1、小型家電和小型工業產品的包裝設計與工藝規程制訂課設說明書武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 小型家電和小型工業產品的包裝設計與工藝規程制訂1車載電子導航儀的包裝保護的基本要求與包裝方案設計1.1 車載電子導航儀包裝保護的基本要求包裝是車載電子導航儀進入流通領域中必不可少的一道工序，是產品生產過程中的重要組成部分，進行合理包裝是保證產品在運輸、存儲和裝卸等流通過程中避免機械物理損傷，確保其質量而采取的必要措施。車載電子導航儀屬于技術密集型產品，電子零部件的尺寸精細，因此，其對外界環境的要求也越來越高。其主要原因：一是車載電子導航儀內部構造復雜，零部件生產精密，不能承受外力沖擊、磕碰：二是車載電子

2、導航儀怕潮濕，受潮后，大量水氣會浸入車載電子導航儀形成水潰，造成短路，或使金屬接口氧化：三是怕灰塵、油脂，灰塵、油脂的進入會妨礙車載電子導航儀接點間的電流傳導，污染內部線路，影響內部零件，造成損害；四是怕靜電，過大的靜電會擊傷車載電子導航儀內的一些電子元件，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車載電子導航儀的外觀至損，也會使內部的一些零件性能不穩，直接影響產品的使用功能。1.2 車載電子導航儀包裝保護方案設計1.2.1車載電子導航儀的銷售包裝的定位車載電子導航儀目前市場價格為1000左右，而起主要作用是安裝在汽車上，為汽車提供導航服務。汽車用戶一般為中上等收

3、入群體，因此，包裝檔次可以選擇較高的檔次，能對產品起到良好的保護作用，同時也能夠起到宣傳的作用，從而促進銷售。1.2.2設計車載電子導航儀的包裝方案若在一個運輸包裝中裝若干中包裝，則在運輸包裝中應使產品振動時應力分散；棱角邊應有墊條、墊塊、墊片等保護。包裝箱要裝滿，不留空隙，減少晃動，可以提高防潮、防振效果。內包裝的最主要功能是提供內裝物的固定和緩沖，有1 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 多種內部包裝材料及方法可供選擇：發泡塑料作為傳統的緩沖包裝材料，有質量輕、保護性能好、適用范圍廣等優勢。特別是發泡塑料可以根據產品形狀預制成相關的緩沖模塊，應用起來十分方便。目前，車載電子導航儀包裝材料以

4、EPS和EPE為主。EPE目前在國際上是比較認可的環保材料，主要用于易碎品的它裝，成本比較高。EPs可以模塑成型，續均勻地形成氣泡。氣泡有圓形、半圓形、鐘罩形等形狀。氣泡薄膜對于輕型物品能提供很好的保護效果。作為軟性緩；中材料，氣泡薄膜可被剪成各種規格，可以包裝幾乎任何形狀或大小的產品。氣墊薄膜的缺點在于易受其周圍氣溫的影響而膨脹或收縮。膨脹將導致外包裝箱和被包裝物的損壞，收縮則導致包裝內容物的移動，從而使包裝失穩，最終引起產品的破損。而且其抗戳穿強度較差，不適于包裝帶有銳角的易碎品。包裝紙盒，一般用體積較小、重量較輕的產品(如家用電器、印制車載電子導航儀等)。紙盒有單芯、雙芯瓦楞紙板和硬紙板

5、。紙盒的含水率小于12。使用瓦楞紙箱輕便牢固、彈性好，運輸費用、包裝費用低，材料利用率高，而且便于實現現代化包裝。綜上分析，可選擇發泡塑料作為緩沖包裝材料，根據產品的結構特征和發泡塑料的相關特性設計緩沖襯墊的結構和尺寸。1.3 車載電子導航儀包裝的保存期計算車載電子導航儀因為是小家電產品，其保存期是很長的，但當今時期，車載電子導航儀更新換代很快，根據統計可知，一般兩年即可更新換代。因此，包裝保存期設計不宜過長，設計為兩年即可。2車載電子導航儀包裝保護的結構設計與設計計算2.1銷售包裝容器的設計與設計計算2.1.1銷售包裝容器的結構設計由初始條件，車載電子導航儀，重150克，外型尺寸120

