電腦主板運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)

1、華碩P6T6 WS Revolution主板運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)課程名稱: 運(yùn)輸包裝技術(shù)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)作者： 包振 專業(yè)班級： 包裝工程08-1 指導(dǎo)教師： 李琛 設(shè)計(jì)日期：2011年7月4日至11日目 錄一、摘 要3二、課程設(shè)計(jì)說明書 4三、設(shè)計(jì)書正文 41設(shè)計(jì)內(nèi)容的整體概述 42設(shè)計(jì)方案的確定方法 5（1）確定流通環(huán)境 7（2）.確定產(chǎn)品特性 7（3）緩沖包裝材料的選擇 7四、 緩沖設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核 9 （1）緩沖襯墊基本尺寸計(jì)算 9 （2）緩沖襯墊校核 10 （3）緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10五、運(yùn)輸包裝瓦楞紙箱設(shè)計(jì)計(jì)算 11六、瓦楞紙箱的外觀裝潢設(shè)計(jì) 14七、包裝件測試實(shí)驗(yàn)大綱的編制 15八、課程

2、總結(jié) 16九、主要參考文獻(xiàn)16一、摘 要隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和近十年的科技的發(fā)展，我國的包裝行業(yè)也進(jìn)入了高速發(fā)展階段，如果說九十年代的世界包裝行業(yè)被美國的包裝工業(yè)所主宰，那么二十一世紀(jì)的包裝產(chǎn)業(yè)必將被中國主導(dǎo)。二十一世紀(jì)人們對環(huán)保的意識也越來越高，這種綠色浪潮對我國的傳統(tǒng)包裝行業(yè)有巨大的沖擊。歐美國家對環(huán)保的日益重視，對進(jìn)口商品包裝的要求越來越高，很多國家已經(jīng)把發(fā)泡聚乙烯拒之門外，可循環(huán)的紙品包裝已經(jīng)當(dāng)之無愧的成為了最好的替代品，紙品的包裝已經(jīng)具有良好的發(fā)展前景。綠色貿(mào)易壁壘使我國的傳統(tǒng)包裝工藝與材料必須進(jìn)行改革，所以采取瓦楞紙箱替代EPS是很有必要的。通過分析華碩P6T6 WS Revol

3、ution主板的流通環(huán)境和產(chǎn)品本身特性，選擇了合適的緩沖包裝材料內(nèi)部采用紙盒包裝，進(jìn)行了緩沖襯墊的尺寸計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了校核，完成了緩沖包裝設(shè)計(jì)。運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)選用了0201型瓦楞紙箱箱型，并計(jì)算了尺寸和校核了強(qiáng)度。完成紙箱結(jié)構(gòu)圖的繪制，進(jìn)行了簡單的裝潢設(shè)計(jì)。最后對包裝件設(shè)計(jì)了其測試實(shí)驗(yàn)大綱。關(guān)鍵詞：流通環(huán)境；緩沖包裝；瓦楞紙箱二、 課程設(shè)計(jì)說明書1.設(shè)計(jì)題目：華碩P6T6 WS Revolution主板的運(yùn)輸包裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）完成產(chǎn)品緩沖包裝設(shè)計(jì)的整體論述，包括流通環(huán)境的確定、產(chǎn)品特性、材料選擇等。（2）完成緩沖設(shè)計(jì)的計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相應(yīng)校核。（3）完成緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙

4、與緩沖包裝裝配圖及技術(shù)文件。（4）設(shè)計(jì)并繪制紙箱展開圖，外裝潢設(shè)計(jì)及三維立體效果圖（需要標(biāo)注尺寸和運(yùn)輸包裝標(biāo)志）。（5） 完成設(shè)計(jì)說明書。三、計(jì)書正文1.設(shè)計(jì)內(nèi)容的整體概述主板，又叫主機(jī)板(mainboard)、系統(tǒng)板(systemboard)或母板(motherboard)；它安裝在機(jī)箱內(nèi)，是微機(jī)最基本的也是最重要的部件之一。 主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。在一臺微型計(jì)算機(jī)里，主板上安裝了計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，并具有擴(kuò)展槽和插有各種插件。計(jì)算機(jī)

