1、齐 齐 哈 尔 大 学毕业设计（论文）题 目： 索尼电视机主板运输周转包装设计 学 院： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 2011年6月19日摘要近年来，随着经济的发展和社会的进步，电子产品层出不穷，以实现在生活中有着举足轻重的地位。然而，电子产品包装设计却没有很好的匹配产品的更新，导致产品破损，物流周转效率低下、过度包装、污染环境等问题，于是科学的包装设计变得具有现实意义和推广价值。本文调查研究了当前市场上的周转箱的使用情况，发现很在很大程度上可以优化改进，本次设计做了两方面的工作，一是材料的选择，二是结构的设计。产品包装设计方案必须通过实践的检验，作者最后进行了包装单体评估，
2、运用科学的试验方式证明方案的可行性。实验证明，本次设计的周转包装形式满足预期要求，可以推广使用。关键词：缓冲包装，运输周转包装，包装实验Abstract：In the recent years, the electronic products emerge endlessly with the prosperity of social commodities. The packaging design of electronic products dose not match the new products, which results to damage to products, over
3、-packaging and excessive packaging wastes. So the sound of packaging design needs to be investigated scientifically.Based on the investigation of the current research on the market at the use of turnover box, Find it in the very great degree can be optimized improvement, This design for two jobs, on
4、e is the choice of materials, and the second is the design of the structure. The packaging design of products must experience the test evaluation. The author finally conducts an overall evaluation of packages. The scientific experiments to verify the feasibility of the evaluation are used. The exper
5、iment shows that the packaging designs can meet the intended requirements.Key words: cushioning packaging, distribution packaging, shipment test 目录摘要IAbstract：II第1章 绪论11.1中国包装工业的发展历史、现状及存在问题11.2运输包装介绍11.2.1商品运输包装可靠性概述21.2.2电视主板耐冲击特性分析21.2.2.1脆值21.2.3不同破坏模式下的包装动力可靠性41.2.4包装动力可靠性的仿真计算51.2.5 研究方向及需要考虑的
