方正筆記本電腦緩沖包裝設計說明書班級：包裝工程0702班 姓名： 學號：2007244030215目 錄一、 中英文摘要-1二、 課程設計任務書-2三、 正文1.設計內容的整體概述-52.設計方案的確定方法，包括流通環境、產品特性、材料選擇、緩沖包裝方法等-63.緩沖設計計算與校核-134.外包裝容器設計計算-145.包裝技術經濟核算-21四、 結論-21五、 參考文獻-22一、中英文摘要摘要：針對現在市場對筆記本電腦需求量大，在運輸及銷售環節中往往會對其質量和外觀造成一定的破壞。因此，選擇合適的材料一結構、計算策劃準確的尺寸對于緩沖襯墊和包裝箱的設計師非常重要的。本文是在確定設計對象的尺寸和流通環境條件的基礎上，針對14.1英寸筆記本電腦進行了系統的運輸包裝設計。關鍵詞：筆記本電腦；流通環境；緩沖襯墊；瓦楞紙箱；運輸包裝；包裝設計；集裝箱abstract: to the market of laptop is very large, the laptoppacking must protect laptoops from being damaged during transportation. it is very important for its cushion and outer-packing to choose suitable packaging material and structure , based on the explicit size and the circulation environment of the designed ohject, this dissertation designs packing for the 14.1 inch laptop.keywords: laptops; circulaotion; cushion; corrugated case; transport package; package design; containers二、課程設計任務書1.設計題目：機電產品（主機、顯示器、電視機、打印機、電子產品、電子儀器等）的運輸包裝系統設計2設計任務：1.完成產品緩沖包裝設計的整體論述，包括流通環境的確定、產品特性、材料選擇等。2.完成緩沖設計的計算與結構設計及相適應的校核3.完成緩沖襯墊結構設計圖紙與緩沖包裝裝配圖（a3圖23張）及技術文件4.設計并繪制紙箱展開圖，外裝潢設計以及三維立體效果圖。（需標注尺寸和運輸包裝標識）5.選擇集合包裝容器（托盤和集裝箱），并計算碼盤率和裝箱率（要求不得低于85%）6.完成設計說明書，內容包括：目錄設計說明書的英文摘要、中文摘要課程設計任務書正文a. 設計內容的整體概述b. 設計方案的確定方法（流通環境、產品特性、材料選擇、緩沖包裝方法等）c. 緩沖設計計算與校核d. 外包裝容器設計計算e. 包裝技術經濟核算結論（存在的問題與收獲）參考文獻三、正文（一）概述電子產品屬于技術密集型產品，隨著科技的日益進步，電子元器件由電子管發展到晶體管、集成電路，直到如今的超大規模集成電路。電子零部件的尺寸越來越精細，電路板的走線越來越復雜，越來越細小，因此，電路板或是電子整機產品對外界環境的要求也越來越高。其主要原因：一是電路板或電子產品內部結構復雜，零部件生產精密，不能承受外力沖擊、磕碰；二是電路板怕潮濕，受潮，大量水氣會侵入電路板形成水潰，造成短路，或使金屬接口氧化；三是怕灰塵、油脂，灰塵、油脂的進入會妨礙電路板接點間的電流傳到，污染內部線路，影響零部件，造成損害；四是怕靜電，過大的靜電會擊傷電子產品內的一些電子元件，造成零部件短路，最終直接損害整個機器；五是怕高溫，過熱的高溫環境不但會使電子產品的外觀至損，也會使內部一些零件的性能不穩定，直接影響產品的使用功能。 