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包装CAD课程设计.pdf

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1、 包装CAD 课程设计说明书 题目:长虹彩电 LED39580整体包装设计 分工:计算(姓名+学号) 设计(姓名+学号) 撰写(姓名+学号) 日期: 目录 1.设计题目 3 2.概述 3 2.1产品详细信息:. 3 2.2运输和销售范围:. 4 2.3存放、运输环境及其可能所造成的损害分析. 4 3.包装结构设计与计算 4 3.1缓冲衬垫的设计及计算. 5 3.1.1确定衬垫设计的基本参数 5 3.1.2确定缓冲材料 5 3.1.3计算缓冲衬垫尺寸 6 3.1.4衬垫各项指标校核 7 3.1.5缓冲衬垫的结构设计 8 3.2瓦楞纸箱的设计. 9 3.2.1确定产品的结构特点和装箱要求。 10

2、3.2.2初定箱型。 10 3.2.3确定纸板代号、箱型代号。 10 3.2.4纸箱强度校核 12 4包装装潢设计 13 4.1图文内容布置. 13 4.2液晶显示器包装的标志、标签. 13 5设计小结: 14 6参考文献 15 长虹彩电LED39580 整体包装设计 1.设计题目 长虹彩电 LED39580 整体包装设计 2.概述 21 世纪的今天,人们的生活愈发多姿多彩,而看电视更是人们日常生活中 不可或缺的一部分。所以我选择的题目是长虹彩电 LED39580整体包装。 由于彩电属于精密电子产品, 长期以来,彩电的破损现象在其流通过程中 时有发生,直接造成经济上的损失。实践中彩电结构强度和

3、包装抗冲击性能的不 足是导致机壳破裂的主要原因。缓冲垫作为电视机包装中的重要组成部分。它的 设计直接影响着整个包装的抗冲击能力。 本次课程设计的主要目标是缓冲衬垫和 瓦楞纸箱结构的设计,综合使用 AUTOCAD,PROE,Photoshop 等软件实现结构装 潢的设计和最终效果的实现。 根据现有的长虹彩电 LED39580 的产品特性,在重量,尺寸不变的情况下, 考虑出口包装的运输环境。 (针对每款显示器标明具体的产品尺寸,重量等基本 参数) 2.1产品详细信息: 尺寸: 含底座:885578213mm 不含底座:88553764mm 重量 机身重量含底座:11.3kg 不含底座:10.5kg

4、 使用条件: 温度范围(工作): 0 至 40 C 温度范围(存储): -20 至 60 C 相对湿度: 20%-80 % 要求: 1确定产品的流通环境负荷 2缓冲衬垫的设计计算 3瓦楞纸箱的设计 产品流通环境负荷分析 2.2运输和销售范围: 由长虹中国四川绵阳生产基地出口运往美国各大商场销售。 装卸条件: 由于产品出口销售,流程长,中间环节多,装卸搬运频繁,其方式包括人工 和机械装卸。 堆码条件: 仓库(H=34m)堆码,集装箱(H2.5m)堆码,货车车箱(H2.5m)、火车车厢 (H3m)堆码。取最大值:仓库堆码条件。 2.3存放、运输环境及其可能所造成的损害分析 若因某种原因需长期(如几

5、年)存储时,推荐以下的方式: 1、装入聚乙烯口袋(最好有防静电涂层)并将口密封 2、放置暗处,避免强光照射 3、决不能在表面压放任何物品 4、严格避免在超过极限温度、湿度条件的环境中存放 3.包装结构设计与计算 在做了充分的市场调查与比较之后,我觉得,主流的彩电包装仍然采用通用性较强的瓦楞纸箱作为外包装,发泡材料做缓冲结构设计,综合成本较低。整个 包装结构设计分为两大部分,一个是缓冲结构的设计,包括衬垫材料的选择,空 间结构的设计, 以及制造尺寸的设计, 另一部分是外包装盒的结构设计, 包括长、 宽、高基本尺寸的设计尺寸和制造尺寸。 3.1缓冲衬垫的设计及计算 3.1.1 确定衬垫设计的基本参