6、问题51.2.5.1 模型研究还需完善51.2.5.2 模拟技术与计算机分析相结合51.2.6包装动力可靠性的应用61.3本课题研究的目的和意义61.4本课题研究的主要内容及拟采取的方法6第2章 设 计 过 程82.1确定设计对象82.2防静电周转箱简介82.3缓冲包装材料介绍92.3.7中空PP板102.5流通环境分析 产品的流通区间112.5.1产品的主要运输方式112.5.2装卸与搬运122.5.3贮存环节122.5.4流通环境的气象条件12第3章 结构设计133.1外箱设计133.1.1外箱体尺寸133.2衬垫设计143.2.1方案A:20pcs/箱144.2.2方案B:10pcs/箱
7、153.3角垫的设计16第4章 设计方案的评估204.1外箱评估204.1.1抗压测试204.1.2跌落试验214.1.3堆码实验234.2角垫的生产工艺探究254.2.1材料讨论254.2.2成型工艺讨论254.2.2.1工艺流程254.2.2.2注塑工艺参数264.3成本核算评估28结论30参考文献31致谢33第1章 绪论1.1中国包装工业的发展历史、现状及存在问题1981年，时任国务院副总理的谷牧对中国包装工业的发展提出了远见卓识的意见，并带领政府部门制订了相应的政策和措施。这些意见和政策措施，对中国包装工业的发展起到了非常关键的作用。目前中国的包装工业不仅已形成了一个以纸、塑料、金属、
8、玻璃制品和包装机械为主要产品的独立完整、门类齐全的工业体系。我国包装业主要集中在沿海地区。广东是包装业最发达的地区，江浙地区包装业的总产值仅次于广东地区，并已经成为了企业竞争的核心区域。但中西部发展相对落后，与沿海地区差异较大，在包装行业的总产值中，东部大约占70%，中部大约占18%，西部大约占12%。据估算“十一五”期间，中国包装行业的总产值为4500亿人民币，并保持年均7%的增长速度。从2010年到2015年有望突破6000亿元，每年平均增速维持在16%的水平。以产品分类，中国纸包装制品产量到2015年可达3600万吨，塑料包装制品946万吨，金属包装制品491万吨，玻璃包装制品1550万
9、吨，包装接卸120万台套。2010年造纸包装行业40家上市公司前三季度营业收入为561.23亿元，营业利润为29.62亿元，造纸和纸制品行业营业收入为4884.28亿元，同比增长2.36%，实现利润总额234.69亿元。在金融危机的影响下，世界经济陷入了衰退泥潭中，目前仍无法摆脱金融危机对中国包装行业造成的一定冲击。包装行业作为朝阳产业，产值的高速增长彰显着包装行业巨大的发展前景，我国包装行业经历了高速发展阶段，今天已经建立起相当的规模，已成为世界第二大包装大国，中国包装行业的市场规模已居世界首位，并成为中国制造领域里的重要组成部分。随着经济的发展和人民水平的提高，对包装的需求日益增多，对包装
10、的使用价值的要求也在提高。1.2运输包装介绍由于复杂的运输环境与条件具有不确定性，如货物到达目的地不及时或运输成本过高以及由于天气状况、振动冲击等运输环境因素造成的货物损坏，最终导致成本损失等，它直接导致了整个货物运输系统可靠性的不确定。之所以研究商品运输系统的可靠性，是因为它可以降至最低整个运输系统中的不确定因素，保证货物的安全流通，确定性和灵活性增强，提高货物流通速度和质量且保证成本最低，优化管理运输，最终提高企业市场竞争力。根据统计资料显示，因为包装不当引起70%的商品流通故障，应对的主要措施局势优化包装，合理的包装可以起到提高运输管理效率、节省经济成本、运输时间缩短、提高货物周转效率、
11、使占用资金减少等作用，研究商品运输包装的可靠性的目的就在于设计出合理的运输包装。1.2.1商品运输包装可靠性概述 一般产品的可靠性分为使用可靠性和固有可靠性，使用可靠性是指产品在使用过程中所体现出来的实际的可靠性；设计阶段就确定的可靠性目标就是固有可靠性，生产过程中确定的就是产品本身所应有的属性。但是包装的可靠性是在产品运输过程中发生了损坏才应该考虑。包装可靠性是指包装在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，因而包装可靠性和一般可靠性具有相同点，就是需要完成规定的功能。同时，一般的可靠性与包装的可靠性在很多方面不同，包装的可靠性更强调产品的安全而不是包装本身，而一般可靠性只注意产品本身
