包装印刷造纸爱国者w运输包装设计.docx

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包装印刷造纸爱国者w运输包装设计

河南科技大学相机的运输包装设计

一、课程设计的目的：

本次课程设计主要掌握运输包装缓冲设计，冲击和振动是包装件在流通过程中受到的两种主要负荷，为实现包装减损，包装结构必须有合理的缓冲能力，缓冲包装的目的是在运输，装卸过程中当发生振动，冲击等外力作用时，保护被包装产品的性能和形态。

通过本次课程设计，培养学生在设计全过程中独立完成从调研、流通环境分析、脆值确定、材料选取、缓冲结构设计及其校核、内包装结构设计、运输包装材料及结构设计、运输包装标志及图案设计、运输包装件性能试验大纲的编制等整个设计流程。

对具体产品的运输包装的设计，更好的掌握运输包装设计的一般步骤及一般要求，提高书本知识通过实践应用于设计设计的能力，增强在设计中的创新意识，锻炼设计过程中应用的各种实用技能，培养综合运用所学知识的能力。

为以后的学习工作做一个好的铺垫。

二、市场调研：

随着全社会生活水平的逐年改善，文化程度的大幅度提高，国民对生活质量的追求上升到一个新的高度，并逐渐形成了一股新的浪潮。

人们对美好生活的向往，抓住每秒钟的快乐时光以不在是一句空话，相机的诞生给人们一个满意的答案。

随着老百姓旅行、出游的增多，出行时携带数码相机就显得十分必要。

现在市场上数码相机品牌众多，具有拍照功能的手机更是数不胜数，消费者有了更多的选择余地。

每个企业所应用的包装形式不尽相同，其目的都是为了保证产品从出厂到销售物流过程中免受损坏，并吸引消费者，刺激其购买的欲望。

因此我们要了解数码相机的销售包装和缓衬垫形式确定运输包装设计方案。

调查地点：

洛阳赛博数码广场

调查产品：

爱国者数码相机

机器型号：

w168

出品公司：

爱国者

外形尺寸：

约97.5x57x20.1mm（不包括外突部分）

防抖性能：

机身防抖

产品重量：

约110克（仅机身）

机身颜色：

白色

整机配件：

电池充电器（BC-VM10），可充电电池（NP45）,视频线，USB线,相机包，说明书，三包凭证

三、产品特性分析及定位：

1.产品名称：

爱国者超薄时尚数码相机w168

2.产品简介：

采用1/2.3英寸1400万像素的CCD作为感光器件，可以拍摄4320x3240分辨率的照片；镜头为7片5组的5倍光学变焦镜头与IS光学防抖，等效焦距26～130mm，最大光圈值为2.8~6.5，快门时间为15~1/2000秒；采用3英寸23万像素的高像素液晶屏，显示效果清晰细腻。

3.产品规格：

外形尺寸：

约156.3x116.9x81.9mm（不包括外突部分）

产品重量：

约110克（仅机身）

4.产品定位：

数码相机W168爱国者数码照相机W168是一款面向家庭用户的高像素首款光学防抖家用数码相机，金属机身，超薄时尚。

爱国者主要面向主流家庭及个人用户，满足对高像素、较长变焦的要求。

5.产品包装要求：

运输包装能承受多次装卸、跌落、各种运输方式、起吊、堆码等外力作用而无损坏。

应保证在整个流通过程中具有防水、防潮、防盗、防晒等保护功能，确保产品完好无损。

包装在达到各种标准的基础上，还要尽可能的减少包装成本。

四、运输包装流通环境分析：

1.产品的实际流通过程：

包装车间（铲车，电瓶车，水泥路，15km）→成品仓库（卡车堆4层，石子路，6km）→铁路货场（货车堆6层，60-400km）→铁路终点（卡车混放，泊油路，15km）→货站→商店

2.产地：

深圳

3.目的地：

全中国各地

4.装卸搬运环节：

本产品的流程较长，中转环节较多，装卸搬运次数也较多。

在装卸作业中，以人工装卸为主、机械装卸为辅。

因此，在此过程中，抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装载机械的突然起动和过急的升降都会对商品包装件造成跌落冲击损害。