6、15;75×20 mm可知，車載電子導航儀為長方體，為了與電子導航儀相適宜，同時便于裝卸，包裝容器可設計為長方體，這樣有利運輸包裝，節省成本，從而實現效益的最大化。車載電子導航儀的外型尺寸120×75×20 mm，包裝容器中還要裝入其他相關物品，因此包裝容器結構可尺寸可設計200×120×40 mm。可設計為折疊紙盒中的自鎖2 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 底式盤式折疊紙盒結構，材料為質量較好的白板紙，有一定的抗壓強度，且均為一頁折疊成型，便于生產，降低成本。2.1.2包裝容器的設計與計算車載電子導航儀外型尺寸120×75

7、15;20 mm，包裝容器結構可尺寸設計為160×115×40 mm，有此基本尺寸則得盒子總長為660mm，總寬為250mm。其結構圖如圖1所示：圖1 包裝容器結構圖2.1.3緩沖包裝的結構設計緩沖結構如圖2所示：該方案包裝具有良好的緩沖、防震、抗壓性能，滿足車載電子導航儀對包裝的要求，成本低，適用于大批量生產。能充分利用紙盒頂角支撐強度好、對棱角抗沖擊作用強的特點，也利用了EPE具有良好的柔韌性、防震性、耐沖壓性和較高的回復性能等特點。緩沖的結構尺寸要依據車載電子導航儀外型尺寸120×75×20 mm ，緩沖厚度設計為20mm,緩沖結構采取局部緩沖，其

8、頂部可空出，方便產品放進去和取出來，底部設計圓空缺，可以節省材料，在前后外壁可設計弧形缺口，既可以節省材料，降低成本，又可方便產品的取出。產品高度為20mm,緩沖深度為25mm,比產品高度多出5mm,可以保護產品上的一些突出的部位，避免這些突出的部位磨損，降低產品的美觀性，避免其影響銷售。其結構圖2和三維圖3如圖所示： 3 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 圖2 緩沖襯墊結構圖圖3 緩沖襯墊模型圖 4 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 2.2 運輸包裝容器的設計與設計計算2.2.1運輸包裝容器的結構設計選用 0201 型紙箱，B型瓦楞。根據Lmax = 160 mm Bmax = 115

9、mm Hmax = 80 mm則有：nL = 4 nB = 4 nH = 6排列方式: 4x4x6查瓦楞紙箱 KB = 5 mm KH = 2 mm d = 1mm則: Li = 648mm Bi = 468mm Hi = 487 mm2.2.1.2計算制造尺寸由 Li = 648mm Bi = 468mm Hi = 487 mm查02 型瓦楞紙箱制造尺寸修正系數 K ，查02 型紙箱搖蓋的伸長系數 Xf 可知：取: KL1=5 KL2=3 KB1=3 KB2=1 KH=6 J=40 Xf=15 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 則:L1=Li+KL1 = 653 mm L2=Li+KL2

10、= 651 mmB1=Bi+KB1 = 471 mm B2=Bi+KB2 = 469 mmH =Hi+ KH = 493 mm J = 40mm2.2.1.3對接搖蓋的制造尺寸在紙箱搖蓋對接封合的箱型中，搖蓋尺寸的理論值應為紙箱寬度制造尺寸的 1/2，但是由于搖蓋回彈作用，必然在搖蓋對接外產生間隙，使封箱不嚴造成內裝物遭塵埃污染，因此，對接搖蓋寬度制造尺寸應加一修正值，這一修正值為搖蓋伸長系數 Xf ，則： F=(B1 +Xf)÷2查表 02 類紙箱搖蓋伸長系數 Xf，0201 箱型，B 型瓦楞得:Xf=1mm ，則:F=(B1 +Xf )/2= 236mm。2.2.1.4開槽寬度開