12、。包装可靠性应考虑流通过程中受到的风吹日晒、振动、冲击等不利因素所带来的影响。但是这样就复杂了可靠性研究，但最严重最直接的问题是由于物流过程中因疲劳和冲击引起的产品损伤，所以主要研究的是产品包装的动力可靠性。161.2.2电视主板耐冲击特性分析1.2.2.1脆值液晶电视机主板的周转包装设计，涉及到一个重要的相关概念脆值。脆值Gc是指产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大加速度与重力加速度的比值，一般用Gc指产品耐冲击的能力。脆值是产品的固有特性，并且有方向性，如果把液晶电视机主板简化为一个6面体的话，在6个面的方向上，脆值的大小是有差别的。很多方法可以确定脆值，如经验估算法、试验测定法、查
13、表类比法等，现有的方法中最精确的方法是试验测定法，但是这个方法试验成本很高，因为必须具备一套试验装置及测录仪器，再者脆值试验方法都属于破坏性方法，测录所得数据必须直到产品出现破损。其力学模型如图1-1所示 图1-1 缓冲包装模型 图1-1中,产品简化成均质体，缓冲介质简化为线性弹簧，其刚度为K，跌高为H,弹簧的最大变形为X。确定脆值时，可略去外包装和弹簧本身质量，且不考虑系统阻尼，根据能量转换规律，产品所具备的全部位能将转换为弹簧的变形能，其大小等于产品克服弹簧反力所作的功，即：mg(H+x)= 式1式1中 p(x)作用在产品弹簧上的反力 (H+x)相对于最大压缩位置的跌落高度, 近似记作H
14、g重力加速度由于弹簧是线性的，故 p(x)=Kx 式2根据牛顿第二定律，产品在弹性作业力下的加速度为 =p(x)/m 式3 由以上三式可得 = (2H/x)g 式4令 G=2H/x, 则 =Gcg 式5因为2Hx,所以G1 P=GW 式6 式6 表示：产品所能承受的冲击力的大小等于产品自重W和G因子的乘积，当p超过产品的极限时，产品便发生损坏或失效，所以G是表征产品抵抗破损能力的唯一因素。它是由产品材料的结构特征所确定的，同外部环境因素无关，是产品的固有特性之一 。17表 1-13 产品脆值举例G值产品举例1524精密效验仪器具，导弹导航系统2539机械振动测试仪表，电子仪表4059电子记录装
15、置，精密机械零件6084电视机，某些固体电器85110电冰箱，机电设备110以上机器，液压传动装置由于脆值试验方法都属于破坏性方法，要到产品出现破损才能测录所得数据，因此于电视机主板脆值确定用这种方法显然不太合适。单件主板的成本是比较重要的一方面，另外在每个方向上所得的数据也不相同，对比国内外的大量文献和经验数据主板脆值为60-84g。按照取最小值的经验来看应取为60G数据如表1-1。1.2.3不同破坏模式下的包装动力可靠性 振动和冲击是影响产品包装动力可靠性众因素中最主要的2个因素，所以产品的破坏模式有2种。一种为峰值破坏也称首超破坏，这种破损是由于关键部件收到的最大加速度在冲击过程中大于部
16、件本身的脆值时发生，同时在运输和周转的过程中，容易产生共振，共振时传递到关键部件的加速度超过本身脆值时同样也会产生这种破坏模式。另一种被称为疲劳破损模式，主要是由于长时间的运输或者使用材料发生固有属性疲劳，稍加振动或者冲击就使部件损坏，宋宝丰针对峰值破坏模式可靠计算提出了工业包装动力可靠性的定义式和“广义冲击载荷”的新概念。2000年宋宝丰在包装可靠性的宣言式的基础上求得包装动力可靠性的计算式。他假设包装产品上响应加速度的时间历程符合高斯随时过程，疲劳和随机振动引起破损与受谐振动的计算原理不相同，必须用随机振动理论来分析和测试。1.2.4包装动力可靠性的仿真计算 在仿真方面，姜洪开、田红波等做
