份）4、包装设计样品制作（纸盒实物样品）5、设计说明书的撰写（A4幅面电子文档与纸质打印文本各一份）进度安排起止日期工作内容6.24研究设计任务书，确定设计方案6.25- 6.26包装容器结构设计6.27-6.28设计图纸绘制及样品制作6.29-6.30编写设计说明书主要参考资料1 孙诚.纸包装结构设计M.第二版，北京：中国轻工业出版社2 杨宗魁.包装造型设计M.中国青年出版社.2002.23 朱国勤.包装设计M.上海:人民美术出版社.20024 陈祖云.包装材料与容器手册S.广东：广东科技出版社， 19985 教材指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日3包装容器结构设计与制造A 课程设计设计说明书“露得清清爽晚霜”产品的包装结构设计起止日期： 2013 年 6 月 24日 至 2013 年 6 月 30日学生姓名黎先奕班级包工1004学号10404200406成绩指导教师(签字)包装与材料工程学院2013年6月摘 要露得清清爽晚霜是一种乳液状清爽护肤品，根据产品的性能要求设计符合的塑料包装容器，为了突出产品的大众化的特点，容器采用比较普通的结构设计,选用中空吹塑成型。考虑产品的储存、运输和销售，根据容器本身的重量和大小设计出中包装和纸箱，中包装材料选用白卡纸，采用粘贴密封成型，外包装选用0201型瓦楞纸箱。关键词：容器，白卡纸，瓦楞纸箱,露得清清爽晚霜ABSTRACTNeutrogena fresh cream is an emulsion refreshing skin care products, according to the performance requirements of products , designs suitable to the plastic packaging containers , in order to highlight the characteristics of popular products,the structure of containers design is more common and selects the hollow blow molding. Considering the storage, transport and the sale of products, according to the container itselfs weight and size ,designs the packaging and carton, packaging material selects the white cardboard, and molded by pasting and sealing,the external packaging selects the type of 0201 corrugated carton.Keywords: container, the white cardboard, the corrugated carton, Neutrogena fresh cream目 录1 内装产品特性分析 11.1 产品包装的现状调查与分析11.2 产品的性能及包装要求分析12内包装容器设计22.1容器包装材料的选择22.2包装容器设计方案22.3包装容器结构设计32.3.1 容器壁厚的设计 3 2.3.2 瓶底尺寸的设计 32.3.3 瓶口螺纹尺寸的设计 3 2.3.4 盖的尺寸的设计 42.4制造工艺选择与分析4 2.4.1 瓶体部分制造工艺的选择 4 2.4.2 瓶盖制造工艺的选择 53中包装纸盒设计63.1纸盒包装材料的选择63.2纸盒包装设计方案63.3 纸盒包装结构设计73.4 纸盒制造工艺84 外包装纸箱设计94.1集装和运输包装的构思94.2纸箱包装的选材与设计94.3 纸箱的制造工艺115 市场预测及设计总结125.1市场预测125.2设计总结12参考文献13附录141 内装产品特性分析1.1 产品包装的现状调查与分析 通过对市场上露得清清爽晚霜包装的调查与分析，当前的露得清清爽晚霜包装设计主要采用圆柱体状的塑料瓶与呈扁平状的瓶盖相结合的设计方式，整体包装容器精致小巧，可开启性能好。