5、的質(zhì)量與主板的設(shè)計(jì)和工藝有極大的關(guān)系。所以從計(jì)算機(jī)誕生開始，各廠家和用戶都十分重視主板的體系結(jié)構(gòu)和加工水平。鑒于主板這種精密部件的精度要求，以及在流通環(huán)境防護(hù)措施的要求。比如在流通環(huán)境中，產(chǎn)品經(jīng)受沖擊、振動時(shí)會在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生很大的速度變化或能量突變，這種突變會造成產(chǎn)品破壞。本次設(shè)計(jì)針對主板自身的性能，通過分析、計(jì)算，設(shè)計(jì)出一整套關(guān)于主板的安全，合理的緩沖設(shè)計(jì)包裝。2.設(shè)計(jì)方案的確定方法（1）.確定流通環(huán)境對于產(chǎn)品在物流環(huán)境中可能遭遇的條件做考察與評價(jià)是運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，主要判定存在何種運(yùn)輸危險(xiǎn)和危險(xiǎn)程度，它包括搬運(yùn)過程的偶然跌落，運(yùn)輸工具的振動、沖擊，溫濕度極限和堆碼極限，我們這里主

6、要涉及沖擊和振動，但其他的因素在包裝設(shè)計(jì)里也是非常重要的。華碩P6T6 WS Revolution主板從產(chǎn)地（蘇州）運(yùn)往全國各地的主要運(yùn)輸方式有鐵路和公路運(yùn)輸兩種，既有長途運(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，車輛的啟動和制動，貨物重量及裝載穩(wěn)定性。汽車運(yùn)輸振動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。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，另一種是火車在掛鉤撞合時(shí)產(chǎn)生的水平

7、沖擊。 產(chǎn)品的裝卸作業(yè)分人工和機(jī)械兩種方式。一般來說，流程越長，中間環(huán)節(jié)越多，裝卸搬運(yùn)的次數(shù)就越多。裝卸作業(yè)中，拋擲、堆垛倒塌、起吊脫落、裝載機(jī)械的突然啟動和過急的升降都會給包裝件造成跌落沖擊損害。 產(chǎn)品的儲存環(huán)節(jié)是流通鏈中重要一環(huán)。儲存方法、堆碼極限、堆碼高度、儲存期限、儲存地點(diǎn)、儲存環(huán)境（如光、風(fēng)、雨、蟲、霉、鼠、塵、有害氣體）等，會直接影響產(chǎn)品包裝件的流通安全性。倉庫的建筑結(jié)構(gòu)對儲存環(huán)境中溫度、濕度、氣壓等因素影響甚大。流通環(huán)境圖：商店0.58km包裝車間成品倉庫鐵路終點(diǎn)站鐵路貨場鏟車貨車卡車混放商店貨棧電瓶車卡車堆4層堆碼6層卡車混放柏油路水泥路 石子路6040015km商店0.5km

8、6kmkm人力車混放堆8層注意：上圖中數(shù)字僅作為參考用。（2）確定產(chǎn)品特性：基本規(guī)格參數(shù)如下表：華碩P6T6 WS Revolution主板參數(shù)型號P6T6 WS Revolution集成芯片聲卡/網(wǎng)卡主芯片組Intel X58芯片組描述Intel X58 北橋+ICH10R南橋芯片組音頻芯片集成ADI 2000B 8聲道HD音效芯片網(wǎng)卡芯片板載Realtek RTL8111C雙千兆網(wǎng)卡CPU描述支持LGA 1366接口的Nehalem Bloomfield Core i7四核心處理器PCIE插槽糾錯SATA接口8×SATA II接口主板類型ATX板型外形尺寸30.5×24

9、.5cm電源插口一個8針，一個24針電源接口供電模式16相外觀參數(shù)尺寸305×245×35mm重量約1.5 Kg1）產(chǎn)品的脆值在進(jìn)行緩沖包裝設(shè)計(jì)時(shí)，必須先確定產(chǎn)品的沖擊脆值。產(chǎn)品脆值的計(jì)算的方法有振動模型估算法、非線形緩沖包裝系統(tǒng)估算法、經(jīng)驗(yàn)估算法、類比法和沖擊響應(yīng)譜法，確定方法有掃蕩振動實(shí)驗(yàn)法、疲勞曲線反求法和隨機(jī)振動實(shí)驗(yàn)法。脆值是產(chǎn)品經(jīng)受振動和沖擊時(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)來測定產(chǎn)品的脆值，但在課程設(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。通過比較日本、英國同類產(chǎn)品的脆值，大型精密