17、了随机载荷下导弹贮箱强度可靠性仿真计算研究，通过建立导弹贮箱强度的累积损伤模型，采用Miner的线性累积损伤准则和直接模拟法随机模拟应力和导弹贮箱初始强度来获取导弹贮箱的可靠度。而2000年黄道敏、杨仲林等建立了缓冲包装系统的动力学模型，列出了跌落状态下、系统在振动中微分方程，在对微分方式进行拉氏变换的基础上，运用了Matlab/Simulink动态仿真工具来仿真包装件在多种振动下及跌落过程的动态特性。2002年刘乘等应用有限元法对计算机主机在运输过程中的振动特性进行了计算机仿真。 161.2.5 研究方向及需要考虑的问题 1.2.5.1 模型研究还需完善 现在学者大多在研究单自由度和双自由度
18、的包装模型，然而现实中的包装模型通常都是多自由度的，而且随机性强，如果简单的归纳为线性单自由度或线性双自由度，那么与实际应用就会产生很大的误差，再者，现在通常使用的包装缓冲材料也不是线性发挥的，所以多自由度非线性产品包装件模型的随机振动响应及可靠性还有待进一步的研究，特别是对于多自由度非线性系统的平均能量法理论及应用研究中还存在着许多未知。161.2.5.2 模拟技术与计算机分析相结合 产品包装方面的脆值实验和合理的包装设计对于很多商家来说都相当重要，但是实验的成本过高却使很多商家望而却步。在现在的经济市场环境中，产品品种花样繁多，更新速度也越来越快，商家认为与新产品研发的重要性相比较而言，包
19、装仅仅是整个链中不重要的一个环节。所以商家对于科学合理的包装也是无能为力，通常采用其他不十分科学的方法，如经验法、类比法和跌落试验来设计产品的包装。由于这种包装设计的不科学性，使产品不能得到合理、有效的保护，每年给我国带来的经济损失竟多达数十亿元。所以模拟技术的发展将很大程度上推动包装业的发展，但是现阶段而言，模拟技术的作用还是很有限，所以模拟技术的发展还有很大的空间和很长的路去走。 1.2.6包装动力可靠性的应用 学者们之所以花费很长时间来进行山品的复杂的包装动力学分析，目的很明确，就是致力于设计出更科学合理化的包装。合理的包装能在商品的流通过程中，无论从厂家到零售商，从零售商到消费者手中的
20、任何流通过程中，都能克服各种物流障碍、和销售障碍，并能最大限度的降低包装成本，降低整个物流的成本，最终降低企业成本。 包装动力可靠性与产品脆值、运输时间的长短、运输环境条件有关。通过不同的产品脆值可以得到不同的包装动力可靠性，产品脆值越大其包装可靠性就越大，但是可能需要更多的费用，所以并不是可靠性越高越好，而是需要一个合理的可靠性，这个数值可以达到产品本身成本和运输成本的最优。为了防止反复进行产品修改和缓冲包装设计的过程，需要在产品设计阶段就要规定最佳的可靠性指标，根据可靠性指标确定产品的脆值，最后才在产品脆值和规定的运输可靠性的基础上根据运输环境、运输时间来进行缓冲包装的设计，达到最优结果。
21、王志伟在引入缓冲包装失效概率、可靠指标、状态函数等概念后，提出了基于概率理论的缓冲包装概率设计方法，并提出了最适度缓冲包装的概念，为进行最经济、最适度缓冲包装的要领为进行最经济、最适度缓冲包装设计提供了理论基础。 161.3本课题研究的目的和意义作者于2011年1月6日至2011年4月1日实习于一家电子产品制造公司，公司生产的主要产品有笔记本电脑、液晶平板电视、手机、游戏机等。然而在生产过程中，各种元件个配件的运输周转，经常出现包装方面的问题，于是利用合理的包装设计来确保电子元件和配件的周转安全就成为了作者毕业设计的课题。2008年以来的金融危机导致全球范围内的经济衰退，国内外企业在面临新的挑
22、战时，必须审时度势，寻找自身的突破口，才能在这种形式下生存，为此众多企业大力推行降低成本策略。包装是大多数企业重点考虑的领域，如何在安全设计的基础上，降低周转包装成本，是作者的另一重要课题。1.4本课题研究的主要内容及拟采取的方法本课题的主要内容索尼电视机主板运输周转包装设计，由于本次设计是电子元件的周转包装设计，所以必须做到运输周转过程中防静电。作者首先说明了电子产品防静电的重要性，并介绍了常用的包装缓冲材料和防静电材料，结合当前市场上的常见周转箱材料优缺点进行对比分析，确定本次设计所使用的材料。材料确定后，进行结构设计，设计原则是完成周转要求的前提下，做到材料使用最省，周转效率最大，重复利