11、槽寬度一般為紙板計算厚度的2倍，B型紙板計算厚度為3.3mm，開槽寬度為6.6mm。2.2.2繪制運輸包裝容器結構設計圖圖5 運輸包裝結構圖2.2.3運輸與堆碼中的強度設計計算2.2.3.1瓦楞紙箱強度設計瓦楞紙箱強度設計及校核由于包裝物 的重量較輕，故選用 B 型楞的單瓦楞紙箱，計算瓦楞紙箱抗壓強度為：面紙橫向環壓強度為 319N/0.152mm，瓦楞芯紙橫向環壓強度為6 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 146N/0.152mm 。已知: R1=R2=319N/0.152mm Rm=146N/0.152mm，Lo=657mm Bo=475mm，則：Z=2(Lo+Bo)=226.4cm。查

12、單瓦楞紙箱凱里卡特常數值B型楞得aXz=5.00 J=1.27 Cn=1.361，則環壓強度 Px=(R1+R2+RmCn)/15.2 = 55.05N/cm ，抗壓強度 P=Px(4aXz/Z)2/3ZJ = 2938N/cm2.2.3.2堆碼強度設計計算根據理論計算可將堆碼高度可設計為7層。堆碼性能系數的表達式為：SPF堆碼性能系數； G單個紙箱毛重(kg) Nmax紙箱最大堆碼層數。堆碼性能的現有設計是在安全系數的范圍之Bo=475mm G=14.4kg Nmax=7代入公式可得：SPF=4.322由上可知堆碼性能系數滿足要求。3.車載電子導航儀包裝工藝設計3.1 車載電子導航儀包裝工藝

13、規程的制訂3.1.1車載電子導航儀包裝的包裝工藝路線的擬定車載電子導航儀，重150克，外型尺寸120×75×20 mm。年產量100萬臺。 7 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 圖6 包裝工藝路線圖 3.1.2選用包裝工藝設備年產量為100萬臺，假設每年有300天工作，每天工作時間為7小時，則可8 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 計算出每分鐘生產的數量，即為：1000000÷300÷7÷60=7.937個 /min。由此可知，包裝該產品時，需要每分鐘的產量為8個，由此可確定生產設備。1）盒坯成型設備：根據生產率為8個/min，可選取設備為

14、自動盒成型機，備選型號為JB-30/2。技術參數：適用最大紙張：594mm×841mm， 適用最小紙張：76mm×86mm。生產速度為120張/分鐘。2）裝盒設備：襯墊和導航儀放入包裝盒中可采用裝盒機，具體型號為：YCZ-100D自動裝盒機。技術參數為：生產能力：5070盒/分鐘 ，盒子尺寸：（100220）×（30125）×（3030）mm ，說明書尺寸：（70200）×（70140）mm ，功率：50Hz 380V 1.5KW ，耗氣量：1015L/分鐘 ，真空吸氣：-0.6Mpa（自帶真空發生器） ，重量：約1100Kg ，外型尺寸：25

15、00×1100×1700mm ，紙盒要求：250350克/平方米。3）紙箱成型設備：紙箱中裝包裝盒的數量為：4 x4 x6=96個，則裝完一箱所需要的時間為：96個÷8個/min=12min。可選取設備為紙箱自動成型封底機，型號為：GPK-40。技術參數：開箱能力：5箱/分鐘，空氣消耗量：450NL/min，必要空氣壓：6kg/平方厘米，使用電力：220V 1 200W，紙箱暫存量：100pcs(1000mm)，紙箱尺寸：L:260-700 W:150-500 H:100-540mm。4）裝箱設備：可選用裝箱機，具體型號為ZX120自動裝箱機。技術參數：電源：38

16、0V三相交流電，50赫茲，消耗功率約0.2千瓦; 外形尺寸（長×寬×高）：2200×2150×1900毫米; 重量：0.55×103千克; 生產能力：最大120箱/小時; 耗氣量：<30立方米/小時; 包裝材料：瓦楞紙箱; 工作噪聲：<85分貝5）中包裝檢測設備：可選用燈檢機,具體型號為DJ型雙面燈檢機生產效率為0-100盒/分，電機功率為90w/2臺，外形尺寸為2160×1250×1230mm。6）打號設備：可選用包裝激光噴碼機，具體型號為：BRL100 。激光噴碼機噴印的是一個無法擦掉的永久性

