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1、包装物流运输说明书设计者：吴晓丹班别：包装081指导老师：邝贤峰 董向欢前言-3第一部分 笔记本电脑包装前的准备-31.1 设计任务-41.2 笔记本电脑流通情况-51.3 我国笔记本电脑存在的问题-5第二部分 缓冲衬垫的设计-62.1 流通环境的分析-62.2 跌落高度的确定-72.3 产品脆值的确定-82.4 缓冲衬垫的设计-92.4.1 缓冲衬垫的选材-102.4.2 缓冲结构设计的选择-112.4.3 缓冲衬垫尺寸设计-122.4.4 缓冲包装结构设计-132.4.5 缓冲衬垫的校核-13第三部分 瓦楞纸箱的设计-143.1 瓦楞纸板的介绍-143.2 笔记本电脑外包装纸箱设计-153
2、.3 瓦楞纸板的厚度设计及计算-153.4 外包装的尺寸设计-163.5 纸箱的校核-16第四部分 成本计算-174.1 内包装的成本预算-174.2 外包装的成本预算-174.3 总体价格-17第五部分 附件图5.1 附图一 -185.2 附图二 -185.3 附图三 -195.4 附图四 -19前言电子产品作为我国的出口创汇产品，其内外包装材料，缓冲衬底的用量日趋增长。但是企业把主要科技力量集中于产品研发和产品设计上，对包装设计未给与应有的重视，好的包装结构设计是保证产品质量的重要手段，也是减少损失降低成本的重要保证。如何能有效地降低电子产品包装成本又能保证产品品质，将成为各企业竞争的焦点
3、之一，也是我们设计的根本目的。用最少的材料达到最优化的缓冲设计和外形设计真正达到绿色化是我们的设计目标。笔记本具有很多优点，便于携带，重量轻，体积小，对人体安全等，目前已迅速发展，大有取代台式机的趋势，其外包装缓冲性能的优劣关系重大，不管生产时质量要求如何高，工艺如何严格，检验手段如何先进，如果忽视了包装的防震性能，笔记本可能在未达到用户手中之前就遭到破坏，从而给企业和国家造成损失。因此，分析研究笔记本的各种缓冲包装方法，掌握相应的设计要领，采用绿色化材料对笔记本包装要求较高的难题，降低包装成本，减少设备投资具有十分重要的现实意义。第一部分1.1 设计任务 已知产品净重2.2kg外尺寸为300
4、mm*230mm*25.6mm外观为平板状方形物品，结构规整无凸起，屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。加上设计用缓冲材料和内结构隔衬，电源，鼠标等附件后总重量约为3.46kg，有效长期堆码高度为2.5m，商品集中存放纸箱的负荷时间为180d，原产地为广州，主要用于国内销售。1.2 笔记本电脑的流通情况 纵观各种小型电子产品在包装用材上都很相似，瓦楞纸箱是最为常见的外用包装形式，几乎所有的小型电子产品全部采用发泡塑料泡沫包装衬垫在缓冲包装上，在结构设计上，笔记本属于小型电子产品，传统包装结构难以满足缓冲性能要求，更需要合理的缓冲结构设计.对于重量大，体积小的产品，要求缓冲面积比底面积大，缓冲材
5、料和产品之间要用硬质胶合板或纤维板等隔开。对于不规则的产品，其突出部分，一般强度较低，在流通过程中，易遭外力碰撞而损坏，在包装结构设计上要采取适当的措施。 一般缓冲缓冲包装方法，可分为全面缓冲包装法，局部缓冲包装法，悬浮式缓冲包装法，放弃以往简单化包装形式的包装结构而采用局部缓冲包装结构，笔记本属于电子产品中形状较为规则的产品，这样既可以节省材料用量，达到包装减重的目的，又能使包装起到应有的保护作用。至于瓦楞纸箱的结构设计，无论是商场还是超市，笔记本电脑都是以无包装直接展示方式销售这与糖果，饼干，罐头食品等依靠包装吸引消费者注意的方式截然不同。1.3 我国笔记本存在的问题 （1）包装结构不合理
6、：在包装结构设计方面上，有些设计还欠缺合理，达不到应有的强度如某些缓冲衬垫在受力面积上不均，容易导致产品发生倾斜对某些需预留变形量的缓冲结构设计，预留变形量太小，达不到保护效果对某些凸台产品的缓冲包装，缓冲设计在凸台处没有留一定的空间。（2）气候因数考虑不周：电脑生产商对不同气候条件下，包装应做哪些调整考虑较少。目前我国的电脑等电子产品在外包装上千篇一律，完全是以不变应万变。此外，在包装箱的用纸方面，有些企业片面强调降低成本，用纸的质量达不到纸箱应有的强度，电脑销售到消费者手中已经出现破损。（3）缓冲材料质量问题：据不完全统计，每年一次性托盘耗用木材约为十万立方米，虽然各种塑料托盘，钢制托盘和
