CAD包裝課程設(shè)計(jì)說明書

1、課程設(shè)計(jì)說明書 課程名稱： 包裝CAD課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 大水牛電腦主機(jī)運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 包裝工程 班 級(jí)： 包工0903 學(xué)生姓名： 付 國(guó) 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師: 滑廣軍 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院教務(wù)部 制2012年 6 月 14 日1.引言隨著人們生活水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)尤其是電腦的市場(chǎng)需求勢(shì)頭越來越強(qiáng)勁。對(duì)于電腦，人們關(guān)注的重點(diǎn)通常放在其配置、功能、品牌、質(zhì)量和服務(wù)等方面，幾乎不注意電腦的外包裝。但是對(duì)生產(chǎn)商來說，電腦的外包裝卻是一個(gè)不得不考慮的重要因素。因?yàn)殡娔X的包裝不同于一般的包裝，它的促銷功能雖然很小，但是它的保護(hù)功能要求比較高。1.1 市場(chǎng)電腦包裝現(xiàn)狀在包裝用材上，通過觀察

2、，市面上各種電子產(chǎn)品都很相似，瓦楞紙箱是最為常用的外包裝形式，內(nèi)部緩沖包裝則均采用發(fā)泡樹脂材料。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，針對(duì)不同產(chǎn)品的體積和特性，緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)有一定的差別。電腦屬于精密電子產(chǎn)品，傳統(tǒng)包裝結(jié)構(gòu)難以滿足緩沖性能要求，更需要合理的緩沖包裝結(jié)構(gòu)。對(duì)于重量大，體積小的產(chǎn)品，要求緩沖面積比底面積大，緩沖材料和產(chǎn)品之間要用硬質(zhì)材料膠合板或纖維板隔開。使硬質(zhì)材料一側(cè)承受總的沖擊，再由緩沖材料對(duì)硬質(zhì)材料進(jìn)行緩沖。1.2 產(chǎn)品特性參數(shù)大水牛A0707電腦主機(jī)參數(shù)（一）產(chǎn)品外形尺寸：長(zhǎng) 450 mm，寬170 mm, 高400 mm（二）產(chǎn)品重量：7.5 kg（三）產(chǎn)品配件:主機(jī)一臺(tái)、保修卡、說明書、驅(qū)動(dòng)光

3、盤、數(shù)據(jù)線（四）易損件：易損部位主要是電腦主機(jī)。（五）產(chǎn)品的脆值：脆值是產(chǎn)品經(jīng)受振動(dòng)和沖擊時(shí)表示其強(qiáng)度的定量指標(biāo)，又稱產(chǎn)品的易損度。是設(shè)計(jì)產(chǎn)品緩沖包裝中的最重要的參數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般要通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定產(chǎn)品的脆值，但此次課程設(shè)計(jì)中，我們只能通過查資料、比較同類產(chǎn)品的脆值來確定。通過比較，本產(chǎn)品的脆值取G=70g。（六）產(chǎn)品的固有頻率：產(chǎn)品的固有頻率也是運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得。合理的運(yùn)輸包裝應(yīng)該能夠使包裝件的固有頻率遠(yuǎn)離流通環(huán)境可能產(chǎn)生的共振頻率。1.3 物流與流通環(huán)境分析（一） 產(chǎn)品的流通區(qū)間1. 產(chǎn)地：深圳2. 目的地：全國(guó)各地（二）產(chǎn)品的主要運(yùn)輸方式鐵路和公路運(yùn)輸由于產(chǎn)品

