1、运输包装课程设计说明书摩托罗拉手机 ex223 产品的运输包装设计姓 名: 郭花指导老师：曹乐班 级:100218 班学 号:100218118日 期:2013 年 7 月 4 日星期四目录第一章 课程设计的目的和意义 .5第二章 内容及步骤 .62.1 产品的分析 .62.2 流通过程分析 .72.2.1 产品的流通区间 .82.2.2 流通过程的三个基本环节分析 .82.2.3 流通环境的气象条件 .92.2.4 运输过程总会对产品产生影响的各个因素 .92.3 缓冲衬垫的设计 .92.3.1 缓冲材料的选择 .102.3.2 缓冲衬垫的尺寸计算 .112.3.3 缓冲衬垫校核 .112.
2、3.4 缓冲衬垫结构设计 122.4 中包装容器的设计 .132.5 外包装容器的设计 132.5.1 内装物的外廓尺寸 132.5.2 箱型及瓦楞纸板的选择 .142.5.3 制造尺寸计算 .152.5.4 外尺寸计算 .162.5.5 瓦楞纸箱的强度校核 16第三章小结 .17第四章 参考资料 18第一章 课程设计的目的和意义意义：随着时代的要求和全球信息化的普及，手机已经成为人们日常生活中不可缺少的通讯工具，展望未来，我国手机产业将面临广阔的外部发展空间：一方面，经济全球化趋势深入发展，全球范围内的结构调整步伐加快，发达国家制造能力加速向发展中国家转移，有利于我国更好地参与国际分工与合作
3、，据国际数据公司（IDC）测算，今年全球手机市场将增长 5%，这将进一步拉动我国手机产品出口的增长。另一方面今年我国国民经济将继续保持平稳较快增长的态势，我国城市化进程的加快和人们收入的增加，消费结构升级的加快，为手机产业的发展提供了良好的市场需求环境。目的:这次课程设计的题目是摩托罗拉手机 ex223 的运输包装设计，目的就是通过对实际运输包装的分析和实践，使学生提高理论联系实际解决实际问题的能力；也使学生对现代包装理论的全貌以及包装材料、缓冲包装设计、装潢设计以及后续运输包装设计等诸多具体问题有感性的认识和深入的理解，也就是说对理论知识最大的灵活化，提高学生的学习兴趣为其顺利进入毕业环节作
4、必要的准备，为了今后工作中解决实际问题提供帮助。第二章 内容及步骤2.1 产品的分析（1）产品的介绍：在这个大尺寸触摸屏手机当道的时代，其实还是有很多人是键盘控，尤其是 QWERTY 的全尺寸键盘，还是会吸引很多人。摩托罗拉 EX223 这一款手机：超薄，全键盘，电容式触摸屏，社交网络，对于学生和刚刚工作的年轻人来说，还是很大吸引力的 至于外观方面，首先我们能感受到的就是薄。说到“薄”，MOTOROLA 可算是有十足的经验，世人皆知的超薄刀锋 RAZER V3，到当年全世界最薄的全键盘智能手机 Q8，这一次，MOTO 又把超薄的工艺带到了这款 EX223 身上。摩托罗拉 EX223 界面独具匠
5、心，整体风格为格子风格，整体风格非常简约，同时实用性上佳。该机内置搜狗输入法，互联网应用方面则有新浪微博、腾讯QQ、开心网、MSN、有道词典、QQ 斗地主等，充分满足人们日常工作娱乐的需求。（2）产品的基本特性介绍：摩托罗拉 EX223 采用无边框全键盘直板设计，机身厚度仅为 9.9mm，堪称纤薄至极，手机的屏幕大小 36 X4 8mm，手机大小为 103 X 60mm，正面配备了一块横向的 2.4 英寸的触控屏幕，内置 300 万像素摄像头，支持数码变焦和视频录制，并支持 MP3 播放和提供了 3.5 毫米耳机接口，手机重量为 123g。其标准配件：充电器一个，锂电池一块，耳机一个，说明书一
6、份。重心位置：手机的中心（3）易损件屏幕是手机显示器功能主体部件，有意破损的玻璃构成，所以屏幕是手机包装的重点保护对象，在设计缓冲衬垫时应该特别注意。（4）确定产品的脆值在进行缓冲包装设计时，必须先确定产品的冲击脆值。脆值是产品经受振动和冲击时表示其强度的定量指标，又称产品的易损度。脆值的计算的方法有振动模型估算法、非线形缓冲包装系统估算法、经验估算法、类比法和冲击响应谱法，确定方法有扫荡振动实验法、疲劳曲线反求法和随机振动实验法。脆值是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。在实际生产中，一般要通过实验来测定产品的脆值，在课程设计中我们只能通过比较同类产品的脆值来确定。通过查阅相关资料，取手机脆值