外包装利用六边形柱体做成，多采用白纸板与白卡纸为材料，结构简单、方便，但只适合一次性开启，即外包装不可重复利用，但奇特的结构特别精美。整体的包装效果在造型上做的十分美观，使用手感很好，加之印刷性能好，受到了绝大多数年轻男女的青睐。综上所述，市场上的露得清清爽晚霜包装已经完全适应该产品包装的需求。1.2 产品的性能及包装要求分析 露得清清爽晚霜主要起到控油锁水，减少皱纹等作用，让人感觉年轻美丽润而不腻，可在人熟睡时锁紧水分，甚至将水分增加至两倍，有效阻止皱纹产生。露得清清爽晚霜的主要成份是水、甲氧基肉桂酸乙基己酯、环五聚二甲基硅氧烷、C12-15醇苯甲酸酯、甘油、二氧化钛、环聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、丁二醇、丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷，为了能更好的保证产品的质量和与包装容器的相容性，也会添加一些防腐剂、抗氧化剂、香精、增稠剂、去离子水等。露得清清爽晚霜的包装容器为塑料，而塑料制品一般都含有添加剂、颜料、稳定剂等，这些添加剂可能会溶出或与内容物发生反应就会使内容物变质、变臭。根据产品的性能分析，这就对产品的包装提出了一些要求：1. 该塑料包装容器中的塑化剂、颜料等不会溶入到产品中，也不会与其发生反应；2. 包装材料的化学、物理性质较好，能耐腐蚀等，且具有一定的强度；3. 包装容器表面印刷适应性好，可对表面进行整饰加工；4. 包装容器的结构应比较符合人机工程原理，特别是容器的体积、开口大小、加强筋及开启能力等。142 内包装容器设计2.1 容器包装材料的选择露得清清爽晚霜主要采用塑料容器进行包装，塑料瓶包括瓶口、瓶肩、瓶颈、瓶身、瓶底部分，瓶盖也采用与瓶身相配套的塑料材料。根据露得清清爽晚霜的包装要求，瓶身和瓶盖两部分均可选用PET材料。瓶身部分：露得清清爽晚霜不宜受热，与气体长时间接触等，PET材料具有耐热、气密性好、强度较高等优点。对本产品而言，PET瓶是最理想的包装材料，PET易于处理，可设计多种时尚、透明的产品。此外，PET瓶触感柔软，其表面可进行多种装潢处理，这在包装材料中堪称唯一。瓶盖部分：PET材料制成的瓶盖具有高阻隔性、质轻、强度高、耐化学性等优点，由于消费者在使用产品过程中需要多次重复的打开盖，正由于PET极好的耐弯曲疲劳强度，薄处能够经受数万次的折叠弯曲，大大方便了消费者开启使用。2.2 包装容器设计方案露得清清爽晚霜已普遍被年轻男女所接受，只有将其容器设计成即优美又大众化的的造型才会保持持久的亲切感。瓶子的外型应横向、纵向统一考虑，不仅要考虑到整体的结构美、造型美，还要保证强度和平稳性。本次所设计的包装容器是一个圆柱形，瓶子容量定位为60克，瓶身高为43mm，瓶底半径为64mm，瓶盖64mm，瓶口内径为59mm。设计示意图如下图：图2.2.1 瓶身结构设计示意图 图2.2.2 瓶盖结构设计示意图2.3 包装容器结构设计2.3.1 容器壁厚的设计塑料容器的壁厚是容器结构强度与成型的关键因素，选用合理的壁厚不仅可以保证容器的强度，又可以减少产品原料利用量和运输成本。