17、標記。7）貼標設備：可選用專門的貼標機，即雙面貼標機具體型號為：TB-BZY。速度很快，并且不會出現歪貼的現象，比人工貼標要快，而且效果也很好。8碼垛設備：可選用碼垛機器人。具體型號為：YZ-RP 裝箱/碼垛機器人。碼垛機器人可將紙箱或袋子等包裝物堆放在棧板上，它所具備的通用性、到達距離、承載能力可滿足大部分棧板碼垛應用的要求。9 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 9）檢驗設備：選用檢驗平臺。具體型號為SD5000型檢驗平臺。3.1.3包裝品的確定將工序細化到每一工步并確定出每一工步對應的工作包裝工藝過程簡表3.2 包裝工藝過程分析3.2.1針對車載電子導航儀包裝的包裝工藝過程10 武漢理工

18、大學包裝工藝課程設計說明書 1）包裝盒成型過程：根據生產率為8個/min，前面選取設備為自動盒成型機，備選型號為JB-30/2，可確定生產速度為8個/分鐘。在這過程中，就是要將平板狀的盒坯折疊成立體狀。盒坯從料庫落到送盒輸送帶上，擋板推動其往前進，當到達張盒工位時受到擋塊地阻擋而撐開，插板插進盒中，帶著已開的紙盒落下，然后插板退出。2）裝盒過程：就是將襯墊和導航儀放入包裝盒中可采用裝盒機，采用YCZ-100D自動裝盒機，它的生產能力可確定為8盒/分鐘。將襯墊，車載電子導航儀和說明書自動裝入折疊紙盒中，并完成蓋盒動作。自動裝盒機進料一般分為三個入口：襯墊入口，車載電子導航儀入口， 說明書和其他配

19、件入口。從包裝盒進料到最后包裝成型的整個過程大致可以分成四個階段：下盒、打開、裝填、合蓋。合蓋動作是個關鍵性的動作，完成的好壞與紙盒的結構和機器調節的準確程度有很大關系。3）紙箱成型過程：此過程中使用的設備為紙箱自動成型封底機，型號為：GPK-40，開箱能力：5箱/分鐘。該開箱機采用立式儲存紙板方式，并可隨時補充紙箱板，不需停機，更多的時間，更多的包裝。此開箱機結構設計：一次完成紙箱吸箱、開箱、成型、折底、封底等包裝工序。自動開箱、自動折合下蓋、自動密封下底膠帶，大大方便操作。瓦楞紙箱坯豎放在料架上，后用壓塊壓緊。壓桿可將第一個紙箱坯壓下去，箱坯隨即落下。夾緊爪夾牢己下落的雙層箱坯的后面一層板

20、邊緣，推桿從紙箱兩搖蓋間的縫隙中插入，頂開前面一層板,箱子被初步撐開，再通過壓板的作用，使紙箱完全成方形。4）裝箱過程：使用ZX120自動裝箱機，用于完成運輸包裝，它將包裝成品按一定排列方式和定量裝入箱中，確保裝箱、折邊、噴膠、封箱等后包裝工序的連續自動完成。5）檢測過程：使用DJ型雙面燈檢機將不符合要求的包裝剔除出去，重新進行包裝。6）打號過程：選用包裝激光噴碼機，具體型號為：BRL100 。激光噴碼機噴印的是一個無法擦掉的永久性標記，通過激光直接在物體概況瞬間氣化而成，無需借助任何輔助工具即可肉眼分辨，便于消費者識別。且無耗材，維護更方便。但為何目前不能廣泛運用并代替墨水噴碼機呢?因為激光

21、噴碼機是采用墨水噴碼11 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 機的原理，利用激光的特性，但所噴印出來的效果依然是點陣式，并不能為用戶創造更多的商業價值。7）貼標過程：就是用專門的貼標機，即TB-BZY貼標機。，是以粘合劑把紙或金屬箔標簽粘貼在紙箱的規定部位上。速度很快，并且不會出現歪貼現象，比人工貼標要快，而且效果也很好。8）碼垛過程：就是使用碼垛機器人。具體型號為：YZ-RP 裝箱/碼垛機器人。碼垛機器人可將紙箱堆放在棧板上，然后將其運送到倉庫中保存。3.2.2生產出來的包裝件的檢驗使用檢驗平臺，即SD5000型檢驗平臺，人工進行檢驗，若有時候有包裝失敗的產品，人工挑出，并進行處理。1）包裝