7、 G m=85g。G 值 产品类型120 陶瓷器皿、机械产品、计算器2.2 流通过程分析对于产品在物流环境中可能遭遇的条件做考察与评价是运输包装设计中的重要内容，主要判定存在何种运输危险和危险程度，它包括搬运过程的偶然跌落，运输工具的振动、冲击，温湿度极限和堆码极限，我们这里主要涉及冲击和振动，但其他的因素在包装设计里也是非常重要的。产品的装卸作业分人工和机械两种方式。一般来说，流程越长，中间环节越多，装卸搬运的次数就越多。装卸作业中，抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装载机械的突然启动和过急的升降都会给包装件造成跌落冲击损害。产品的储存环节是流通链中重要一环。储存方法、堆码极限、堆码高度、储存期限、
8、储存地点、储存环境（如光、风、雨、虫、霉、鼠、尘、有害气体）等，会直接影响产品包装件的流通安全性。仓库的建筑结构对储存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。手机的流通环境2.2.1 产品的流通区间（1）. 产地:西安（2）. 目的地：全国各地2.2.2 流通过程的三个基本环节分析（1）装卸与搬运环节装卸作业包括人工与机械两种方式。按常规产品的跌落高度定为 35cm。跌落姿态在流通过程中有不确定性，包括面跌落，棱跌落，和角跌落。等效跌落高度的确定由于质量小于 15kg，不采用经验法估算，查资料确定等效跌落高度为60cm。（2）运输环节铁路和公路运输由于产品销往全国各地，既有长途运输又有短途运输。
9、一般产品从出厂到发货火车站使用汽车运输，从发货站到全国各地的代理商使用火车运输，而从各地代理商到零售商和从零售商到消费者手中多使用汽车运输。汽车运输的冲击，主要取决于路面状况，车辆的启动和制动，货物重量及装载稳定性。汽车运输振动加速度的大小也与路面状况、行驶速度、车型和载重量有关，但主要因素为公路的起伏和不平。汽车运输是包装件的共振频率一般小于 25HZ，实验测得，汽车运输发生二次共振时其基频为 8.28.5HZ，二次共振频率范围为17.318HZ，共振加速度增大为外界激励的 18 倍。汽车运输的随机振动加速度垂直方向最大，汽车运输振动能量绝大部分分布在 0200HZ，其中能量最集中处于 05
10、0HZ 频带内。汽车运输随机振动功率谱密度在 2HZ 和 10HZ 左右各有一个较大峰值。通常 2HZ 出的峰值为全频带内最大值，所以公路运输包装件的固有频率应避开这两个频率值。铁路运输时产生的冲击有两种。一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击，在普通路轨上为 80120 次/分，加速度最高为 1g；另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击，加速度可达 24g。若速度为 14.5km/h 时作溜放挂钩，车体撞合瞬间可能产生 18g 的冲击加速度。火车驶过钢轨时受到冲击，以正常速度 70km/h 驶过钢轨时，垂直方向加速度峰值为 58g。(3)贮存环节采用一般仓库贮存，堆码高度 23m，堆码层数 6
11、层。2.2.3 流通环境的气象条件由于产品在西安，销售范围为全国各地，从南到北含盖了几个气候带，虽然温度随地域的变化，变化较平缓，但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。手机为电子产品，为了防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量，并用塑料薄膜对产品进行包裹并放入干燥剂。用标准化的环境条件，该产品的运输条件可表示为 2K2/2B1/2S1/2M1.2.2.4 运输过程总会对产品产生影响的各个因素（1）机械环境因素机械环境因素的影响主要发生在搬运环节和运输环节，在这些环节中，会发生不同的冲击和振动，而这些不可避免的因素会对产品造成不同程度的影响。（2）气候因素包括温度，湿度，水