5.运输环节：

在产品流通过程中，长途运输用汽车、火车、船舶和飞机；短途运输用电瓶推车、铲（叉）车、手推车等。

在此过程中，运输工具的启动、变速、转向、刹车使货物改变速度，当货物堆垛松散时，它与车厢，与相邻货物发生碰撞，导致货物或包装容器的冲击损坏；运输工具受路面状况、发动机振动、车辆避震性能等因素的影响，产生周期性上下颠簸和左右摇晃，导致产品的损坏；当货物包装件结构不当、材料薄弱、封闭不严，在运输过程中经历不同气候区域，受到寒冷、炎热、干燥、潮湿、风雨等气候的影响，会使内装物发生变质或损坏；流通环境中，各种化学和机械活性物质、日光照射、雨水、静电场等因素会对产品性能造成影响。

6.存储环节：

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。

货物的贮存方法、堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境可直接影响产品包装件的流通安全。

托盘化包装整体性能好，堆码稳定性高，可避免散垛摔箱问题，适合于机械化装卸，提高工作效率3倍～8倍，也能大大减少流通过程中包装件发生碰撞、跌落、倾倒及野蛮装卸，提高产品运输的安全性。

故采用建筑结构较好的仓库贮存。

7.流通环境的气象条件：

流通环境的气象条件，如水、温度、湿度、气压等都会对包装容器及产品质量产生影响。

由于产品在日本，销售范围为全中国各地，从日本到全国含盖了几个气候带，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。

电动剃须刀为电子产品，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2K4/2B2/2S2/2M3。

五、产品的包装设计：

方案一

1.产品的脆值：

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。

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，但在课程设计中我们只能通过查资料、比较同类产品的脆值来确定。

通过查阅日本产品的脆值（1-1如下表），本设计中的相机产品的脆值取[G]=70。

表1-1日本得出的产品脆值

G值

产品

10以下

大型电子计算机

10～25

导弹跟踪装置、高级电子仪器、晶体振荡器、精密测量仪、航空测量仪

25～40

大型电子管、变频装置、精密指示仪、电子仪器、大型精密机器

40～60

小型电子计算机、现金出纳机、大型磁带录音机、彩色电视机、一般测量仪器

60～90

黑白电视机、磁带录音机、照相机、真空泡光学仪、可移式无线电装置

90～120

洗衣机、电冰箱

120以上

机械类产品、小型真空管、一般器材

2.产品等效跌落高度的确定：

产品重110克，缓冲材料重约60克，瓦楞纸板的质量约2千克，每个瓦楞纸箱内装32件产品，故瓦楞纸箱总重约,7.62千克，根据经验公式估算：

H=300×W-1/2=300×10.161/2=93cm其中H为最大跌落高度（cm），W产品的质量（kg）；取最大跌落高度为60cm。

3.缓冲包装的设计：

（1）缓冲包装设计的要求：

对于本产品的缓冲设计是中国的电子产品爱国者相机，其重量为110g，尺寸长:

97.5mm宽:

57mm高:

20.1mm，该产品试验脆值为70g（测定一般有两种方法：

脆值实验法与经验估算法）其装卸搬运环节一般以机械为主，装卸过程中能满足0.6m的高度跌落，采用的运输方式为海运。

（2）缓冲防振设计：

产品流通过程巾缓冲防振的目的是为了保证从缓冲衬垫传输到商品上的冲击加速度值小于导致商品破坏的脆值，同时使缓冲衬垫所产生的同有频率不超过导致商品破坏的临界共振频率，并避开运输工具的振动频率。

（3）缓冲包装材料的选择：

聚苯乙烯具有抗压强度大，成本低，加工性能好（可制成带肋的复杂形状，节约成本）；光滑的略带弹性的模塑表面不会磨损内装物；振动阻尼大，即抗振性能好；不吸水；耐腐蚀、耐油、耐老化；隔热和绝缘性好；抗蠕变性能极好；重载下的缓冲性能好等特点。

为了保证产品在复杂的外部环境条件下仍能保持其完好性，采用对环境适应性强、缓冲性能良好的聚苯乙烯材料。

4.缓冲包装设计要解决以下问题：

选择适当的缓冲材料并确定其尺寸：

判断现有包装结构的合理性和可靠性缓冲材料确定．目前普遍用于电脑缓冲包装的是发泡聚苯乙烯（EPS）与发泡聚乙烯（EPE），聚苯乙烯泡沫塑料发泡均匀、柔软、呈透明状。