22、品的檢驗車載電子導航儀的檢驗：A.外觀檢驗（采用人工檢驗，由檢驗員感官檢測車載電子導航儀是否完善，如各按鍵是否完整，表面是否有刮傷等缺損等）B.質量檢驗（由質檢中心現場從同一批包裝品（車載電子導航儀）中隨機抽取進行檢驗。每批成品檢驗完畢后應留樣保存，并將抽取的代表性樣品儲存于該類產品的正常保存條件下至保質期滿后兩個月后為止，以供必要的品質測定及產生質量糾紛時使用。各檢測項目具體的檢測方法與檢測儀器由質檢中心提供）等。袋裝材料（卷材）的檢驗：A.規格尺寸檢驗（儀器：紙板厚度測量儀、鋼直尺；方法與合格條件：用紙板厚度測量儀和鋼直尺對包裝紙的厚度和寬度進行檢驗，若包裝紙的厚度和寬度的偏差在±

23、;0.005mm和±1mm之間，則合格）B.印刷情況檢驗 （采用人工檢驗，觀察印刷信息是否正確、清晰、完整、無錯位、無色差等）等。瓦楞紙箱箱坯的檢驗：A.規格尺寸檢驗（儀器：鋼卷尺；方法與合格條件：用鋼卷尺對箱坯的長、寬、高進行檢驗，若測量出偏差在±3mm之間，則合格）B.定量檢驗（儀器：天平；方法與合格條件：沿被測紙橫向切取100±0.1mm×100±0.1mm的試樣10張，測出每張質量并算出其定量，求出平均值，若其值在±30g/m2之間，則合格）C.印刷情況檢驗（采用人工檢驗，觀察印刷信息是否正確、清晰、完整等）D. 紙箱強度檢驗

24、（采用壓力試驗機、萬能試驗機、沖擊試12 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 驗機等相應的儀器和方法對瓦楞紙箱的空箱承載能力、耐沖擊強度和抗轉載強度進行測量）等。2）包裝件的檢驗包裝件的檢驗：A.密封性檢驗（儀器：密封試驗儀；方法與合格條件：采用水中減壓法將包裝件浸入儀器的真空室內的水中，再關閉真空室并抽真空，若水中到達設定的壓力與時間前一直未出現冒泡現象，則合格） B.印刷質量檢驗（儀器：印刷質量檢測系統；方法與合格條件：將包裝件放入該系統中掃描，若系統顯示合格，則合格）C.封合處平整度檢驗（采用人工檢驗，觀察包裝件是否表面平整無明顯褶皺，裁切口整齊）等。瓦楞紙箱包裝件的檢驗：采用人工檢驗，

25、觀察瓦楞紙箱是否合格（如有無破損），貼標與印刷是否合格（如貼標位置與種類是否正確，印刷信息是否正確、清晰、完整、無錯位），裝箱是否合格（瓦楞紙箱中包裝件的數量與堆碼是否正確），封箱是否可靠等。3.2.3工序能力分析設計方案中預定年產量為100萬袋，若按這一值來分配生產效率，則因實際生產過程中會有機器的清洗以及因損壞而維修等偶然因素的產生而影響年產量，達不到預期要求。所以生產效率的設定應留有余量，按最大產量來計算，這樣才能實現100萬袋的年產量。由選擇的包裝機可知充填速度設置為是10包/分鐘，因此設一年的工作日為300天，一天工作7小時，一條生產線生產，則：年產量=10×60×

26、;7×300=192萬盒/年>120萬盒，故符合產量要求。 所以生產能力系數為：192/120=1.26，相對比較合理。4心得體會我從整個課設之中真的學到很多，以前學習課本知識，只是感性的去理解，在實際運用中還有許多不足。許多東西都是重溫課本，吃透理論知識后才做出來的，而有些軟件又不會用，因此邊學邊做，當做完課設后，軟件學的也不錯了。課程設計是培養學生綜合運用所學知識,解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環節,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。包裝工藝學已經成為當今包裝應用中不可缺少的一部分,在生活中可以說得是無處不在。13 武漢理工大學包裝工藝課程設計說明書 回顧起此次包裝工藝課程設計，至今我仍感