容器壁厚设计要考虑容器的耐冲击性、耐压性和材料的脆值等因素，在进行壁厚设计时， 应尽量保证容器的各部分的壁厚相一致。转角处应尽量采用圆角过度。为了保证容器的强度和整体的造型美，化妆品塑件设计时一般不小于0.60.9mm，常取0.84.0mm。本设计采用壁厚为1mm。2.3.2 瓶底尺寸的设计瓶底形状设计如下：图2.3.2 瓶底形状设计瓶底采用一般的平面设计，易于成型加工，对设备要求不高，为了消除了瓶子的应力集中的现象，瓶底与瓶身采用合适圆角过度。参考常见瓶底的结构尺寸，见与表2.3.2，考虑到这些因素，设计瓶子的瓶底圆弧半径为64mm，其壁厚为1mm，转角处的圆弧半径为2mm。瓶身直径瓶底高圆角半径607003.002.0070803.003.752.2580903.754.003.75表2.3.2 塑料瓶瓶底结构尺寸2.3.3 瓶口螺纹尺寸的设计 塑料螺纹的直径不宜过小，螺纹的大经不应小于4mm，小径不应小于2mm。如果模具上螺纹的螺距未考虑收缩值，那么塑料螺纹的配合长度不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5-2倍，否则会产生干涉造成附加内应力，使螺纹联接强度降低。 因为一般塑料比金属的强度和刚度差，为了防止螺孔最外圈的螺纹崩裂或变形，螺孔始端应有一深度为0.2-0.8mm的台阶孔。螺纹末端也不宜与底面相连接，一般与底面应留有大小于0.2mm的距离。 同样，塑料螺纹的始端与顶面应留有0.2mm以上的距离，末端与底面也应有留有0.2mm的距离，外螺纹的始端和末端均不应突然开始和结束，而应有过渡部分。 塑胶件上设计螺纹一般用于静连接,螺纹的成型方法可以分为四类:1、用自攻丝攻出螺纹2、模塑法成型螺纹，包括使用带内螺纹的金属嵌件来成型；3、模塑后将带螺纹的嵌件压制件4、切削加工 根据螺纹的齿形，常用的塑料螺纹有矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹、三角形螺纹、圆形螺纹等。此外，螺纹还有单头、双头、三头螺纹以及连续性等螺纹的区分。 螺纹的设计要点如下：1、螺纹的直径不宜过小，通常外螺纹应大于4mm，内螺纹应于于2mm，直径较小于时应尽量避免使用细牙螺纹；2、模塑螺纹的螺距就0.75mm，螺纹配合长度12mm，当塑料螺纹与金属螺纹配合时，其配合长度通常取螺纹直径的1.5倍；3、螺纹的启始端和末端都应设计一段无螺纹的过渡段； 4、塑件螺纹孔到边缘的距离应于于螺纹外径的1.5倍，且应大于塑件壁厚的1/2。螺纹孔间距离应大于螺纹外径的0.75倍，且应大于塑件壁厚1/2。瓶口螺纹采用阳型连续性螺纹，由于螺纹的功能是用于密封的，且不要经常拆卸。因此可以设计得大一些。根据塑料容器螺纹的国家标准，我们选择选择螺纹直径为62mm。下图为螺纹设计图：图2.3.3 螺纹设计示意图2.3.4 盖的尺寸设计瓶盖是包装的一个重要组成部分，对产品的密封性能起到至关重要的作用，也是保证产品质量和塑造产品个性十分重要的环节。露得清清爽晚霜的瓶盖与瓶口旋紧后应具有良好的密封性，将瓶盖相对于螺纹直径向内收缩1mm，加上盖的壁厚设计为1mm，则可得盖的直径为64mm。同时为了配合露得清清爽晚霜肩部螺纹而采用阳螺纹，具体尺寸与瓶口螺纹尺寸相似。2.4 制造工艺选择与分析2.4.1 瓶体部分制造工艺的选择露得清清爽晚霜瓶瓶口较大，且材料选用PET，一般以中空吹塑制造工艺为主。具体的工艺过程如下：中空吹塑工艺是将挤出或注射成型所得的半熔融态管坯(型坯)置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。其成型过程包括塑料型坯的制造和型坯的吹塑。 中空吹塑基本上可以分为两大类：挤出吹塑和注射吹塑。