筆記本電腦由于其重量輕、體積小，隨身攜帶方便，又很大的市場潛力。但在銷售及運輸過程中，其外觀及功能可能遭到不同程度的破壞，影響了筆記本電腦的使用價值。因此，對筆記本電腦設計出切實可行的包裝方案，具有著重要的意義。（二）設計方案的確定1.流通環境的確定流通環境是指包裝件在流通環境中所接觸的一切外部存在。對物流環境的的殘酷程度的判定是緩沖設計的重要一步，主要判定存在何種運輸危險和危險程度，它包括搬運過程中的偶然跌落，運輸工具的振動、沖擊，溫濕度極限和堆碼壓力，在這里主要涉及沖擊和振動，但是其他因素在包裝設計中也是非常重要的。1.1沖擊環境在包裝件（指產品、包裝容器和緩沖襯墊組成的系統，以下均稱包裝件）的沖擊環境中，工人在裝卸貨物時由于不慎而造成的跌落對產品的激勵最為強烈，是導致產品破損的主要原因。流通過程中還經常出現各種各樣的垂直和水平沖擊，如機動車和起重機的啟動、停車和緊急剎車、鐵路車輛的碰鉤掛接、貨物在機動車上的滑動、飛機起飛和著陸等。這些垂直和水平沖擊都可以按加速的大小折算為等效的跌落高度。因此，在設計緩沖包裝時，用跌落高度定量地描述流通過程中沖擊環境的嚴酷程度。這樣，確定沖擊環境，就最后歸結為確定包裝件的設計跌落高度。包裝件在裝卸作業中的跌落高度是通過廣泛調查和測試獲得的。人們在對這種調查和測試資料進行分析時發現，包裝件的跌落高度與它的質量和尺寸有關，如表1所示：跌落高度與貨物質量及尺寸的關系1貨物裝卸方式跌落參數質量/kg尺寸/cm姿態高度/cm9923234545686890902722721360136012291122152152183不限不限一人拋擲一人攜運二人搬運二人搬運二人搬運機械搬運機械搬運機械搬運一端面或一角一端面或一角一端面或一角一端面或一角一端面或一角底面底面底面10791615346614630工人在裝卸貨物時，其操作方法是由兩個因素決定的：一個因素是操作方便，能較好地適應人體活動規律；另一個因素是提高工作效率，能用較少的時間完成較多的工作量。質量小、尺寸小的貨物，工人不但能一手提起，而且能不費力氣地將它拋起，比較而言，拋起比起提起更快更省力氣。在這種情況下，如果造成貨物跌落，其高度就很大。隨著貨物質量的增加，一手提起既費力氣又不方便，工人就會改用雙手抱起。在這種情況下，由于貨物不會被拋起，跌落高度隨之減小。勞動科學研究表明，工人裝卸作業時，貨物尺寸以80cm為好，貨物重量以工人體重（約60kg）的三分之一為好。因為貨物尺寸為80cm時，工人只要自然張開雙手，就能將它抱起，操作最簡便，人體活動最自如。對于身體健康的工人來說，貨物質量為身體的三分之一，勞動效率最高，而且不容易疲勞。貨物質量再增加，雙手不能抱起，就會改用肩扛。在這種情況下，如果不慎跌落，其高度又會大大增加。貨物質量再增加，一人難以扛起，就會改由兩個人抬起。在這種情況下，由于貨物離地較近，即使不慎跌落，其高度也會大大降低。以此類推，如表1所示。綜上所述，筆記本電腦的跌落高度大約為0.6m。包裝件的跌落高度是個隨機變量，只有通過測試才能知道它的大小。研究跌落高度的方法是制作測試箱。隨同大批貨物一起進行裝卸和隨車運輸實驗。為了保證測試的真實性，測試箱的外形、尺寸、質量和重心位置與其他包裝件完全一致，工人在作業中是難以分辨的。1.2振動環境1.2.1汽車 影響汽車振動的主要因素有路況、車況、車速與載重。汽車在振動的頻率在0200hz的范圍內，加速度峰值在0.13g之間。頻率為5hz時，加速度在0.1g以內的概率為90%，超出0.3g的概率只有0.5%，可能出現的最大值為3g。2汽車振動的加速度頻率曲線1.2.2火車 鐵路貨運車輛也是個振動系統，垂直方向的固有頻率約為46hz。貨車行駛時之所以振動，主要的外因是鋼軌接頭處對車輛的周期性脈沖激勵，脈沖的頻率是由車速和鋼軌的長度決定的。