10、儀器和小型電子計(jì)算機(jī)的脆值確定產(chǎn)品脆值為G=50g。2）產(chǎn)品的固有頻率產(chǎn)品的固有頻率也設(shè)緩沖包裝設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)測得。合理的緩沖包裝應(yīng)該能夠包裝件的固有頻率遠(yuǎn)離產(chǎn)品得固有頻率，使其免受共振。（3）緩沖包裝材料的選擇目前，保護(hù)產(chǎn)品在流通過程中免受沖擊、振動等機(jī)械載荷損壞的最有效的常用方法，就是在包裝中添加緩沖材料。緩沖包裝材料種類繁多，但它們緩沖作用都是通過自身形變來吸收包裝件在流通過程中由于振動和沖擊產(chǎn)生的能量，并起到隔振作用，避免內(nèi)裝物因沖擊振動引起損傷?，F(xiàn)在最常用的緩沖包裝材料是泡沫塑料，包括聚乙烯泡沫塑料（EPE）、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、聚氨酯泡沫塑料（PU）、乙烯醋酸

11、乙烯共聚物橡膠制品（EVA）和聚乙烯教練泡沫塑料等。其次是紙制品，包括瓦楞紙板、蜂窩紙板、皺紋紙墊和紙漿模等。有的產(chǎn)品也曾采用橡膠、木屑、棉花、化纖絲和金屬彈簧等。我們現(xiàn)在將采用紙盒作為內(nèi)包裝，外包裝采用瓦楞紙箱，最好可以取代EPS包裝。本設(shè)計(jì)所包裝的產(chǎn)品是華碩P6T6 WS Revolution主板，尺寸305×245×35mm，重心大致位于主板中部，選擇的脆值為50g。經(jīng)過多方面的綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用的緩沖包裝材料是發(fā)泡聚苯乙烯或者發(fā)泡聚乙烯，作為內(nèi)部包裝，再襯以紙盒包裝。發(fā)泡聚乙烯，俗稱珍珠棉，它是采用聚乙烯為原料發(fā)泡制成的一種半硬質(zhì)的泡沫塑料，具有封閉式、無毒的、耐

12、腐蝕、阻水的泡沫顆粒狀結(jié)構(gòu)，它具有價(jià)格較為低廉、質(zhì)量輕、防潮、隔熱、易于加工膜塑成型等特點(diǎn)，是一種理想的緩沖包裝材料，而且易回收的聚乙烯。發(fā)泡聚苯乙烯時(shí)一種可塑的、輕質(zhì)的、半硬質(zhì)的、閉孔的和的成本的緩沖材料。聚乙烯泡沫塑料發(fā)泡均勻、柔軟、呈透明狀，有較好的緩沖與機(jī)械性能，壓縮不易斷裂，高低溫環(huán)境下不易老化，可與產(chǎn)品直接接觸不會產(chǎn)生化學(xué)變化及腐蝕現(xiàn)象。故綜合考慮決定使用聚乙烯泡沫塑料（比重為0.032g/cm3）作為設(shè)計(jì)的緩沖材料。發(fā)泡聚乙烯塑料的緩沖系數(shù)與最大應(yīng)力曲線見物流運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)，同時(shí)可從如下圖可查得：發(fā)泡聚苯乙烯（比重0.014）發(fā)泡聚苯乙烯（比重0.020）發(fā)泡聚乙烯（比重0.033

13、）發(fā)泡聚苯乙烯（比重0.035）人造纖維100（比重0.050）人造纖維150（比重0.060）人造纖維200（比重0.080）聚氨酯泡沫（比重0.03）聚氨酯泡沫醚（比重0.03） 發(fā)泡氯乙烯（比重0.31）發(fā)泡氯乙烯（比重0.42） 泡沫橡膠 木屑（比重0.07）發(fā)泡聚氯乙烯碎屑（比重0.08） 塑料碎屑（比重0.087）四、緩沖設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核1.緩沖襯墊基本尺寸計(jì)算：根據(jù)發(fā)泡聚乙烯的緩沖系數(shù)與最大應(yīng)力曲線，使用最小緩沖系數(shù)法，在發(fā)泡聚乙烯的緩沖系數(shù)與最大應(yīng)力曲線中作一條水平切線，切點(diǎn)的縱坐標(biāo)對應(yīng)最小緩沖系數(shù)Cmin，橫坐標(biāo)對應(yīng)一個最大應(yīng)力m,由公式T=CH/G,可以求出襯墊厚度T，由公