6、数 产品(不带底座)的基本尺寸:88553764mm; 产品(不带底座)重量:10.5kg; (1)试验机主要技术指标 产品脆值:根据美国军用手册,选择70。 产品的跌落高: 因为长虹彩电 LED39580质量为 10.5kg, 所以跌落高度为 600mm。 3.1.2确定缓冲材料 在电视机的内包装上,一般选用可发性聚苯乙烯缓冲材料进行局部缓冲。密 度的选择,对缓冲性能也有影响。同一种缓冲材料 ,在一定厚度时,不同的密度 着不同的缓冲特性。通常认为,发泡倍数越大,密度越小,缓冲性能越好。若采 用了密度过低的材料,在受到冲击时会把衬垫材料压平,压碎,使材料失去缓冲 能力,此时物品又可能突然停止运

7、动,造成物品损伤。经国内外电视机企业的长 期摸索, 电视机用泡沫密度一般取 0.021g/ 。 并因此根据材料缓冲特性曲线 , 选择适当的厚度,根据电视机内部零件重量的分布,合理选择缓冲面积,以取得 最优化的设计。 塑料泡沫是聚苯乙烯树脂为主体,加入发泡剂等添加剂制成。它是目前使用 最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构,吸水性小,有优良的抗水性,密度小。 机械强度好,缓冲性能优异,加工性好,易于模塑成型,着色性好,温度适应性 强,抗放射性优异等优点。这里对康佳 LC46GS80DC液晶电视机选择缓冲材料 为比重为 0.020的发泡聚苯乙烯。其缓冲系数最大应力曲线如图 5所示: cm 3 图 1

8、为比重为 0.020 EPS 的缓冲系数最大应力曲线 3.1.3计算缓冲衬垫尺寸 用最大加速度 -静应力曲线(Gm- s)法,对缓冲材料的面积进行计算,确 定缓冲设计包装形式。 长虹彩电 LED39580的质量为 11.3kg,可用脆值为 70g,选择的缓冲材料为比重 为 0.020的发泡聚苯乙烯,其蠕变率为 10%。 因此 =W/A=11.3/(88.553.7)=0.00238kg/c (1) 由图 2 分析得,可用面积远远大于实际接触面积,可采用局部缓冲设计。 图2聚苯乙烯的最大加速度静应力曲线摘自物流运输包装设计 衬垫基本结构尺寸设计说明: 仿照目前市面上通用基本结构, 采用角垫进行缓

9、冲设计。 两侧包楞包角衬垫, 两个对称的棱角垫,左右分别采用对称的包棱包角结构,正面与背面分别由水平 方向边缘向中心延伸 12cm,竖直方向由边缘向中心延伸 4cm。 注:显示器屏幕外侧周围有宽度为 1.6cm的外壳。显示器外围厚度为 3cm。 (1) T=CH/G=5.860/70=4.97cm (2)由于跌落高度为 60cm,选取 T=5曲线,的范围为 0.00950.12kg/C , 取=0.02kg/c , 故 A=W/=11.3/0.02=565c . 角垫的接触面积为 =A/4=141.25141c . (3)正面:10.41.64+1.653.7=152.48cm 2(4)侧面:

10、53.73=161.1cm 2 (5)底面:1232=72 cm 2(6)背面:1253.72-2082=968.6 cm 2 3.1.4衬垫各项指标校核 (1)强度校核 求静应力: s=W/Amin=110.74/72104=0.153105Pa 查聚氯乙烯最大加速度静应力曲线, T=5cm、 H=60cm对应的最大加速度约60g, 小于产品脆值,满足条件 (2)挠度校核 Amin=A 底面=72 cm 2要求Amin/(1.33T)21 故有:72/(1.33T)2=5.411 满足条件。 (3)跌落姿态校核 通过角跌落校核的一定能通过棱跌落校核。故,在这里进行角跌落校核,由 于衬垫不是规

11、则的正方体,所以需要对各个面的等效跌落面积分别进行计算 L 2选取正面,底面和侧面的交角。 L12 =S正/4=38.12 cm 2L22 =S侧/2=40.275 cm 2L32 =S底/2=36 cm 2由于包装对像不是正方体。根据公式可有 S1=L12 b/ (l2 +b2 +d2 ) =38.123/(38.12 +40.275 +36 ) =10.7 cm 2 同样的方法可以得到: S2=11.3 cm 2; S3=10 cm 2. 由等效面积公式 Ae=K (S1+S2+S3)取 K=1 得角跌落等效面积为: Ae=10.7+11.3+10.7=32.7cm 2 141cm 2即角