鐵路貨車行駛時振動的頻率在0300hz的范圍內，加速度峰值不超過1g，峰值小于0.05g的概率為90%，峰值在0.05g1g之間的概率只有10%。與汽車相比，鐵路貨車的振動遠不及汽車強烈，不足以威脅產品在流通中的安全。火車振動的加速度頻率曲線如表2所示：鐵路、公路運輸時所產生的振動運輸種類運行情況最大加速度/g上下左右前后鐵路貨車運行時的振動（3060km/h）0.20.60.10.20.10.2減速時的振動0.61.70.21.20.20.5汽車一般公路2040km/h良好路面0.40.70.10.20.10.2不良路面1.32.40.41.00.51.5鋪裝公路50100km/h滿載0.61.00.20.50.10.4空載1.01.60.61.40.20.91.2.3船舶 船舶是個彈性結構，自身就是個振動系統。海水的浮力與彈簧類似，所以在海上航行時與海水也構成復雜的振動系統。船舶產生震動的原因，一是波浪對船舶的周期性沖擊，二是艙內柴油機、螺旋槳及其傳動系統運轉時產生的周期性激振力。按簡諧振動理論分析，在平靜的海面上穩定航行時，船的振動比較輕微，其加速度峰值及其頻率分布與火車相當。船在海上遇到風暴時會產生強烈的振動，其加速度峰值及其頻率分布與在惡劣路面上行駛的汽車相當。1.2.4飛機 飛機飛行時之所以振動，一是受到氣流的激勵，二是受到發動機的激勵。貨運飛機大多是大型噴氣式飛機，噴氣機起飛滑行階段的振動頻率為15100hz，加速度峰值在0.5g以內，屬于輕微振動。噴氣機穩定飛行階段的振動頻率為1001000hz，加速度峰值約為1g。因為包裝件中產品襯墊系統的固有頻率很低，緩沖襯墊對噴氣機的高頻振動由很好的隔振效果。所以航空貨運導致產品破損的可能性很小。空運到加速度頻率曲線2.產品特性pconline產品庫規格參數型號：r640(t2390)處理器：intel pentium dual-core(merom) t2390(1.86g)主板芯片組：sis m671dx+sis 968芯片組內存容量：1024mb硬盤容量：160gb光驅類型：內置,combo屏幕尺寸：14.1英寸顯示芯片：集成,sis mirage 3網卡：內置10-100m網卡無線通訊：802.11b/g無線網卡內置攝像頭：usb：3個,usb2.0讀卡器：內置,sd,ms,ms pro,mmc擴展槽：其它接口：vga接口,rj45,聲音輸入,聲音輸出孔(支持spdif),直流電源插孔,安全鎖孔重量：約2.4kg操作系統：2.1產品外形尺寸 長333mm，寬244mm，高37mm。2.2產品重量 2.4kg2.3產品重心 位于筆記本電腦中部偏向電池的位置 2.4產品的脆值脆值是產品經受振動和沖擊時表示其強度的定量指標，由稱產品的易損度，是設計產品緩沖包裝中的重要參數。在實際生產中，一般通過實驗來測定產品的脆值。通過查資料，比較日本、英國同類產品的脆值，產品脆值取g=40g3.材料的選擇目前普遍用于電腦緩沖包裝的是發泡聚苯乙烯（eps）與發泡聚乙烯（epe）。發泡聚乙烯，俗稱珍珠棉，是一種低密度、半硬質的、閉孔結構的、耐候性好的、無毒的、耐腐蝕、阻水的和易回收的聚乙烯聚合物。發泡聚苯乙烯是一種可模塑的、輕質的、半硬質的、閉孔的和低成本的緩沖材料。聚乙烯泡沫塑料發泡均勻、柔軟、呈透明狀，有較好的緩沖與機械性能，壓縮不易斷裂，高低溫環境下不易老化，可與產品直接接觸不會產生化學變化及腐蝕現象。故綜合考慮決定使用聚乙烯泡沫塑料（比重為0.032g/cm3）作為設計的緩沖材料。4.緩沖包裝方法和襯墊的結構設計緩沖包裝的緩沖墊的結構形式，因產品的質量、形狀和尺寸不同，可采用全面緩沖包裝、局部緩沖包裝和懸掛式緩沖包裝等三種方法。