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

武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 1 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 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 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 2 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 EPs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 120 75 20 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 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 120 75 20 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 200 120 40 mm 可设计为折叠纸盒中 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 3 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 120 75 20 mm 包装容器结构可尺寸设计为 160 115 40 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 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 120 75 20 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 避免其影响销售 其结构图 2 和三维图 3 如 图所示 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 4 图 2 缓冲衬垫结构图 图 3 缓冲衬垫模型图 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 5 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 nH 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 mm 2 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 1 3 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 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 6 则 L1 Li KL1 653 mm L2 Li KL2 651 mm B1 Bi KB1 471 mm B2 Bi KB2 469 mm H Hi KH 493 mm J 40mm 2 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 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 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 7 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 Px 4aXz Z 2 3ZJ 2938N cm 2 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 代入公式可得 SPF 4 32 2 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 120 75 20 mm 年产量 100 万台 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 8 图 6 包装工艺路线图 3 1 2 选用包装工艺设备 放衬垫撑开盒坯 盒坯 装盒 装箱 封底 撑开箱坯 箱坯 导航仪 检测 打号 剔除次品 入库 贴标 说明书及其他 其他 码垛 检测剔除次品 贴标 打号 封缄 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 9 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 300 7 60 7 937 个 min 由此可 知 包装该产品时 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 594mm 841mm 适用最小纸 张 76mm 86mm 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 50 70 盒 分钟 盒子尺寸 100 220 30 125 30 30 mm 说明书尺寸 70 200 70 140 mm 功率 50Hz 380V 1 5KW 耗气量 10 15L 分钟 真空 吸气 0 6Mpa 自带真空发生器 重量 约 1100Kg 外型尺寸 2500 1100 1700mm 纸盒要求 250 350 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 1 200W 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 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 2200 2150 1900 毫米 重量 0 55 103 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 武汉理工大学 包装工艺 课程设计说明书 14 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 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