4、銷往全國(guó)各地，既有長(zhǎng)途運(yùn)輸又有短途運(yùn)輸。一般產(chǎn)品從出廠到發(fā)貨火車站使用汽車運(yùn)輸，從發(fā)貨站到全國(guó)各地的代理商使用火車運(yùn)輸，而從各地代理商到零售商和從零售商到消費(fèi)者手中多使用汽車運(yùn)輸。汽車運(yùn)輸?shù)臎_擊，主要取決于路面狀況，車輛的啟動(dòng)和制動(dòng)，貨物重量及裝載穩(wěn)定性。汽車運(yùn)輸振動(dòng)加速度的大小也與路面狀況、行駛速度、車型和載重量有關(guān)，但主要因素為公路的起伏和不平度。汽車運(yùn)輸是包裝件的共振頻率一般小于25HZ，實(shí)驗(yàn)測(cè)得，汽車運(yùn)輸發(fā)生二次共振時(shí)其基頻為8.28.5HZ，二次共振頻率范圍為17.318HZ，共振加速度增大為外界激勵(lì)的18倍。汽車運(yùn)輸?shù)碾S機(jī)振動(dòng)加速度垂直方向最大，汽車運(yùn)輸振動(dòng)能量絕大部分分布在020

5、0HZ，其中能量最集中處于050HZ頻帶內(nèi)。汽車運(yùn)輸隨機(jī)振動(dòng)功率譜密度在2HZ和10HZ左右各有一個(gè)較大峰值。通常2HZ出的峰值為全頻帶內(nèi)最大值，所以公路運(yùn)輸包裝件的固有頻率應(yīng)避開這兩個(gè)頻率值。鐵路運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生的沖擊有兩種。一種是車輪滾過鋼軌接逢時(shí)的垂直沖擊，在普通路軌上為80120次/分，加速度最高為1g；另一種是火車在掛鉤撞合時(shí)產(chǎn)生的水平?jīng)_擊，加速度可達(dá)24g。若速度為14.5km/h時(shí)作溜放掛鉤，車體撞合瞬間可能產(chǎn)生18g的沖擊加速度?；疖囻傔^鋼軌時(shí)受到?jīng)_擊，以正常速度70km/h駛過鋼軌時(shí)，垂直方向加速度峰值為58g。（三）裝卸與搬運(yùn)裝卸作業(yè)包括人工與機(jī)械兩種方式。按常規(guī)產(chǎn)品的跌落高度定

6、為60cm。（四）貯存環(huán)節(jié)采用一般倉庫貯存，堆碼高度2.5m。（五）流通環(huán)境的氣象條件由于產(chǎn)品在大連，銷售范圍為全國(guó)各地，雖然溫度隨地域的變化較平緩，但產(chǎn)品包裝件常常在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷較劇烈的溫度變化。電腦為電子產(chǎn)品，為了防止包裝內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，應(yīng)嚴(yán)格控制包裝材料的含水量，并用塑料薄膜對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裹并放入干燥劑。用標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)境條件，該產(chǎn)品的運(yùn)輸條件可表示為2K2/2B1/2S1/2M1。2.運(yùn)輸包裝整體方案此次課程設(shè)計(jì)中，該電腦的緩沖包裝的組成分為兩部分：外包裝箱和內(nèi)部緩沖襯墊。外包裝箱在電腦流通過程中起到保護(hù)產(chǎn)品的作用，因此外包裝箱對(duì)產(chǎn)品的流通是非常重要的，綜合考慮外包裝箱的經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)保要求

7、，適當(dāng)?shù)倪x擇設(shè)計(jì)外包裝箱將提高整體經(jīng)濟(jì)效益。紙箱的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證箱型樣式美觀，容量適合商品體積的大小，結(jié)構(gòu)整齊、裝配合理、用料少、成本低、具有防震能力、不使商品受震損壞、倉儲(chǔ)運(yùn)輸方便。紙箱的種類繁多，其中紙箱最基本的式樣及我國(guó)常用的箱型有以下三種：平口紙箱、搭口紙箱、大蓋紙箱。以上三種紙箱的結(jié)構(gòu)都是根據(jù)包裝商品的需要設(shè)計(jì)的，一般紙箱以平口居多這種紙箱兩邊的搖蓋折起來對(duì)齊，堆疊起來垂直而不傾斜而且商品放入紙箱后，只需要用封口紙條貼在面、底接口即可，封口較為簡(jiǎn)單。緩沖包裝在電腦流通過程中，因外力的作用而遭到?jīng)_擊和振動(dòng)時(shí)，能吸收外力產(chǎn)生的能量，以防止產(chǎn)品遭受損壞。緩沖包裝作用，一方面是將外界對(duì)包裝件的