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化学变化及腐蚀现象。

故综合考虑决定使用聚苯乙烯泡沫塑料（比重为0.033g／cm）作为设计的缓冲材料。

5.缓冲材料的尺寸计算：

A=WG/δm

（1）T=CminH/G

（2）

式中：

A——缓冲衬垫面积；W——产品重量；G——产品脆值或冲击加速度；D——缓冲材料最大应力；T——缓冲衬垫厚度；C——缓冲系数；H——等效跌落高度；见发泡聚乙烯的缓冲系数——最大应力曲线图。

在本次设计中，已知参数W为0.11kg，G为70g，H为60cm。

在曲线图中作一条水平线.那么切点的纵坐标对应最小缓冲系数值C为5．2，而横坐标就对应最大应力值σm为O.08×1O5Pa。

由公式

（1）、

（2）得缓冲垫的厚度和面积分别为：

T=CminH/G=5.2×60/70=4.5（cm）

A=WG/δm=0.11×9.8×70×104/0.08×105=95（cm2）

缓冲垫的重量为95×4.5×0.033=14.2g

6.挠度校核：

衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时，衬垫容易挠曲或变弯，大大降低衬垫的负重能力。

为了避免挠曲，其中最小承载面积A与厚度之比应符合以下规定（克斯特那经验公式）

Amin=（1.33T）2式中：

T——厚度，cm；Amin——面积，cm2；S最小承载=95cm2>（1.33×4.5）2=35.8cm2

由公式可判定，衬垫不会弯曲。

Amin=95cm2，（1.33T）2=（1.33×4.8）2=35.8cm2

Amin>（1.33T）2，符合要求。

Amin/（1.33T）2=95/（1.33×4.5）2＞1符合挠度要求。

7.蠕变量校核：

缓冲材料在长时间的静压力作用下，其塑性变形量会随时间的增加而增加，这种蠕变使衬垫厚度变小，缓冲能力下降，所以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cm

T——原设计厚度cm

Cr——蠕变系数%（这里取10%）

Tc=T（1+Cr）=4.5（1+10%）=5cm

经过各项校核后，且定最后衬垫尺寸为T=5cm，A=95cm2。

缓冲衬垫的结构三视图和立体图（见附图）

方案二

也可以采用瓦楞纸板进行折叠缓冲包装设计，其尺寸小，设计灵活，生产方便，其结构图和组装图（见附图）

六、运输包装设计：

1.运输包装的选择：

瓦楞纸板因无污染可再生具有良好的缓冲性能等优，在运输包装中得到广泛应用。

本设计也采用此材料设计外包装对于相机的包装一般是用单体包装的，本设计选上侧开设计。

UV型瓦楞纸板分为A、C、B和E型四种。

A楞型的纸箱承受平面压力性能比B和C楞型差，但其承受垂直压力性能较高；B楞型的瓦楞低又密。

故耐垂直压力性能较差，但平面耐压性能较高。

C楞型性能，介于A和B楞型之间。

E楞型的纸板具有重量轻、缓冲性能好、平面抗压强度好等特点，利于直接进行印刷。

综合考虑，由于本设计对象相机再流通过程中是堆码运输因此对其纸箱要求要有较强的平面耐压性能；此外，相机是高精密电子产品，所以对缓冲垫的要求较高，一般都承担了相机的缓冲要求，即外包装无须承担缓冲功能，所以综合考虑选择选用A等和B等箱板纸，A等作为外面纸，B等作为内面纸和中间垫纸设计。