23、用率最高，力求成本最低。最后，作者对本次设计进行了试验评估，用以证明方案的可行性。随着社会的进步与发展，电子产品成为人类生活和工作不可或缺的物品，鉴于各品牌型号电视机的诸多共同点，本次设计的论论与实践研究成果，对主板等配件的周转开发设计、方案试验评估具有重要的应用价值。第2章 设 计 过 程2.1确定设计对象本次设计选择的研究对象是作者所在实习公司生产的某型号电视机主板的运输周转包装，主板尺寸为14012020（mm），重量为0.45kg。主板上主要电子元件有电容、电感、二极管、电阻、高频头、晶振、声表、HDMI、VGA、大端子等。主板从PCB制造产线到插件产线，从插件产线到测试产线，再到装配
24、车间，都需要用防静电周转箱进行运输周转。2.2防静电周转箱简介防静电周转箱也称为电子元件周转箱，广泛用于机械、汽车、家电、轻工、电子等行业，能耐酸耐碱、耐油污，无毒无味，可用于盛放电子工业元件，清洁方便，堆放整齐，零件周转便捷、便于管理。其优良的品质，合理的设计，适用于工厂物流中的配送、流通、储存、运输、加工等环节。防静电周转箱可以与多种物流容器和工位器配合，用于各类仓库、生产现场等多种场合，如今物流管理越来越被重视，防静电周转箱帮助完成物流容器的通用化、一体化管理，是生产及流通企业进行现代化物流管理的必备品。常见的塑料为绝缘体，表面与体积电阻率在10的十六次方10的十八次方欧姆/平方厘米，由
25、于不导电便容易产生静电，而金属材料是导电体就没有静电。 防静电周转箱以聚丙烯(PP)为基材，加入碳粉，碳粉可传导电流和具有较强的机械性能，用这种复合材料经传统的注射成型制成的周转箱为防静电周转箱。当表面与体积电阻率10九次方欧姆/平方厘米以下导电性就可达到防静电效果。 防静电周转箱可以有效的释放物体表面所积累的电荷,使其不会产生电荷积累和高电位差;具有坚韧耐磨,防潮防防腐,隔热等作用,大量用于电子器件及产品生产过程的周转装载-包装-储存以及运输. 一般无毒、无味、防潮、耐腐蚀、重量轻、耐用、可堆叠、外观华丽、颜色为黑色、纯正等特点。 防静电周转箱，可以有效的释放物体表面积累的静电荷，使其不会产
26、生电荷积聚和高电位差；具有坚韧耐磨，防潮防腐，隔热防震，静电，大量用于电子器件及产品生产过程的周转装载、包装、贮存以及运输。 并具备抗折，承载强度大，抗老化，温度高、拉伸、撕裂、压缩、做成包装箱式周转箱既可用于成品出货又可用于包装周转,轻巧、可堆叠、耐用。可根据用户需求订做各种规格、尺寸，可配盖，防静电，防尘、外形美观。一般防静电周转箱根据客户提供的尺寸设计制作，做到最合理装载，并可多箱重叠，有效利用厂房空间，增大电子元件、PCB板、无尘车间部件储存量，节约生产成本。 在静电被大家越来越被广大企业重视的今天，防静电周转箱帮助完成电子元件器周转、存放的通用化、一体化管理，是生产及流通企业进行现代
27、化生产管理的必备品。 2.3缓冲包装材料介绍过去常用的缓冲材料有纸、瓦楞纸板、刨花、橡胶、泡沫橡胶，现在缓冲材料中用量最多的是泡沫塑料。常用的泡沫塑料有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料和聚乙烯气泡薄膜。国外还用胶粘纤维作缓冲材料。表2-2 缓冲材料性能对比5缓冲材料密 度g/cm3缓冲系数复原性抗蠕变性耐疲劳性最佳使用温度含湿量吸水性腐蚀性抗霉性耐候性刨 花最高0.084.0-5.0差较好差-104512-20高湿时大较差较差瓦楞纸0.2-0.3/差较差较差/8-10高小较差好泡沫橡胶0.17-0.453.0-3.5好较好好060最高3低小好好胶粘纤维0.06-0.092.3-