8、沖擊和振動(dòng)經(jīng)過緩和以后傳遞給內(nèi)裝物，避免應(yīng)力集中，從而保護(hù)內(nèi)裝物。另一方面，又能支撐內(nèi)裝物，保護(hù)貨物結(jié)構(gòu)并保護(hù)包裝材料本身。緩沖包裝的材料必須具備的特性包括：沖擊能量的吸收性、震動(dòng)吸收性、復(fù)原性、壓縮蠕變性、溫度穩(wěn)定性、耐水防潮性、防霉性、耐油性、防靜電性、耐磨性、抗撓性和耐酸堿性等，所以在選擇適合某一用途的緩沖材料時(shí)，必須考慮多種因素。3.緩沖襯墊設(shè)計(jì)3.1緩沖材料的確定常見的用作緩沖包裝的材料主要有以下幾種：發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）EPS材料的優(yōu)點(diǎn)是輕質(zhì)、透明、強(qiáng)度大、防潮、耐腐蝕。最大弱點(diǎn)是用后不能自行分解，從而其廢棄物如果不回收處理則會(huì)適合對(duì)環(huán)境的大量污染。此外，它還有材料體積較大，堆置

9、空間等缺點(diǎn)。聚氨酯泡沫塑料（EPU）它是具有一定開孔率的開孔泡沫塑料，有一定限度的彈性回復(fù)。通常是在采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡成型，具有成型方便、緩沖性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用作易碎品及精密儀器元件的緩沖包裝；聚氨酯海綿制品是環(huán)保材料，對(duì)產(chǎn)品起到絕緣、密封、防震、防塵、填充、隔音、固定和美化作用；尤其是抗靜電海綿，它不僅對(duì)電子產(chǎn)品、芯片起到一般海綿的保護(hù)作用，還具有防靜電作用，保護(hù)電子產(chǎn)品不受靜電破壞；而且聚氨酯海綿制品手感細(xì)膩，具有較強(qiáng)的回彈性，持久使用不易變形，切割平整。EPE俗稱“珍珠棉”，是30-40倍高發(fā)泡成形的產(chǎn)品，重量輕，有一定堅(jiān)固性、柔軟性、緩沖性能，受反復(fù)沖擊其特性不變，是一種高強(qiáng)緩沖、抗振能

10、力的新型環(huán)保材料，EPE能抵御外界的酸緘腐蝕，是一種易于加工和處理的新型保護(hù)型包裝材料，EPE柔韌、質(zhì)輕、富有彈性能通過彎曲來吸收和分散外來的撞擊力，它導(dǎo)熱率很低，隔熱性能優(yōu)異，獨(dú)立氣泡，幾乎沒有吸水性的放水材料。不受各種氣候條件影響，耐氣候性優(yōu)越。切割、粘合、層壓、真空成形、壓縮等的加工性優(yōu)秀。紙漿模塑制品紙漿模塑制品的主要優(yōu)勢(shì)是原料資源豐富，具有一定的抗壓、防震能力，防靜電，吸附性較好，可堆疊存放，無毒，生產(chǎn)不復(fù)雜，用途較廣，印刷性好和易回收等特性。主要缺點(diǎn)是吸水、吸油，阻氣性較差，生產(chǎn)自動(dòng)化程度不太高，成本比較高等。常用的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)雖然價(jià)格低廉、質(zhì)量輕、防潮、隔熱、易于加