瓦楞纸板的厚度设汁：

瓦楞纸板的厚度是瓦楞设计中一个非常重要的因素，不仅决定着瓦楞纸箱的尺寸．而且影响到瓦楞纸箱的强度。

一般是原纸厚度与瓦楞高度之和。

图1瓦楞纸板厚度

2.运输包装的尺寸设计：

（1）外包装的尺寸设计：

由于是单体包装.就无须考虑排列方式了.由于缓冲材料的厚度及附件的存在，内装物外廓尺寸198mm×157mm×105mm

纸盒的其内尺寸计算公式为：

Xi=Xmin+X（Xi为纸箱的内尺寸；X为公差，取XL=3mm，XB=3mm，XH=2mm）

XL=Xmin+XL=198+3=201mm

XB=Xmin+XB=157+3=160mm

XH=Xmin+XH=105+2=107mm

纸盒的制造尺寸：

X=Xi+K’（Xi为纸盒的内尺寸，K’为纸盒的内尺寸修正系数）

L=Li+KL’=201+3=204mm

B=Bi+KB’=160+2=162mm

H=Hi+KH’=107+2=109mm

（2）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=204+2=206mm

B0=B+KB=162+1=163mm

H0=H+KH=109+1=110mm

故纸盒的外尺寸为：

L0×B0×H0=206mm×163mm×110mm。

销售纸盒的结构图和销售装潢图（见附图）

运输包装的结构图和运输包装的结构装潢图（见附图）

七、瓦楞纸箱的结构设计：

1.瓦楞纸箱的排列形式：

本产品使用楞型为AB型单页瓦楞纸箱作为运输包装。

由于内装物数量为36件，为达到长、宽、高的尺寸比例为1.5：

1：

1的要求，采用6l×2b×3h的排列方式，产品平放。

其内装物的最大外尺寸分别为：

L0=6×110=660mm

B0=2×206=412mm

H0=3×163=489mm

瓦楞纸箱的内尺寸为：

Xi=X0+∆X0（X0为纸盒的外尺寸，∆X0为瓦楞纸箱的内尺寸修正系数）

Li=L0+∆L0=660+5=665mm

Bi=B0+∆B0=412+4=416mm

Hi=H0+∆H0=489+3=492mm

瓦楞纸箱的制造尺寸为：

X=Xi+∆X（Xi为瓦楞纸箱的内尺寸，∆X为瓦楞纸箱的制造尺寸修正系数）

L1=Li+∆L1=665+9=674mm

L2=Li+∆L2=665+6=671mm

B1=Bi+∆B1=416+9=425mm

B2=Bi+∆B2=416+5=421mm

H=Hi+∆H=492+18=510mm

瓦楞纸箱外摇盖的制造尺寸为：

F=B1/2+∆X’=425/2+4.5=217mm

瓦楞纸箱接头的制造尺寸为：

J=50mm。

瓦楞纸箱的外尺寸为：

X”=X+∆X”（X为瓦楞纸箱的制造尺寸，∆X”为瓦楞纸箱的外尺寸修正系数）

L”=L1+∆L”=674+10=684mm

B”=B1+∆B”=425+10=435mm

H”=H+∆H”=510+12=522mm

故瓦楞纸箱的外尺寸为：

L”×B”×H”=684mm×435mm×522mm

2.瓦楞纸箱的堆码强度:

由于产品属于内销商品，单件重524g，36件货物总质量为18.86kg，最大综合尺寸为1638，故瓦楞纸板采用第一类第三种双瓦楞纸板，其代号为D-2.3、D-2.3要求的耐破强度为1373kPa。

选用A等和B等箱板纸，A等作为外面纸，B等作为内面纸和中间垫纸。

三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：

σb=P/（0.95×3）=1373/（0.95×3）=482kPa

（1）外面纸的耐破指数取2.95kPa∙m2/g，要求的定量为：

Q=σb/r=482/2.95=163g/m2

根据箱板纸技术指标的规定，外面纸选用定量为180g/m2的A等箱板纸，其环压指数为8.4N∙m/g。

（2）内面纸和中间垫纸的耐破指数取2.65kPa∙m2/g，要求的定量为：

Q=σb/r=482/2.65=182g/m2

根据箱板纸技术指标的规定，内面纸和中间垫纸选用定量为200g/m2的B等箱板纸，其环压指数为8.4N∙m/g。

（3）根据瓦楞芯纸技术指标的规定，瓦楞芯纸选用定量为140g/m2的B等芯纸，其环压指数为5.8N∙m/g。

瓦楞纸板的面积：

A=（长+宽）×（高+F×2）×2

=（684+435）×（522+206.5×2）×2×10-6

=2.09m2

（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=180+200×2+（140×1.6+140×1.4）+100=1100g/m2

（5）瓦楞纸板的重量（瓦楞纸板每1m2为1100g）：

W=QA=1100×2.09/1000=2.299kg

（6）瓦楞纸箱的周长为：

Z=2（L+B）=2×（684+435）/10=223.8cm

（7）瓦楞纸板的综合环压强度为：

Px=∑rQ+∑rmCQm=（180×8.4+200×8.4+200×8.4）+（5.8×1.6×140+5.8×1.4×140）=7254N/m=72.5N/cm