12、跌落校核满足条件。 (4)蠕变量校核 取蠕变系数 Cr=10%. 则实际厚度 T=T(1+Cr)=5.5cm (5)温湿度校核 根据产品参数分析,运输环境的温湿度条件在产品正常使用的范围之内。 3.1.5缓冲衬垫的结构设计 在满足产品安全的条件下,结构上根据减少原材料的原则进行设计,衬垫采用特 殊的结构,留出可以插放底座的凹槽。具体结构见下图: 衬垫与产品组合之后的样子如图 2 所示: 图 2 产品与衬垫的装配图 图 3 衬垫的三视图 3.2瓦楞纸箱的设计 3.2.1 确定产品的结构特点和装箱要求。 衬垫与产品组合后的外尺寸为985cm656cm275cm 3.2.2初定箱型 在第三章的市场调

13、查中发现,目前主流的包装均遵循人及工程学,为了便于 携带和搬运,箱型选用常用的锁底系列非标准型瓦楞纸箱。 3.2.3确定纸板代号、箱型代号。 选定箱板纸: 包装对象重量为11.3kg, 最大综合尺寸为1921mm, 根据GB6543- 86(表7-7),初步确定采用单瓦楞纸板. 又由于产品是内销, 属于第一类第二 种,代号为 BS2.5。根据 GB6455-86 要求纸张耐破强度为 784KPa,边压强度为 5880N/m,戳穿强度为4.9J 3.2.3.1确定定量 用于出口,非精密或贵重产品,选用 B 等箱板纸,可得耐破指数为 r=2.65 kPam2/g,根据经验公式:p=0.95b计算得

14、每层箱板纸的耐破强度为: b=784kPa/(0.952)=412.6 kPa 箱板纸要求的定量为: Q=b/r=412.6/2.65=155.7g/m2 根据GB13024-91,内外纸张选用200g/m2的B等箱板纸。 根据参考书表 7-2,选用 B 等瓦楞芯纸,定量选为 160g/m2,其还压指数为 7.1 Nm/g .展开系数取1.35,粘合剂定量取100g/m2。 确定瓦楞纸板的定量: 按照选用的箱板纸和瓦楞芯纸,瓦楞纸板的定量=内、外箱板纸及各中间垫 纸的定量之和+ (瓦楞芯纸定量瓦楞展开系数) +粘合剂的定量=200+200+1.35160+100=716g/m2。 确定瓦楞纸箱

15、的内部尺寸。 取长度和宽度方向的公差为X=5mm,取高度方向 的公差为X=4mm。 L=985+5=990mm B=275+5=280mm H=656+4=660mm 确定瓦楞纸箱的制造尺寸。由参考书上资料提供,接头尺寸取 35mm,可得 瓦楞纸箱的制造尺寸如下: L1=L+X=990+3=993mm L2=L+X=990+2=992mm B1=B+X=180+3=283mm B2=B+X=180+2=282mm H=H+X=656+6=662mm 确定纸箱的外部尺寸:选取外尺寸加大值为X=5mm,故,瓦楞纸箱的外尺 寸为: L=L1+X=993+5=998mm; B=B1+X=183+5=2

16、88mm; H=H+X=662+5=667mm. 根据以上计算得到的制造尺寸,综合考虑箱体提手和锁底式纸盒结构,绘制 纸箱结构展开图,如图4所示: 图4 瓦楞纸箱结构展开图 3.2.3.2接合与封箱设计: 根据参考书表 7-9,由于采用 3 层瓦楞箱,选用 18 号 U 型钉钉合,每个 U 型钉破坏载荷为P=15N,斜向排列,强度系数K=1,所需钉数为: n=W/(KP)=/15=7.15个。 所以,本次纸箱采用钉接。 3.2.4纸箱强度校核 3.2.4.1确定纸张环境抗压强度 货物重量为产品重量、 衬垫重量和瓦楞纸箱的重量之和: W=(11.7+0.81) 9.8N=122.598. 根据前