14、式A=WG/m可以求出襯墊面積A。已知產(chǎn)品單個重量為1.5Kg，采用堆碼為24個一箱，脆值為50g，等效跌落高度為50cm。( 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式W包裝件的重量（kg）, 適用于16kg以上的重量，h跌落高度（cm） )采用最小緩沖系數(shù)法，可得Cmin=4.8，m=0.16kg/cm2根據(jù)公式T=CH/G和A=WG/m可得：T=CH/G=4.9×50/50=4.9cm A=WG/m=1.5×24×9.8×40×10000/(0.16×1000000)=882cm22.緩沖襯墊校核：（1）撓度校核。當(dāng)襯墊的面積與厚度之比超過一定厚度時(shí)，襯墊容

15、易撓彎或變彎，大大降低襯墊的負(fù)重能力。為了避免撓彎，襯墊的最小承載面積Amin與厚度之比應(yīng)符合以下規(guī)定： Amin/（1.33T）211102.5/4/(1.33×4.67）21 可知符合撓度要求。（2）蠕變量校核。緩沖材料在長時(shí)間的靜壓力作用下，其塑性變形量會隨時(shí)間的增加而增加，這種蠕變使襯墊厚度變小，緩沖能力下降，所以設(shè)計(jì)襯墊尺寸應(yīng)加一個蠕變補(bǔ)償值，稱為蠕變增量Cr。 Tc=T(1+Cr) 式中：Tc修正后的厚度cm T原設(shè)計(jì)厚度cm Cr蠕變系數(shù)%（這里取10%）Tc=T(1+Cr)=4.9×（1+10%）=5.39cm 經(jīng)過各項(xiàng)較核后，且定最后襯墊尺寸為T=5.39

16、cm，A=882cm23.緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：緩沖墊采用四角襯墊緩沖，其結(jié)構(gòu)如下圖：緩沖包裝的緩沖墊的結(jié)構(gòu)形式，因產(chǎn)品的質(zhì)量、形狀和尺寸不同，可采取用全面緩沖包裝、局部緩沖包裝和懸掛式緩沖包裝等三種方法。全面緩沖包裝法是在產(chǎn)品與紙箱之間填滿緩沖材料，如紙屑、木屑、棉花、塑料絲、紙漿發(fā)泡塊、紙纖維成型材料等。全面緩沖包裝由于產(chǎn)品與緩沖材料之間接觸面積大，靜應(yīng)力小、緩沖厚度小，因而可以縮小包裝件尺寸，降低物流成本。但是，這種結(jié)構(gòu)緩沖材料的部位也用了同樣厚度的緩沖材料，浪費(fèi)了貴重的緩沖材料，包裝成本較大。局部緩沖包裝法是采用預(yù)成型的緩沖材料對產(chǎn)品的角、楞、側(cè)面或易損壞部位等處提供緩沖，不同部位提供與

17、之脆值相對應(yīng)的緩沖厚度，可以大大節(jié)約緩沖材料降低包裝成本和物流成本。懸掛式緩沖包裝法主要貴重精密儀器的運(yùn)輸包裝和空頭包裝。為了使用最少的緩沖材料取的最好的緩沖效果，降低包裝成本，所以本設(shè)計(jì)選用局部緩沖包裝方法對該產(chǎn)品進(jìn)行包裝，設(shè)計(jì)緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用局部緩沖。此外對于易損件，要通過緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其能夠在外包裝箱內(nèi)穩(wěn)定，并且保證易損部件和底座連接裝置不能承載。緩沖襯墊的厚度合成在面積，按照校核后的數(shù)值，但是要實(shí)現(xiàn)使其在外形不規(guī)則地情況下在外包裝箱內(nèi)固定，必須使用多于理論計(jì)算的緩沖材料，承載面積也必定大于理論值。五、運(yùn)輸包裝瓦楞紙箱設(shè)計(jì)計(jì)算瓦楞紙箱是目前使用頻率最高的外包裝容器之一，他