12、，太阳，辐射等，而对于电子产品，温度和湿度的控制是非常重要的。（3）化学活性物质因素主要有硫化物，氯化物，盐雾等，电子产品应该注意防腐蚀，所以在运输工程中应该特别注意其影响。（4）机械活性物质因素包括沙尘，灰尘等。（5）生物条件因素及气象因素综合效应等因素。2.3 缓冲衬垫的设计2.3.1 缓冲材料的选择目前，保护产品在流通过程中免受冲击、振动等机械载荷损坏的最有效的常用方法，就是在包装中添加缓冲材料。缓冲包装材料种类繁多，但它们缓冲作用都是通过自身形变来吸收包装件在流通过程中由于振动和冲击产生的能量，并起到隔振作用，避免内装物因冲击振动引起损伤。现在最常用的缓冲包装材料是泡沫塑料，包括聚乙烯
13、泡沫塑料（EPE） 、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS） 、聚氨酯泡沫塑料（PU） 、发泡聚乙烯等。其次是纸制品，包括瓦楞纸板、蜂窝纸板和纸浆模等。另外，部分产品也采用橡胶、木屑、棉花、化纤丝和金属弹簧等。缓冲包装设计中，待包装的产品主要是手机，规格 103609.9mm，重量123g，脆值为 85g；还有充电器，规格 604030mm,质量 60g；锂电池，规格54364.5mm，质量 30g；耳机，质量 15g。目前普遍用于手机缓冲包装的是发泡聚苯乙烯（EPS)与发泡聚乙烯（EPE），聚乙烯泡沫塑料发泡均匀、柔软，有较好的缓冲与机械性能，压缩不易断裂，高低温环境下不易老化，可与产品直接接触不会产生
14、化学变化与腐蚀现象。故综合考虑决定使用聚乙烯泡沫塑料作为设计的缓冲材料。虽然发泡聚乙烯不可以在自然环境中自动降解，包装废弃物会造成“白色污染” ，但我感觉可以通过材料的再次回收进行二次利用解决这一问题。发泡聚乙烯（EPE）。EPE 俗称“珍珠棉”，由 30-40 倍高发泡成形的产品，重量轻，有一定坚固性、柔软性、缓冲性能，受反复冲击其特性不变，它是一种高强缓冲、抗振能力的新型环保材料，EPE 的 PH 值为中性，不会对任何产品造成损伤，同时它的优良特性能抵御外界的酸缄腐蚀，珍珠棉是一种易于加工和处理的新型保护型包装材料，EPE 柔韧、质轻、富有弹性能通过弯曲来吸收和分散外来的撞击力，它导热率很
15、低，隔热性能优异，独立气泡，几乎没有吸水性的放水材料。不受各种气候条件影响，耐气候性优越。切割、粘合、层压、真空成形、压缩等的加工性优秀。EPE 缓冲特性曲线：2.3.2 缓冲衬垫的尺寸计算根据发泡聚乙烯的缓冲系数与最大应力曲线，使用最小缓冲系数法，在发泡聚苯乙烯的缓冲系数与最大应力曲线中作一条水平切线，切点的纵坐标对应最小缓冲系数 Cmin，横坐标对应一个最大应力 m,由公式 T=CH/G,可以求出衬垫厚度 T，由公式 A=WG/ m可以求出衬垫面积 A。已知产品重 0.123Kg，脆值为 85g，等效跌落高度为 60cm。采用最小缓冲系数法，可得 Cmin=5.6， m=0.17105Pa
16、。根据公式 T=CH/G 和 A=WG/ m可得：T=CH/G=5.660/85=3.95cmA=WG/ m=0.1239.885104/0.17105=60.27cm22.3.3 缓冲衬垫校核（1）挠度校核。Amin/（1.33T） 2160.27/（1.33*3.95） 2=2.181（2）蠕变量校核。设计衬垫尺寸应加一个蠕变补偿值，称为蠕变增量 Cr。Tc=T(1+Cr)式中：Tc修正后的厚度 cmT原设计厚度 cmCr蠕变系数%（这里取 10%）Tc=T(1+Cr)=3.95（1+10%）=4.345cm经过各项较核后，且定最后衬垫尺寸为 T=4.6cm，A=70cm 22.3.4 缓