全面緩沖包裝法是在產品與紙箱之間填滿緩沖材料，如木屑、紙屑、棉花等。局部緩沖包裝法是采用預成型的緩沖材料對產品的角、楞、側面或易損關鍵部位等處提供緩沖，不同部位提供與之脆值相對應的緩沖厚度，可以大大節約緩沖材料，降低包裝成本和物流成本。懸掛緩沖包裝法主要用于貴重儀器的運輸包裝和空投包裝。為了使用最少的緩沖材料取得最好的緩沖效果，降低包裝成本，所以本設計選用局部緩沖包裝法對該產品進行包裝。由于筆記本電腦的重心位于中后部，所以緩沖襯墊的主要承載部分在前部；由因為筆記本電腦的外形和重量均左右對稱，所以緩沖襯墊也設計成左右對稱結構。由于筆記本電腦外形是比較規則的幾何結構，所以不考慮突起物的問題。（三）緩沖設計計算和校核1.緩沖襯墊計算根據發泡聚乙烯的緩沖系數與最大應力曲線，使用最小緩沖系數法，在發泡聚乙烯的緩沖系數與最大應力曲線中作一條水平切線，切點的縱坐標對應最小緩沖系數cmin，橫坐標對應一個最大應力m，由公式t=ch/g，可以求出襯墊厚度t，由公式a=wg/m可以求出襯墊面積a。已知產品重2.4kg，脆值為40g，等效跌落高度為60cm。采用小緩沖系數法，可得cmin=3.3，m=550kpa。根據公式t=ch/g和a=wg/m， 可得：t=ch/g=3.360/40=4.95cma=wg/m=2.49.84010/5501000=171.1cm22.緩沖襯墊校核2.1撓度校核當襯墊的面積與厚度之比超過一定厚度時，襯墊容易撓彎或變彎，大大降低襯墊的負重能力。為了避免撓彎，襯墊的最小承載面積amin與厚度之比應符合以下規定3：amin/（1.33t）21171.1/2/（1.333.3）21可知符合撓度要求2.2蠕變量校核緩沖材料在長時間的靜壓力作用下，其塑性變形量會隨時間的增加而增加，這種蠕變使襯墊厚度變小，緩沖能力下降，所以設計襯墊尺寸應該加一個蠕變補償值，稱為蠕變增量cr。tc=t（1+cr）式中：tc修正后的厚度cm，t原設計厚度cm，cr蠕變系數%（這里取10%）tc=t（1+cr）=4.95（1+10%）=5.445cm經過各項校核后，且定最后襯墊尺寸為t=5.45cm，a=170cm2（四）外包裝容器設計計算1.包裝材料的選擇瓦楞紙板因無污染、可再生、具有良好的緩沖性能等優點，在運輸包裝中得到廣泛應用，本設計也采用此材料設計外包裝。對于筆記本電腦的包裝一般是用單體包裝的，本設計選標準箱型0201型，為了保持側面的印刷面不被破壞，接頭設計與側面連接，由于筆記本電腦重量輕，故實際中可使用粘合劑粘合接頭。按照gbt65441999標準4規定，uv形瓦楞紙板分為a、c、b和e型四種。a楞型的紙箱承受平面壓力性能比b和c楞型差，但其承受垂直壓力性能較高；b楞型的瓦楞低又密，故耐垂直壓力性能較差，但平面耐壓性能較高；c楞型性能，介于a和b楞型之間；e楞型的紙板具有重量輕、緩沖性能好、平面抗壓強度好等特點，利于直接進行印刷，綜合考慮，由于本設計對象筆記本電腦在流通中是堆碼運輸，因此對其紙箱要求有較強的平面耐壓性能；此外，電腦是高精密產品，所以對緩沖襯墊的要求較高，一般都承擔了電腦的緩沖要求，即外包裝無須承擔緩沖功能，所以綜合考慮選擇b單瓦楞紙板設計。2.瓦楞紙板的厚度設計瓦楞紙板的厚度是瓦楞設計中一個非常重要的因素，不僅決定著瓦楞紙箱的尺寸，而且影響到瓦楞紙箱的強度。一般是原紙厚度與瓦楞高度之和。瓦楞紙板的厚度計算公式如下：t=（tn+tmn+fhn）-d式中：t瓦楞紙板實際厚度；tn內、外面紙與夾心紙的厚度；tmn瓦楞芯紙的厚度；fhn瓦楞輥的高度；d瓦楞紙板制造過程中的厚度損失。如表3所示：楞型紙板厚度楞型紙板厚度楞型紙板厚度a5.3aa10.4ab8.1b3.3bb6.1ac9.4c4.3cc8.4bc7.1e2.33.