18、的設(shè)計(jì)是基于上步外包裝設(shè)計(jì)結(jié)果而進(jìn)行的，首先確定瓦楞紙板的種類、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及紙箱箱型等設(shè)計(jì)參數(shù)，接著計(jì)算紙箱的外尺寸、制造尺寸、外尺寸及其他配件尺寸，為防止紙箱在儲存運(yùn)輸過程中發(fā)生破損，最后還要對其進(jìn)行校核。（1） 箱型。0201型，采用單頁箱,AB型雙楞。（2） 瓦楞紙板。內(nèi)銷產(chǎn)品選用第二類瓦楞紙板，內(nèi)裝物質(zhì)量為1.5×24=36kg，最大綜合尺寸為983.9mm，應(yīng)選用第二類第三種雙瓦楞紙板,選AB型瓦楞。根據(jù)瓦楞紙板表（GB6543-86），其代號為D2.4，據(jù)瓦楞紙板技術(shù)指標(biāo)（GB6544-86），D2.4的技術(shù)指標(biāo)為耐破強(qiáng)度1765 （kPa），邊壓強(qiáng)度為9310（N/m

19、）,戳穿強(qiáng)度為10.8（J）。據(jù)箱板紙技術(shù)指標(biāo)（GB13024-91）表，選用C等箱板紙，其耐破指數(shù)為1.5kPa·m2/g,環(huán)壓指數(shù)為6N·m/g.內(nèi)外面紙的定量取320g/m2，中間墊紙的定量取280g/m2。據(jù)瓦楞芯紙技術(shù)指標(biāo)（GB1023-91）表，選用C等瓦楞芯紙，兩層瓦楞的定量取160g/m2，其環(huán)壓指數(shù)為5N·m/g。按照選用的箱板紙，瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度為 P=0.95b=0.95×(1.5×320+1.5×280+1.5×320）=1311kPa按照選用的箱板紙和瓦楞芯紙，瓦楞紙板的定量為1400g/m2，其

20、中粘合劑定量為100g/m2。（3） 確定內(nèi)包裝尺寸確定內(nèi)尺寸的原則：保證產(chǎn)品順利裝箱，又不使產(chǎn)品在箱內(nèi)有明顯的移動空間。本設(shè)計(jì)中，已知華碩P6T6 WS Revolution主板，質(zhì)量1.5kg，長、寬方向的修正系數(shù)Ki=37mm,在高度方向上的修正系數(shù)Ki=13mm。長度方向內(nèi)尺寸：Xi=Xc+Ki=305+5=310mm寬度方向內(nèi)尺寸：Xi=Xc+Ki=245+5=250mm 高度方向內(nèi)尺寸：Xi=Xc+Ki=35+3=38mm注：此紙盒裝潢圖是根據(jù)華碩P5PL-E型主板紙盒設(shè)計(jì)得來。（3） 瓦楞紙箱的尺寸已知產(chǎn)品外包裝容器的長為387.3mm，寬為327.3mm，高為49.3mm.一個

21、瓦楞紙箱內(nèi)共放入兩行、三列、四層24個產(chǎn)品。如圖：用表示外包裝之間的間隙，用n表示三個方向上的外包裝容器個數(shù)，并取=1mm，于是內(nèi)包裝物的外廓尺寸為：Lo=nl+(n-1)=2×387.3+(2-1)×1=775.6mmBo=nb+(n-1)=3×327.3+(3-1)×1=983.9mmHo=nh+(n-1)=4×49.3+(4-1)×1=200.2mm紙箱的制造尺寸 ： X紙箱內(nèi)尺寸；X表示內(nèi)尺寸的伸放量（實(shí)際伸放量稍大于紙板厚度）；X制造尺寸。X =X+XL1=L+9=784.6(mm)L2=L+6=781.6(mm)B1=B+

22、9=992.9(mm) B2=B+5=988.9(mm)H=H+18=218.2(mm)外搖蓋制造尺寸： F=B1/2+X=992.9/2+4=496.5mm接頭尺寸J定為48mm。瓦楞紙箱的外尺寸外尺寸加大值X=8-12mm，故瓦楞紙箱的外尺寸為=H+X=218.2+12=230.2mm=L+X=784.6+8=792.6mm=B+X=992.9+8=1000.9mm 瓦楞紙箱的堆碼強(qiáng)度。瓦楞紙箱的周長為 Z=L1+L2+B1+B2= 1566.2+1982.8=354.9（cm）瓦楞紙箱的綜合環(huán)壓強(qiáng)度為=(6×320+6×280+6×320)+(5×1.6×160+5×1.4×160)=79.2(N/cm)楞常數(shù)取3.36，箱常數(shù)取0.66，瓦楞紙箱的的抗壓強(qiáng)度為 =1.86×79.2×(13.36×88.73)2/3×354.9×0.66 =9799.6(N)包裝件重量W=352.