11、工模塑成型，但它產(chǎn)生的碎屑因靜電易吸附在儀器上。且發(fā)泡聚苯乙烯塑料不易在自然環(huán)境中自動(dòng)降解，包裝廢棄物會(huì)造成“白色污染”。 發(fā)泡聚乙烯（EPE）雖然可以在自然環(huán)境中自動(dòng)降解，但包裝廢棄物仍然會(huì)造成“白色污染”，故綜合考慮，決定使用發(fā)泡聚乙烯（EPE）（=0.03g/cm3)作為設(shè)計(jì)的緩沖材料。圖3.1-1某些電子產(chǎn)品中使用的發(fā)泡聚乙烯緩沖包裝3.2緩沖形式的選擇緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)形式，因內(nèi)裝產(chǎn)品的質(zhì)量、形狀和尺寸而不同。本次課程設(shè)計(jì)的電腦屬于小型電子產(chǎn)品，故采用局部緩沖包裝法，既能節(jié)省緩沖包裝材料，也能達(dá)到緩沖防護(hù)要求。因此，緩沖襯墊可以安裝在電腦的左右兩側(cè)，兩襯墊采用相同的厚度和形式。3.4緩沖

12、襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電腦為較為規(guī)則且薄的長(zhǎng)方體形狀，設(shè)計(jì)襯墊時(shí)可近似長(zhǎng)方體進(jìn)行設(shè)計(jì)。緩沖襯墊位于電腦兩側(cè).3.5 緩沖襯墊結(jié)構(gòu)圖見附圖3.5.1 緩沖襯墊效果圖 4.外包裝箱設(shè)計(jì)4.1包裝材料的選擇瓦楞紙板因無污染、可再生、具有良好的緩沖性能等優(yōu)點(diǎn)在運(yùn)輸包裝中得到廣泛應(yīng)用，本設(shè)計(jì)也采用此材料設(shè)計(jì)外包裝。對(duì)于電腦的包裝一般是用單體包裝的，本設(shè)計(jì)選標(biāo)準(zhǔn)箱型020l型。為了保持側(cè)面的印刷面不被破壞，接頭設(shè)計(jì)與側(cè)面連接。由于電腦重量輕，故實(shí)際中可使用膠黏劑粘合接頭。按照GBT65441999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，UV形瓦楞紙板分為A、C、B和E型四種。A楞型的紙箱承受平面壓力性能比B和C楞型差，但其承受垂直壓力性能較高：

13、B楞型的瓦楞低又密故耐垂直壓力性能較差，但平面耐壓性能較高；C楞型性能，介于A和B楞型之間既具有良好的緩沖保護(hù)性能，又具有一定的剛性：E楞型的紙板具有重量輕、緩沖性能好、平面抗壓強(qiáng)度好等特點(diǎn)，利于直接進(jìn)行印刷。綜合考慮，由于本設(shè)計(jì)對(duì)象電腦在流通過程中是堆碼運(yùn)輸，因此對(duì)其紙箱要求要有較強(qiáng)的平面耐壓性能；此外，電腦是高精密產(chǎn)品，所以對(duì)緩沖墊的要求較高，一般承擔(dān)了電腦的緩沖要求，即外包裝無須承擔(dān)緩沖功能。所以綜合考慮選擇B單瓦楞紙板設(shè)計(jì)。4.2 包裝箱的選材與設(shè)計(jì)選用3層的B型瓦楞紙板做為紙箱的材料，箱型選用0201型。箱內(nèi)產(chǎn)品與緩沖材料的尺寸：520 mm×230 mm×610

14、 mm 。1.瓦楞紙箱的內(nèi)部尺寸的計(jì)算：根據(jù)公式 式中，Xi是瓦楞紙箱某一方向內(nèi)部尺寸（mm）; xmax是單個(gè)被包裝商品某一方向最大外形尺寸（mm）；n是沿瓦楞紙箱某一方向的排列數(shù)目;是被包裝商品尺寸變動(dòng)系數(shù)（mm）; kXi是瓦楞紙箱內(nèi)部尺寸修正系數(shù)（mm）;T是襯格或緩沖件厚度（mm）。 長(zhǎng)=520+3=523 mm 寬=230+3=233 mm 高=610+3=613 mm2.瓦楞紙箱的制造尺寸的計(jì)算： 根據(jù)公式 式中，X是瓦楞紙箱長(zhǎng)、寬或高的制造尺寸（mm）; Xi是瓦楞紙箱某方向的內(nèi)部尺寸（mm）；t是瓦楞紙板厚度（mm）。長(zhǎng)=523+6=529 mm 寬=233+6=239 mm