7、蜂窝纸托盘都在使用，但前者由于价格不理想，后者由于在只做托盘，生产工艺，制作成型总体较差，使托盘制品衬垫难以规范化和标准化，从而影响整机在生产流水线上的的操作配套。纸浆模塑制品存在防水防潮性能较差问题，经长时间运输特别是在高潮湿条件下，受潮后包装强度减弱，经不起撞击摇摆。电脑产品从商家消费者受重罚历经运输，会经受很多冲击，因此，缓冲包装设计作为电脑等电子产品运输过程中保护产品的措施是必不可少而且要重点研究设计的。第二部分2.1 流通环境条件的分析笔记本电脑从生产厂商到消费者这个过程中历经搬运、装卸、运输等环节。在笔记本电脑所有的流通过程难免会有跌落，跌落高度对笔记本电脑的缓冲衬垫的设计至关重要
8、。产品的跌落高度一般与产品的重量、装卸类型、运输方式等有关。2.2 跌落高度的确定装卸环境与跌落高度货物装卸方式跌落参数重量，kg尺寸，cm1360不限机械搬运底面30所以，所以查表跌落高度可以确定为107cm。2.3 产品脆值的确定产品的脆值是设计缓冲衬垫的一个重要参数，产品的脆值可以根据实验得到，下表是美国和日本多某些产品测定的脆值范围。根据美国的测定，我们知道笔记本电脑属于某些固体电器，在61-85之间，根据日本的测定，在60-90之间，综合下表，我们确定笔记本电脑的脆值为70。美国MTS公司G值产品类型15-25导弹导航系统、精密校准仪器26-40机械测量仪表、电子仪器41-60航空附
9、件、电子打印装置、办公室电子设备61-85电视机、某些固体电器86-115洗衣机、电冰箱115普通机械设备日本工业包装技术资料G值产品类型120机械产品、计算器2.4 缓冲衬垫的设计2.4.1缓冲衬垫的选材目前最长使用的缓冲包装材料是泡沫塑料，电脑用的最多的事EPE，EPE俗称珍珠棉，是一种低密度半硬质闭孔结构耐候性好，无毒，耐腐性阻水和易回收的聚乙烯聚合物。有较好的缓冲和机械性能，压缩不易断裂，高低温环境下不易老化，与产品直接接触不会产生化学反应及腐蚀现象。所以考虑采用发泡聚乙烯来做缓冲衬垫材料。2.4.2 结构设计的选择缓冲包装的缓冲垫的结构设计，因产品的质量、形状和尺寸不同，可采用全面缓
10、冲包装、局部缓冲包装和悬挂式缓冲包装等三种方法.全面缓冲包装法是产品与纸箱之间填满缓冲材料。这种结构适合于形状复杂、批量不大的产品包装。由于产品与缓冲材料之间接触面积大，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，这种结构缓冲材料用量大，某些不需要缓冲的部位也用了同样厚度的缓冲材料，造成浪费，包装成本大。局部缓冲包装法是采用预成型的缓冲材料对产品的角、楞、侧面或易损坏关键部位等处提供缓冲，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。悬挂缓冲包装法，过去主要用于贵重仪器的运输包装和空投包装。传统的悬挂缓冲包装结构是采用8根金属弹簧，把包
11、装箱的8个角吊挂在刚性外包装箱的内壁上。适合于精密、脆弱电子仪器。由于本设计为笔记本电脑设计缓冲包装，属于小型电子产品，故采用局部缓冲包装法。笔记本电脑为规则较薄长方体形状，设计衬垫可近似长方体进行设计。笔记本体积较小，里面电子元件较为紧凑，因此产品的重心可以认为笔记本的几何中心处，产品平放时稳定性很好，不易翻到，分析上面这几种缓冲方式，这款笔记本电脑采用局部缓冲包装法。由于笔记本电脑的重量为3.46Kg,重量较小，可以采用角衬垫式进行缓冲包装，以节省缓冲包装材料，也能达到缓冲防护要求。因此，缓冲衬垫可以安装在笔记本电脑的左右两侧，两衬垫采用采用相同的厚度和形式。2.4.3 缓冲衬垫尺寸设计缓
12、冲衬垫的尺寸计算公式式中：A-缓冲衬垫面积W-产品重量G-产品脆值或冲击加速度T-缓冲衬垫厚度H-跌落高度如下图所示，为发泡聚乙烯的缓冲系数-最大应力曲线在本次设计中，已知参数W为3.46kg，G为70g，H为107cm，在图中曲线作一条水平线，那么切点的纵坐标对应最小缓冲系数值Cmin为4.1，而横坐标就对应最大应力值m为0.03105Pa 由公式可得缓冲衬垫厚度面积分别为：T=CH/G=4.1*90/70=5.27(cm)A=WG/m =3.46*70*104/0.03105Pa=807（cm2）由于衬垫是由两个相同的缓冲垫组成每块衬垫的承载面积为404 cm22.4.4 缓冲包装结构设计