（8）楞常数取13.36，箱常数取0.66，瓦楞纸箱的抗压强度为：

Pc=1.68Px（4aXz/Z）2/3∙Z∙J

=1.68×72.5×（13.36×4/223.8）2/3×223.8×0.66

=4928N

（9）货物重量W是内装物重量和纸箱1重量之和，

即W={内装物重量×内装数量/1000+瓦楞纸板的重量}×9.8其值为：

W=[524×36/1000+2.209]×9.8

=206.5N

（10）堆码高度取400cm，安全系数取3，纸箱的堆码载荷为：

P=KW（H/h-1）

=3×206.5×（400/60-1）

=3511N

因为抗压强度比堆码载荷大，所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码高度。

3.手孔设在端面，其尺寸为100×40mm。

4.选用16号U形钉钉合，每个U形钉的破坏载荷p为25N，斜向排列，强度系数K=1，所需钉数为：

n=W/Kp=186.3/25=7.5个。

取钉数为8个，钉距为60mm，到顶、底两面的距离为20mm，上下封箱选用宽度为80mm的胶带。

5.瓦楞纸箱的结构的堆码方式见图。

图2装箱方式图

7.8运输包装性能试验大纲的编制：

通过以上了解了相机电子产品的特性、流通条件及客户要求，设计的试验项目如下：

（1）温、湿度预处理：

在35oC的条件下，放置24h；

（2）压力试验：

最大堆码层数为25层，裂变系数8；

（3）变频振动：

寻找产品的共振点；

扫频加速度：

0.75g

倍频程：

0.5oct/min

扫频范围：

3HZ～100HZ～3HZ

加速度：

1g

振动时间：

15min

（4）随机振动：

堆码层数11层，垂直方向随机振动，振动时间6h

（5）可控水平冲击试验

半正弦波冲击；

冲击持续时间18min；

冲击加速度:

5g

冲击次数：

3次

（6）喷淋试验：

试验温度：

35°C

雨量80±10l/m²·h

试验时间：

60min

（7）防晒试验

灯光照射温度：

40oC

试验时间：

6h

（8）翻滚试验：

2面2次

八、成本分析：

（1）泡沫塑料的价钱是1100元/m³

使用缓冲衬垫的面积

V=T×A=4.5×95×10-6=4.27×10-4m³

所以泡沫塑料的价钱=1100×4.27×10-4m³=0.47元

（2）一个销售包装所用纸板的面积s=0.64m²

而瓦楞纸板的价钱约5元/m²

所以其价钱5×0.64=3.2元

（3）一个销售包装的大约费用为0.47+3.2=3.67元，

再加上印刷等费用，改销售包装大约在3.67元。

该产品的出售价格在1100元，所以此包装设计符合要求。

九、小结：

本次课程设计，基于其作品来说，设计的优点在于从产品的本身的市场调研分析，到产品的流通环境运输过程及储存环节，经过市场调查很好的了解了相机现有的包装形式，并得到了一个较好的设计方案。

特别针对缓冲衬垫的校核花了足够的精力，也进行了多次校核，最终将其成功的设计出来。

当然，设计过程中仍存在着不少缺点，如由于现学的知识有限，对缓冲的校核还不是很全面。

对运输包装设计经验不足，不能将实际情况中对包装的要求完全考虑进来。

总的来说，经过此次课程设计，我懂得了设计一个运输包装的过程及困难，也知道了自己在实际操作方面的欠缺。

由于此前没有过类似经验，这次设计过程中出现了很多问题，但最终在老师的帮助和自己的努力下得以解决，也使我更深刻的认识到了运输包装的重要性。

相信有了此次经验，我在以后的运输包装设计中将能设计出更好的作品。

十、心得：

这次设计是自己学习和实践的最好的结合。

做了一周的课程设计，使我们收获很多，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。

更重要的是，在课程设计中，我们学会了很多学习的方法。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。

对于自己在运输包装的认识更加深刻，对于自己在物流方向的运输包装有更加宏观的把握，为自己以后的发展奠定了良好的基础，同时也给自己一个更加广阔的空间，一个物流领域的全新认识和了解。

我会更加努力，加强自己的专业知识，加强自己的实践能力，从中得到更多的知识

参考文献：

1.《运输包装》彭国勋主编，印刷工业出版社

2.《包装动力学与结构设计》王瑞栋主编，重庆大学出版社

3.《包装工程测试技术》王怀奥、计宏伟主编，化学工业出版社

4.《工业美术设计》，周旭余永海季铁主编，湖南美术出版社

5.《包装设计》，朱周勤吴正飞主编，上海人民美术出版社