外包裝的尺寸設計3.1內尺寸計算由于是單體包裝，就無須考慮排列方式，所以其內尺寸計算公式為：xi=xmax+2t+k式中：xi紙箱的內尺寸；t緩沖件的厚度；k內尺寸修正系數。瓦楞紙箱的內尺寸修正系數可參考表4瓦楞紙箱內尺寸修正系數libihi小箱型中箱型大箱型3737133457取kl=5mm，kb=5mm，kh=4mm，lmax=333mm，bmax=244mm，hmax=37mm，t=54.5mm，故由公式得紙箱的內尺寸為：li=lmax+2t+k=333+254.5+5=447mmbi=bmax+2t+k=244+254.5+5=358mmhi=hmax+2t+k=37+254.5+4=150mm3.2制造尺寸計算由公式得其制造尺寸x=xi+k f=bi/2+xf 式中：x瓦楞紙箱長、寬、高制造尺寸；xi紙箱內尺寸；k制造尺寸修正系數；f紙箱對接搖蓋寬度；bi紙箱非結合端面制造尺寸；xf搖蓋伸長系數。表4為02類紙箱制造尺寸修正系數值，表5為瓦楞紙箱接頭尺寸，表6為02類單瓦楞紙箱搖蓋伸長系數。表4 02類單瓦楞紙箱制造尺寸修正系數（mm） 名稱楞型 l1l2b1b2ha64639b32326c53538e21213表5 瓦楞紙箱接頭尺寸j紙板結構單瓦楞雙瓦楞j35404550表6 02類單瓦楞紙箱搖蓋伸長系數xf 箱型楞型02010203020402050206a2302230202b1.52011.520101c1.52.501.51.52.501.501.5e000100由表4，5，6得出：kl1=3，kl2=2，kb1=3，kb2=2，k=6，j=38，xf=2所以由公式，得瓦楞紙箱的制造尺寸：l1=li+kl1=450mm，l2=li+kl2=449mmb1=bi+kb1=361mm，b2=bi+kb2=360mmh=hi+k=156mm，f=b1/2+xf=182.5mm再由以下公式可以得出其外尺寸：x0=xmax+k式中：x0瓦楞紙箱外尺寸；xmax紙箱最大制造尺寸；k紙箱外尺寸修正系數。表7 瓦楞紙箱外尺寸修正系數（mm）楞型abceaabbccabacbck5-73-54-62-410-146-108-128-129-137-11表7為紙箱外尺寸修正系數值，由此得出k=4.，計算出外尺寸為：l0=lmax+k=454mmb0=bmax+k=365mmh0=hmax+k=160mm4.托盤堆碼計算托盤堆碼時，最大堆碼層數的確定比較復雜。主要取決于下列因素：hw流通過程中的最大堆碼高度(3400mm)t托盤高(厚)度(100mm)hmax托盤包裝的最大高度(1500mm)h0紙箱高度外尺寸160mm由于設計因素較多，所以采用逐步試算法。計算過程如下:nmax=inthmax-t/h0=8;式中nmax單個托盤包裝中最大紙箱堆碼層數。 nmin=inthw/hmax=2式中nmin流通過程中最大有效堆碼高度下可堆碼最少的托盤包裝層數。nmax=inthw-nmint/h0=20; 式中nmax倉儲中紙箱可能的最大堆碼層數。n=intnmax/nmax=2;式中n倉儲堆碼可能的托盤包裝層數。n=nmaxn=16 nmax為此另nmax= nmax-1=7，算的n=14 n所以選擇堆碼層數n=14層5.集合包裝設計 現在托盤是隨著集裝箱和集合包裝而出現的一種新的物流技術5.1托盤設計5.1.1 托盤的選擇（1）托盤的選擇為木托盤（2）要設計使托盤的表面利用率最大。因為紙箱的外尺寸為：l0b0h0454mm365mm160mm。根據聯運通用平托盤主要尺寸系列（iso6780）選擇代號為tp1的聯運托盤，公稱尺寸lb11001100 mm，叉孔高度為100 mm。（3） 瓦楞紙箱在托盤上的排列方式。排列方式選擇重疊堆碼型，使其操作簡便，耐壓性和利用率達