28、3.3好好好-30606-8高小好较好EPS0.016-0.0323.0-3.5差好差-30706-12低小好差PU0.02-0.092.0-3.0好较好好-206010-18高小好较差EPE0.03-0.43.0-3.3好好好-20607-8低无极好好EVA0.0453.0-3.5好好较好/低无极好好EPVC0.05-0.1/较好较好较好最高60低低较小好差聚乙烯泡沫0.01-0.034.0-4.5较好好差/极低低无极好好表2-3 常见缓冲材料包装材料结构性能报价（元/吨）EPE非交联闭孔，新型环保隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等优点，亦具有很好的抗
29、化学性能1000012000EPS混合物，是小颗粒状绝热性、吸收能量、漂浮性、高的刚度重量比以及单位体积成本低。泡沫PS 的大多数性能都与其密度有很明显的函数关系1100012000EVA闭孔泡沫结构，耐水性：密闭泡孔结构;耐腐蚀性：耐酸、碱等腐蚀，抗菌、无毒、无味.加工性：无接头，且易于进行热压、剪裁等。防震动：良好的防震、缓冲性能。保温性：隔热，保温防寒，耐严寒、曝晒。隔音性：密闭泡孔，隔音效果好1300017000PA即尼龙，透明力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低11000PE结晶料,吸湿小。耐腐蚀性,电绝缘性800014000PET聚对苯二甲酸乙二醇酯属线
30、型饱和聚酯树脂耐热性、耐化学药品性。强韧性、电绝缘性等1000014000POF光泽度高、韧性好、抗撕裂强度大、热收缩均匀透明度高光泽性好；柔韧性好，收缩率大；焊封性能好、强度高、适合手动、半自动和高速全自动包装；耐寒性好；环保无毒。可包装食品；防潮防尘；包装成本低，优于纸盒。PP聚丙烯（百折胶）结晶料，流动性极好,成形性能好;耐热;抗位强度大;屈服强度高;冷却速度快;耐刮性、耐磨性较好。良好的耐应力开裂性;密度小0.900.91）10000PS聚苯乙烯电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好,.强度一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油
31、等有机溶剂.1000012000PVC聚氯乙烯力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低46004800PU发泡聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯，俗称人造海绵极好的缓冲性能，耐多次冲击，振动阻尼性能良好，复原性好，耐水、耐油、耐腐蚀；成型简单，可制成复杂形状，改变密度容易；易回收通过表2-2缓冲系数、复原性、抗蠕变性、耐疲劳性、吸水性、腐蚀性、抗霉性、耐候性等性能数据对比，EVA泡沫优点是显而易见的。2.3.7中空PP板中空板（也叫中空隔子板、万通板、瓦楞板、双壁板）英文名是: pp corrugated sheet，是一种重量轻（空心结构）、无毒、无污染、防水、防震、抗老化、耐腐蚀
32、、颜色丰富的新型材料，相比于纸板结构产品 ，中空板具有防潮、抗腐蚀等优势。相比于注塑产品，中空板具有防震、可灵活设计结构，不需开注塑模具等优势。同时，该板材可通过原料的控制灵活的加入防静电、导电母料等，生产出具有导电、防静电功能的塑料中空板板材，防静电板材表面电阻率可控制在1031011之间。中空板主要 应用于电子，包装，机械，轻工，邮政，食品，医药，农药，家电，广告，装潢，文化用品，光磁技术、生物工程医药卫生等各种行业领域。是一种新型的环保型包装材料。 PP中空板是一种绿色环保材料，国外应用非常广泛，在国内刚刚开始，并逐步替代部分瓦楞纸包装材料，现在国内一些企业也正开发用作建筑装饰材料用，P