17、冲衬垫结构设计缓冲包装的缓冲垫的结构形式，因产品的质量、形状和尺寸不同，可采取用全面缓冲包装、局部缓冲包装和悬挂式缓冲包装等三种方法。全面缓冲包装法是在产品与纸箱之间填满缓冲材料，如纸屑、木屑、棉花、塑料丝、纸浆发泡块、纸纤维成型材料等。全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大，静应力小、缓冲厚度小，因而可以缩小包装件尺寸，降低物流成本。但是，这种结构缓冲材料的部位也用了同样厚度的缓冲材料，浪费了贵重的缓冲材料，包装成本较大。局部缓冲包装法是采用预成型的缓冲材料对产品的角、楞、侧面或易损坏部位等处提供缓冲，不同部位提供与之脆值相对应的缓冲厚度，可以大大节约缓冲材料降低包装成本和物流成本。本
18、设计采用全面缓冲。此外对于易损件，要通过缓冲衬垫的结构设计使其能够在外包装箱内稳定，并且保证易损部件和底座连接装置不能承载。缓冲衬垫的厚度合成在面积，按照校核后的数值，但是要实现使其在外形不规则地情况下在外包装箱内固定，必须使用多于理论计算的缓冲材料，承载面积也必定大于理论值。缓冲衬垫的展开图如下：2.4 中包装容器的设计中包装容器的外形为长方体形状,根据缓冲衬垫的尺寸和产品外形确定手机的中包装的外形尺寸为 Lmax=116mm, Bmax=100mm,Hmax=56mm;则销售包装面积为S=(2X116X100+100X56X3+116X56X2+15X20X2)m2=0.058 m22.5
19、 外包装容器的设计2.5.1 内装物的外廓尺寸包装产品中，手机 123g,充电器 60g，锂电池 30g，耳机 15g，说明书 20g,销售包装设计面积 0.058m2 ，取白卡纸定量 300g/m2。每个单件产品包装质量 W=123+60+30+15+0.058300+20=265g.每件产品的销售包装尺寸为 11610056mm，, 装箱方式可选为：立式装箱，每层装 43=12 件产品，每箱装 3 层，共 36 件产品。计算得：每箱总重为 265g36=9.54kg.K1内尺寸修正系数（查表 P248,9-18）高度方向长度方向 宽度方向小型箱 中型箱 大型箱37 37 13 34 57X
20、i= Xmaxnx +d（n x-1）+T+ K 1式中：Xi纸箱内尺寸（mm）Xmax内装物最大外尺寸（mm）nx内装物排列数目d内装物公差系数（mm）T衬隔或缓重的总厚度（mm）取：T=0，d=1,L1=100X3+2+5=307mmB1=56X4+3+5=232mmH1=116X3+2+4=354mm2.5.2 箱型及瓦楞纸板的选择（1） 、箱型：选用 0201 型，采用单页箱。（2） 、瓦楞纸板：A 型瓦楞纸板。内销产品选用第二类瓦楞纸板，内装物质量为 9.54kg，可选用第二类第二种单瓦楞纸板。根据瓦楞纸板标准（GB6543-2003） ，其代号为 S2.2，纸箱代号为 BS2.2。
21、据瓦楞纸板技术指标（GB6544-86） ，S2.2 的技术指标为耐破强度600（kPa） ，边压强度为 2.5（KN/m） 。由于内装产品质量 9.54kg，其代号为 S2.2，故可采用单瓦楞纸板。S2.2要求的耐破强度为 600kPa（GB6544-2008） 。选用 A 等和 B 等箱板纸，A 等作为外面纸，B 等作为内面纸。两层箱板纸取相同的耐破强度，根据经验公式每层箱板纸的耐破强度应为：b =P/(0.953)=600/(0.953)=210.5kPa（1） 、外面纸的耐破指数取 2.75 kPam2/g，要求的定量为：Q=b/r =210.5/2.75=76.5 g/ m 2根据箱
22、板纸技术指标的规定，外面纸选用定量为 190 g/ m2 的 A 等箱板纸。环压指数为 8.4Nm/g。（2） 、内面纸和中间垫纸的耐破指数取 2.65 KPa m2/g，要求的定量为：Q=b/r =210.5/2.65 =79.4 g/ m2根据箱板纸技术指标的规定，内面纸选用定量为 200g/ m2的 B 等箱板纸。环压指数为 8.4Nm/g。（3） 、根据瓦楞芯纸技术指标的规定，瓦楞芯纸选用定量为 95 g/ m2的 A等芯纸。环压指数为 7.1Nm/g。（4） 、瓦楞纸板的定量：Q=外面纸、内面纸和中间垫纸定量之和+(瓦楞芯纸定*瓦楞展开系数)+粘合剂定量=190+200+951.6+