两者的主要不同点在于型坯的制备，而后的吹塑过程基本相同。在这两种成型方法的基础上发展起来的有：挤出拉伸吹塑(简称挤拉吹)，注射拉伸吹塑(简称注拉吹)以及多层映塑等。根据露得清清爽晚霜瓶的实际要求，我们选择挤出一拉伸一吹塑工艺成型。具体的工艺过程如下：1-挤出管坯；2-型坯定型；3-移至吹塑模；4-拉伸吹塑；5脱膜图2.4.1 塑料瓶瓶身制造工艺流程图2.4.2 瓶盖制造工艺的选择瓶盖制作工艺采用注射成型工艺制盖。所谓注射成型，是指将树脂在加热熔融的同时，与其它添加剂均匀地混合在一起，再使其注射入模具中，经冷却、固化后得到具有所要求的制品。注射制品集成化高、精度高、精度高。注射成型分为成型前的准备、成型操作和塑件的后处理等工序。 1-闭模和锁紧过程；2-注塑座前移和注塑过程；3-开模和顶出制品过程图2.4.2 塑料瓶瓶盖制造工艺流程图3 中包装纸盒设计3.1 纸盒包装材料的选择 通过市场调查和对资料的研究，可以发现现有市场上有关晚霜、护肤霜的纸盒多采用白纸板、白卡纸和玻璃卡纸等制成。根据露得清清爽晚霜内容物重量及强度要求，以及纸盒的可装潢性，选择定量为250g/，厚度为0.5mm的白卡纸。白卡纸单面洁白光滑，印刷适性好，有一定的阻隔性和保护性能，成本低，加工性好。3.2 纸盒包装设计方案 对露得清清爽晚霜的包装设计，应中包装与内包装应保持一致，整体设计不仅应突出清新优雅，柔美的风格和特点，还要突出它的大众化，适合广大年轻男女。此中包装的设计采用封闭型的六棱柱包装，有防窃启效果，即打开必须先损毁包装。具体设计方案如下图所示：图3.2.1 纸盒包装设计图 在纸盒包装时，应在容器和纸盒有保留空间，留出空间不超过5%的纸盒体积。将纸盒形状设计为六棱柱体结构，没有设置有内衬。盒底和盒盖都采用胶粘贴方式进行锁盒，整体包装需要胶水量较大，且对包装工艺要求较高。3.3 纸盒包装结构设计纸盒包装的长为64mm，宽为75.5mm,高为63mm。白卡纸的厚度为0.5mm，纸盒内尺寸及制造尺寸计算如下: 图3.2.2 纸盒平面展开标号图和立体截面位置图设纸盒的内尺寸为*，A- A向截面： 图3.2.3 A-A向截面图B- B向截面图 图3.2.4 B-B向截面图C- C向截面图 图3.2.5 C-C向截面图3.4 纸盒制造工艺折叠纸盒的制造工艺：1.开切备料：开切备料也就是根据纸盒的展开图上的形状和尺寸，结合生产设备的规格，将原料纸板切成一定大小的制作单元，即纸坯；2.印刷: 选用胶印法进行印刷，其印刷速度快，印刷质量较高；3.表面加工：为了提升产品的价值，运用烫印的方法对纸盒表面进行整饰加工；4.模切：将纸板放置在模切版与压板间，通过施加压力，由模切版将纸板冲切出纸盒所要求的形状，并压出所需要的压痕线；5. 剥离落料：纸板经过模切后，要把冲出的纸盒盒型从整个纸坯中取出，就必须去掉与纸盒盒坯轮廓线相连的废纸边，并清除盒坯中间的多余的部分；6.制盒：将盒坏进行折叠后，对纸盒的粘贴翼进行粘接，其他需要粘合的地方较为复杂，故纸盒的盒盖，盒底的组装在产品的包装过程中完成。纸盒成型后以平板状态进行储存和运输，节省运输空间。 4 外包装纸箱设计4.1 集装和运输包装的构思集合包装就是将若干产品或包装件包装在一起，使其形成一个合适的搬运单元，以便于装卸、储存与运输。集合包装是为适应装卸、储存与运输作业现代化要求而产生的包装方式，简称为集装。而目前采用的运输包装器具与相应的集合包装方式主要有捆扎包装、拉伸包装、收缩包装、瓦楞纸箱包装、木箱包装、托盘包装、集装箱包装等。而本次设计采用瓦楞纸箱作为运输包装器具。主要原因如下：1瓦楞纸箱质量轻且结构性能好；2瓦楞纸板具有一定的吸收震动和缓冲能力，因此对商品的保护功能好；3. 