33、P中空板因为其应用广泛，使用方便，又称万通板，其广泛用于广告背景、文具材料、工业包装、产品防震等，我们最常见的有周转箱，可拆卸的组合箱、成品包装箱以及箱子中隔板等。PP中空板得优点是质轻、抗冲击、隔音、隔热、难燃、抗老化等特点，是一种高科技、综合性能极其卓越、节能环保型塑料板材，是目前国际上普遍采用的塑料建筑材料。通过以上内容确定了本此设计所应用到得材料。外箱材料：中空PP板，衬垫材料：EVA泡沫。2.5流通环境分析 产品的流通区间PCB生产车间DIP插件生产线Test测试生产线Fitting装配生产车间线图2-22.5.1产品的主要运输方式产品在各生产车间和产线工作结束后，会码放在栈板上，在
34、各生产车间与生产线之间，利用平板油压车进行运输，和货运电梯运输，但有时，车间不在厂区，会用公路卡车运输。2.5.2装卸与搬运一般来说，流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多。装卸作业分人工与机械两种方式，当在同一厂区时，以人工装卸为主。当在不同厂区时，以机械叉车搬运为主，人工搬运为辅。2.5.3贮存环节货物储存方法、堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境等直接影响产品包装间的流通安全性。仓库的建筑结构型式对贮存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。采用一般仓库贮存，堆码高度11.5m，取最大高度1.5m，则堆码层数为4层。2.5.4流通环境的气象条件流通环境的气象条件，如水、温度、湿
35、度、气压等都会对包装容器及产品质量产生影响。产品主要在生产厂内部流通，主要经受的气象条件有温度、湿度和气压，用标准化的环境条件，该产品的运输条件可表示为2K4/2B1/2S2/2M3.3第3章 结构设计3.1外箱设计本次为周转包装设计，周转包装有其特殊性，就是在周转过程中要求产品能轻易取出和放入，多以结构不能复杂，设计过程应特别注意这一点。同时本次设计采用常见的立方形状，立方形状有诸多优点，如方便储运，堆码容易等等。3.1.1外箱体尺寸 本此设计根据运输的需求，设计尺寸如下表5 内尺寸单位：mm长宽高外箱满内尺寸 450400400之所以采用上表的尺寸，首先箱子的足够大，才能保证每箱的周转量和
36、周转效率，同时也要保证适配性。 图3-1 外箱展开图 图3-2 尺寸定义 由于缓冲材料的厚度及附件的存在，纸盒的内尺寸取450 mm400 mm400mm，故制造尺寸为： X= Xi +K （Xi为箱的内尺寸，K为箱的内尺寸修正系数）L1=L2= Li+ KL=450+0=450mmL3=L4=Li+t2=450+52=460mmB= Bi+ KB=400+0=400mmH= Hi+ KH=400+0=400mm纸盒的外尺寸为： X0= X +K（X为纸盒的制造尺寸，K为纸盒的外尺寸修正系数）L0=L+ KL =450+52+2.52=465mmB0=B+ KB =400+2.52=405mm
37、H0=H+ KH=400+2.5=402.5mm故纸盒的外尺寸为：L0B0H0=465 mm405mm402.5mm。3.2衬垫设计3.2.1方案A:20pcs/箱衬垫分为如图两部分，A部分半圆的设计是为了方便取放主板。 图3-3 衬垫A部分 图3-4 衬垫B部分完成预期的每箱周转量，需要11个A部分，3个B部分，刀卡组合起来，组合后形态如图3-5图3-5 衬垫组合后 两部分衬垫的尺寸如图3-6和3-7。公差0.5。 图3-6 衬垫A部分 图3-7 衬垫B部分 4.2.2方案B:10pcs/箱方案B与方案A相比，每箱周转量减少的一半，周转量减少以后，对外箱体的强度要求及堆码强度要求不高。 图3