17、文已取仓库堆码高度为h=4m,安全系数取2。 则堆码载荷为: P=KW(h/H-1). 式中: P:堆码载荷;K:安全系数;H:瓦楞纸箱高度。 则环境要求的抗压强度为: P=236.45N(400/40.6-1)=2170.53N. 3.2.4.2计算纸箱固有抗压强度 Px=rQ+rmQ =(8.4200+8.4200)+(7.11601.35) =4893.6(N/m) =48.9(N/cm) 楞常数取aXz=5.0,箱常数取J=0.68,纸箱周长为 Z=2(L+B)=235.2cm. 瓦楞纸箱的抗压强度为: Pc=Px(aXz/(Z/4) 2/3 zJ=1512.3N 3.2.4.3瓦楞纸

18、箱强度效核 计算得到的环境要求的抗压强度为 641.53N 。设计的瓦楞纸箱固有抗压强 度为1512.3N。故本次设计瓦楞纸箱满足堆码环境要求。 4包装装潢设计(选做) 包装装潢需要包括产品的形象、 性能基本参数、 生产厂家、 产地、 销售区域、 生产日期等等全面的信息,还有装潢图案和标签等等。为包装纸箱的强度,在保 证覆盖全面信息的前提下,尽可能的减少印刷内容。 4.1图文内容布置 纸箱总共六个面,由于下底面不用来展示因此不做印刷设计,上底面主要提 供提手,强度会相对较弱,为保证整体强度,也不设计印刷内容。两个主面用于 展示产品形象因此承担主要图案印刷内容。 侧面用于印刷小面积的标签和运输标

19、 签等等。 4.2 液晶显示器包装的标志、标签 包装箱外应标有制造厂名称、产品型号,并喷刷或贴有“小心轻放”、“怕 湿”、“向上”等运输标志,运输标志应符合GB191的规定。产品的其它标识应 符合国家有关规定。 包装箱外喷刷或粘贴的标志不应因运输条件和自然条件而退 色、变色、脱落。包装箱应符合防潮、防尘、防震的要求,包装箱内应有装箱明 细表、检验合格证、备附件及有关的随机文件。 包装后的产品应能以任何交通工具,运往任何地点,在长途运输时不得装在 敞开的车厢和船舱中,中途转运时不得存放在露天仓库中,在运输过程中不允许 和易燃、易爆、易腐蚀的物品同车(或其它运输工具)装运,并且产品不允许经 受雨、

20、雪或液体物质的淋湿与机械损伤。 产品贮存时应放在包装箱内,存放产品的仓库环境温度为 040,相对 湿度为 30%85%。仓库内不允许有各种有害气体、易燃、易爆的产品及有腐蚀性的化学物品,并且应无强烈的机械振动、冲击作用。包装箱应垫离地面至少 100mm,距离墙壁、热源、冷源、窗口或空气入口至少 500mm。若无其他规定时, 贮存期一般应为六个月。 若在生产厂存放超过六个月时, 则应重新进行交收检验。 具体设计如图 5 所示: 图 5 装潢设计平面图 5设计小结: 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题, 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

21、程。 回顾起此次包装 CAD 课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿, 从理论到实践,在整整一星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很 多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,更加熟练掌握了 CAD 绘图的基本方法和技巧,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

22、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,但是通过这次课程设计之后,我一定把以前所学过 的知识重新温故。 6参考文献: 1陈永常.瓦楞纸箱的印刷与成型.北京:化学工业出版社,2005. 2刘功.包装测试M.武汉: 轻工业出版社,1994. 3彭国勋.运输包装M.武汉: 印刷工业出版社,1999. 4徐自芬,郑百哲.中国包装工程手册M.北京:机械工业出版社,1994. 5郑全成.运输与包装M.北京:清华大学出版社,2005. 6郭彦峰,许文才.包装测试技术M.武汉: 化学工业出版社,2006. 7日本包装技术协会.包装技术手册M.天津:机械工业出版社,1994. 8鲁建东.包装工程专业实验指导书M.武汉:中国轻工业出版社,2010. 9苏远,汤伯.缓冲包装理论基础与应用M.武汉:化学出版社,2006. 10王青. 包装用缓冲材料性能分析J.中国包装 2007年03期. 11王建清.包装材料学M.武汉:中国轻工业出版社,2009. 12吴波.包装结构设计.化学工业出版社,2001.7

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