瓦楞纸箱折叠后占据的空间小，与其包装的产品质量相比极轻，便于周转、装卸与运输，且储运费用低；4. 易于变更箱型与尺寸、包装适用性强；5. 封箱简便、易实现包装作业自动化；6. 印刷装潢容易、有促进销售作用；7原料成本低、废箱回收处理容易。图4.1 瓦楞纸箱堆码效果图4.2 包装箱的选材与设计选用3层的B型瓦楞纸板作为纸箱的材料，箱型选用0201型。化妆品的中包装纸盒长为64mm，宽为75.5mm，高为63mm。在长度方向上选择排7个纸盒，在宽度方向排4个纸盒，高度方向为5个，则可知总体的长宽高比为L：W：H=（647）:(75.54)：（635）=448：302：315=1.48：1：1，接近0201型纸箱的最佳尺寸比例1.5：1：1.瓦楞纸箱的内部尺寸的计算：根据公式 式中，Xi是瓦楞纸箱某一方向内部尺寸（mm）; xmax是单个被包装商品某一方向最大外形尺寸（mm）；n是沿瓦楞纸箱某一方向的排列数目;是被包装商品尺寸变动系数（mm）; kXi是瓦楞纸箱内部尺寸修正系数（mm）;T是衬格或缓冲件厚度（mm）。瓦楞纸箱的制造尺寸的计算： 根据公式 式中，X是瓦楞纸箱长、宽或高的制造尺寸（mm）; Xi是瓦楞纸箱某方向的内部尺寸（mm）；t是瓦楞纸板厚度（mm）。瓦楞纸箱的外部尺寸的计算： 根据公式： 式中 -瓦楞纸箱某一方向的外部尺寸，mm； -瓦楞纸箱某一方向的制造尺寸， mm； -瓦楞纸箱外部尺寸修正系数， mm。 楞型 A B E AB573513812表4.2 瓦楞纸箱外部尺寸修正系数则瓦楞纸箱的外部尺寸为：对接摇盖制造尺寸F的计算:根据公式：式中 F-纸盒对接摇盖尺寸，mm； -纸箱非按合箱面宽制造尺寸，mm； -摇盖伸长系数取接头尺寸为50mm其结构图如下所示:图4.2 瓦楞纸箱展开图4.3 纸箱的制造工艺瓦楞纸箱的制造工艺:1.分切压痕工艺：根据所生产纸箱的规格尺寸对瓦楞纸板进行切断与压痕。2.开槽工艺：瓦楞纸板的开槽是在纸板切割下料，并经压痕确定出纸箱的摇盖和纸箱的高度后进行，以开出摇盖，切出接缝接头，以便装箱时折叠或搭盖封合。3.切角、冲孔工艺：切角工艺是在开槽后的工序，其作用是切出接口，便于折合钉箱。而冲孔是冲出捏箱挽孔或通气孔。4.印刷工艺:在瓦楞纸箱上印上产品信息。图4.3 瓦楞纸箱生产工艺流程图5 市场预测及设计总结5.1市场预测露得清清爽晚霜本身已经具有了较高的知名度，加之该产品男女皆可以使用，更是扩大了它的消费群体。特殊的造型设计不仅可以受到女士们的消费群体的青睐，加之朴实的风格更受到男士们的推崇。露得清清爽晚霜已成为平民化、大众化的品牌，而且未来的晚霜、护肤霜等包装也将趋于简约化、绿色化、环保化。目前，许多化妆品厂家已经开始注重环保问题，在包装材料的选择上也加入环保元素，并考虑这些材料能否被回收利用、对环境是否有污染等问题，这符合日趋受到重视的环保意识。未来只有绿色包装、合理包装才能提高高企业的核心竞争力，让企业在激烈的竞争中生产下去。因此，绿色环保型的包装才是未来包装的发展方向，也是市场的需要。正因为如此，我们设计的露得清清爽晚霜在一定时间内会有广大的市场需求，如果不断地改进包装的无公害化等，它将在市场上占有越来越重的销售份额。5.2设计总结露得清清爽晚霜价格一般，且符合广大男女青年使用要求，所以它本身的容器与中包装设计都必须含有多种元素以符合他们的需要。同时，在设计包装时应考虑品牌的效应，突出品牌在包装中的作用。选择容器设计时，应充分考虑到内装物晚霜的物理与化学特性，容器要尽量地有较好的阻隔性、密封性、阻气性、强度等特性。同时，鉴于本产品的大众化，容器的造型不宜过于独特，采用一般的造型设计即可，这样消费群体就更容易接受。选择中包装设计时，要根据容器的大小和重量进行设计，然后根据这些特性选择特定的材料和纸盒类型。