38、-8 衬垫A部分 图3-9 衬垫B部分同方案A一样需要11个A部分，3个B部分，刀卡组合起来，组合后形态如图3-10。 图3-10 衬垫组合后两部分衬垫的尺寸如图3-11和3-12。 图3-11 衬垫A部分 图3-12 衬垫B部分3.3角垫的设计 完成了外箱和衬垫的设计后却要考虑周转箱存储的堆码问题，所以设计了周转箱角垫。角垫的功能有两项，一是可以加强箱体强度，二是方便堆码。本次设计如图3-13。 图3-13 周转箱角垫角垫工程图及尺寸如图3-14。图3-14为了方便单个箱体的搬运，设计了箱体的拎手如图3-15. 图3-15 拎手拎手的位置及尺寸如图3-16 图3-16 拎手位置每个零散的问题
39、解决后，进行最后的装配 图3-17 10pcs/箱 图3-18 20pcs/箱图3-19 周转箱三视图：其中每小格尺寸计算：表3-1 每小格尺寸宽度方向长度方向（400-25）2=187.5mm187.5-5=182.5mm（450-25）10=42.5mm42.5-5=37.5mm通过计算可知次周转箱可装主板的尺寸范围为长度小于182.5mm，最大厚度小于37.5mm，本次的设计对象主板尺寸为14012020（mm），由以上数据可知本次设计符合需要。 图3-20 每小格尺寸 图3-21 二层堆码 图3-22 三层堆码 图3-23 四层堆码第4章 设计方案的评估 包装评估的目的是判定所涉及包装
40、方案是否切实可行，亦称包装评判。包装评估依据包装测试来证明方案的可行性，然而又不仅限于包装测试这一个方面，它还会设计环境和人文方面的合理性。在之前的部分中，作者设计了外箱结构和衬垫结构，每个结构形式都关系到包装方案的安全性和合理性，于是就需要对它们进行测评。当包装方案达到设计要求时，还需要对整个运输包装件进行性能评估，进而判定其对主板的保护性。54.1外箱评估a外观评估外箱表面是否有污点、划伤等不良；刀模切口是否平整等。外观评估主要采取目视方式，观察样品是否满足设计要求。外观评估是整个评估环节的基础，需要在满足外观要求的前提下，才能进行其它方面的评估。b尺寸评估评估项目：重点尺寸、刀模尺寸是否
41、符合要求。C实配性评估设计的衬垫与外箱是否配合合理，且装配 作业方便。d可靠性评估可靠性评估主要包括抗压测试、跌落实验、堆码实验。4.1.1抗压测试抗压测试是验证外箱是否能经受负载的冲击试验。试验前将折叠成型的纸箱在温度为231、502RH的环境下放置24小时，试验时抗压强度测试机以10.00cmmin的速度进行抗压试验。 根据GBT65432008运输包装用周转箱的规定，瓦楞纸箱的抗压强度值不小于下式所计算出的值： P=KG(H - h)/h9.8式中：P抗压强度值，单位为牛顿（N）；K强度安全系数；G包装件的重量，单位为（kg）；H堆码高度（一般不高于3000mm），单位为毫米（mm）；h
42、外箱高度，单位为毫米（mm）。在外箱的评估中，强度安全系数K取8，箱的重量G=2.642kg，堆码高度H=2195mm，箱的高度h=400mm则：P=KG(H - h)/h9.8=82.642（2195-400）/4009.8=3718N=388Kgf表4-15样品1 样品2 样品3 样品4 样品5394.2 Kgf 403.4 Kgf 474.3 Kgf 435.2 Kgf 413.4 Kgf4.1.2跌落试验试验原理：提起实验样品至预定高度，然后使其按预定状态自由落下，与冲击台面相撞。试验仪器：跌落试验机包装件的跌落试验机，其主要技术参数：跌落高度：3001200mm；试件最大质量：100kg；试件最大尺寸：（10008001000）mm；冲击面板尺寸：（1750120014）mm；试验机超载能力：110kg；试件面跌落角度偏差：小于3；跌落高度偏差：2；托板中心处垂直方向加速度：4g。（1）提升装置：在提升和释放过程中，不应损坏实验包装件。（2）实验包装件支撑装置：释放前应使包装件处于预先规定的状态。（3）释放装置：在释放后，包装件在跌落过程中直到撞到冲击面之前，不得碰到装置上的任何部件。（4）冲