15、 高=613+6=619 mm3.瓦楞紙箱的外部尺寸的計(jì)算：根據(jù)公式： 式中 X0-瓦楞紙箱某一方向的外部尺寸，mm； X-瓦楞紙箱某一方向的制造尺寸， mm； K-瓦楞紙箱外部尺寸修正系數(shù)， mm。 其數(shù)值見表5.2.1表5.2.1瓦楞紙箱外部尺寸修正系數(shù)（mm） 楞型 A B E ABK573513812則瓦楞紙箱的外部尺寸為：長(zhǎng)=529+4=533 mm寬=239+4=243 mm高=619+4=623 mm4.對(duì)接搖蓋制造尺寸F的計(jì)算:根據(jù)公式：式中 F-紙盒對(duì)接搖蓋尺寸，mm； B1-紙箱非按合箱面寬制造尺寸，mm； Xf-搖蓋伸長(zhǎng)系數(shù)F=243÷2+1.5=123 mm取

16、接頭尺寸為40mm其結(jié)構(gòu)圖如圖5.2.2所示:圖4.2.2 瓦楞紙箱結(jié)構(gòu)圖 4.3 紙箱的制造工藝瓦楞紙箱的制造工藝:1.分切壓痕工藝：根據(jù)所生產(chǎn)紙箱的規(guī)格尺寸對(duì)瓦楞紙板進(jìn)行切斷與壓痕。2.開槽工藝：瓦楞紙板的開槽是在紙板切割下料，并經(jīng)壓痕確定出紙箱的搖蓋和紙箱的高度后進(jìn)行，以開出搖蓋，切出接縫接頭，以便裝箱時(shí)折疊或搭蓋封合。3.切角、沖孔工藝：切角工藝是在開槽后的工序，其作用是切出接口，便于折合釘箱。而沖孔是沖出捏箱挽孔或通氣孔。4.印刷工藝:在瓦楞紙箱上印上產(chǎn)品信息。5.1設(shè)計(jì)總結(jié)選題：此次包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的選題希望將自己所學(xué)的包裝容器的知識(shí)竟可能多的在包裝課程設(shè)計(jì)中有所體現(xiàn)。電腦主機(jī)包裝

17、內(nèi)包裝一般采用塑料包裝，中包裝有塑料也有紙盒型的，外包裝采用瓦楞紙箱。整個(gè)的一個(gè)電腦主機(jī)包裝與我們所學(xué)的包裝容器所學(xué)的塑料和紙質(zhì)容器掛鉤。市場(chǎng)調(diào)研階段：市場(chǎng)調(diào)研階段是從現(xiàn)有的電腦主機(jī)包裝中總結(jié)現(xiàn)有包裝優(yōu)缺點(diǎn)，觀察電腦主機(jī)包裝趨勢(shì)，決定改進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的重要階段。歸納出我的設(shè)計(jì)要求，確定了我為某一品牌改進(jìn)其原有包裝，融入組合包裝設(shè)計(jì)的創(chuàng)新思想，為我的課程設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。草圖繪制階段：草圖繪制我熟練的運(yùn)用CAD繪圖，運(yùn)用mathCAD進(jìn)行相關(guān)函數(shù)分析。將原有的一些包裝設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)保留，不足加以改進(jìn)，不斷的修改，只求越來越趨向與合理。同時(shí)，還運(yùn)用到3D max建模，燈光，渲染。在此過程中還是感覺到有些地方力不從心，三維軟件方面技術(shù)不夠成熟，運(yùn)用不夠熟練，這些軟件都比較基礎(chǔ)。沒有運(yùn)用到ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析，這也是個(gè)人軟件技術(shù)方面還有待提高的部分。專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備方面：軟件始終只是一個(gè)工具，良好有效的運(yùn)用軟件為個(gè)人的包裝設(shè)計(jì)效率的提高，設(shè)計(jì)的合理性的確有不可替代的作用，而專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備就是覺得包裝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)過程中我綜合運(yùn)用包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，包裝工藝學(xué)，包裝材料學(xué)，人機(jī)工程學(xué)、銷售