23、74= 616g/ m 2按照选用的箱板纸，瓦楞纸板的耐破强度为P=0.95b = 200 kPa2.5.3 制造尺寸计算X=Xi+t+k式中：X瓦楞纸箱长、宽、高的制造尺寸 mmXi纸箱内尺寸 mmt瓦楞纸板厚度 mmk2制造尺寸修正系数 mm（查表）表 9-7 瓦楞纸板厚度参考值（mm） ；楞型 A B C E AB BC厚度 t 5 3.3 4.3 2.3 8.1 7.1表 9-19 0201 型瓦楞纸箱制造尺寸的修正值（mm）名称楞型L1 L2 B1 B2 HA 6 4 6 3 9B 3 2 3 2 6C 5 3 5 3 8E 2 1 2 1 3L1=307+5+6=318mmL2=3
24、07+5+4=316mmB1=232+5+6=243mmB2=232+5+3=240mmH=354+5+9=368mm2.5.4 外尺寸计算 运输包装外箱外尺寸的确定。由外寸公式：X0 = X + 2t式中： X 0纸箱外尺寸，mmX纸箱最大制造尺寸，mm所以外箱外尺寸为：Lo=L1+2t=318+10=328mmB0 =B1+2t=243+10=253mmHo=H1+2t=36810=378mm设计尺寸如下图：2.5.5 瓦楞纸箱的强度校核瓦楞纸箱的周长为： Z=2(L+B) = 2(31.8+24.3)=112.2(cm）瓦楞纸箱的综合环压强度为： mxQCrp=2008.4+1908.4
25、+7.1951.5=4287.75 (N/mm) = 42.87 (N/cm)A 型瓦楞的楞常数取 8.36，箱常数取 1.1，因此瓦楞纸箱的的抗压强度为JZaXzPxc 324/86.1=0.748Px X Z1/3=154.7 (N)包装件重量M=内状物重+纸箱重量其中纸箱重量=(1117X611X190+1117X611X200+1117X611X95)X10 -9kg/m2=0.33kg则 M=9.54+0.33=9.87kgW=9.879.8=96.7N堆码高度取 250cm，安全系数取 2，纸箱的堆码载荷为P=KW(h/H)-1=296.7(250/36.8)-1=1120.5(N
26、) Pc抗压强度比堆码载荷大得多，即这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度，因此设计的瓦楞纸箱合适。第三章小结这次的课程设计题目是：摩托罗拉手机的运输包装设计，通过此次课程设计，提高了自身的动手能力，增强了理论知识的学习，结合实际，懂得理论知识如何应用以及理论知识学习的重要性和必要性，做到能够灵活运用书本知识，在这次设计中，回顾了平时课堂所学内容，真正做到了学以致用。对于产品的流通过程，其中包含了许多的影响因素，在设计到汽车运输和飞机运输时应注意引发振动和冲击的因素，可以说由他们对易损件引起的破坏是可以尽量避免的，而一些自然因素，环境因素是我们无法控制的，我们能够做的就是设计更合理的运输包装，基于以上
27、原因可以看出：掌握基础知识，扩大在这一领域的知识是非常有益的，除此之外缓冲包装是非常重要的，在设计过程中由于实际情况比较复杂，所以在校核过程中不够精确，但是我想在以后的工作中不会出现类似这样的状况。纸箱的设计过程也比较繁琐，同时也认识到了自己掌握的知识有太多的缺陷，还需要不断的努力，融会贯通，此外，这门课程的设计和学习使我对包装工程专业有进一步的了解和认识，在自己以后的学习和工作中做了一个很好的铺垫。第四章 参考资料物流运输包装设计彭国勋 编著，印刷工业出版社.包装结构设计 孙诚 王德忠 金国斌 刘新年 黄利强 编著，中国轻工业出版社.纸包装结构设计 （第二版） 孙诚编著，中国轻工业出版社.现代产品包装设计与制作 腾龙视觉设计工作室 编著，机械工业出版社.包装材料学 刘喜生 主编 吉林大学出版社.