13、笔记本电脑为较薄长方体规则形状，设计衬垫时可考虑为近似长方体进行设计。缓冲衬垫位于笔记本的两侧，由于衬垫厚度为53mm，本设计采用局部缓冲包装法，缓冲衬垫的长度为406mm，高度和长度都是132mm。结构如图所示：2.4.5 缓冲衬垫的校核（1）.强度的校核本设计中笔记本电脑外壳材料为ABS工业塑料，是强度，耐冲击性，耐热性，硬度及抗老化性均优的塑料，它们 的基本特性为抗压强度均超过50MPa.产品与衬垫之间的作用力是相互的。在跌落冲击时，产品以惯性力和自重压缩衬垫，衬底则以同样的力反作用于产品。在基础设计中，为了节省材料，常常设法减少衬垫的负载面积，由此带来的后果是产品支撑面的应力集中，可能
14、导致产品的局部破损，因此，必须校核产品的支撑面的应力，控制在产品强度所允许的范围内。产品许用应力；Pa冲击时最大应力；由于笔记本电脑的外壳抗压强度为50MPa，而聚乙烯缓冲衬垫在107cm跌落时最大应力为m为0.03105Pa。通过比较跌落时，笔记本电脑的外壳远远大于缓冲衬垫的应力，故符合要求。（2）挠度校核衬垫尺寸的面积与厚度之比超过一定比值时，衬垫容易挠曲线或变弯，大大降低衬垫的负重能力。Amin/（1.33T）21 或Amin（1.33T）2T厚度，cm；A面积，cm2。 Amin=404 cm2(1.33X5.3)2=49.7 cm2由此可以判定，衬垫不会弯曲。（3）.跌落姿态校核在衬
15、垫基础设计中，所引用的一系列试验特性曲线和数据，都是以假定的理想状态为前提的，在实际流通中，包装件跌落状态千变万化，有时一角着地，有时一愣着地，有时一面着地，受力情况变化较大，因此有必要对基本尺寸设计作相应的校核和调整，由于角着地时对产品的冲击力最大，因此需要对角进行校核。局部缓冲包装的等效面积确定，采用角衬垫时，角衬垫由三个面积的面衬垫组成，角冲击的等效面积为构成此角三个侧面在水平面上的投影面积。Ae=L2(l+b+d)/ 在角冲击时不仅跌落角的衬垫参与缓冲，该角三个侧面上的其他衬垫也参与缓冲，相当于4个角衬垫，故：Ae=4L2(l+b+d)/实际包装件的外包装容器不是刚体，在冲击过程中产生
16、变形，传递到各个衬垫上的作用力不相同。应根据外包装容器的性能，通过测试，在14之间选择一个合适的系数K。Ae=2KL2(l+b+d)/式中：Ae-等效投影面积 l-产品的长b-产品的宽d-产品的高K-系数L2-衬垫面积这里取K值为1Ae=2KL2(l+b+d)/=2x1x4042（300+230+25.6）/（3002+2302+25.62）1/2=47.89 cm2m =W/A=3.46x10/47.89=0.72(Kg/ cm2)查上图发泡聚乙烯的动态缓冲特性曲线，可知静应力0.72(Kg/ cm2)所对的加速度小于产品的脆值70g，跌落设计的缓冲垫满足角跌落的要求，只要通过了角冲击校核，
17、就一定满足楞冲击的要求，所以整个设计过程没有进行楞冲击校核。第三部分3.1.瓦楞纸板的介绍瓦楞纸板是一个多层的黏合体，它最少由一层波浪形芯纸夹层（俗称“坑张”或“瓦楞纸”）及一层纸板（俗称 “牛皮咭”）构成。它有很高的机械强度，能抵受搬运过程中的碰撞和摔跌瓦楞纸板是用牛皮卡纸（箱板纸）作为里和面，中间用瓦楞原纸（波纹纸）作为夹芯粘结而成。改变夹芯、里纸的层数以及瓦楞的形状、尺寸，可得到不同种类的瓦楞纸板。它具有环保性能好、适用温度范围广、成本低、取材便利、生产工艺成熟、加工性能好等优点。缺点是柔软性差、回弹性差。对于内装物，可以直接用三层或者五层的瓦楞纸板作为内包装的缓冲垫。同时，可以将瓦楞纸
18、板制成各种形状的垫片、垫圈、隔板和衬板、护角、护棱等。中国农大资源环境学院研制成功的新型瓦楞纸板和多层纸芯的复合板材，成功应用于制作集装箱托盘。多层纸芯复合板材不但抗弯曲力强，而且经特殊处理后，还具有阻燃、抗水、质轻、保温、隔音等特点。瓦楞纸板按照不同的标准有不同的分类方式：例如，瓦楞纸板按照瓦楞的形状分为U、V、UV形瓦楞；按照瓦楞层截面的结构可分为A、B、C、D、E5种瓦楞纸板；按照瓦楞层数的多少还可分为一层、双层、三层、五层、七层纸板（即三重瓦楞纸板）。形瓦楞波形的特征是：平面抗压力值高，使用中节省粘合剂用量，节约瓦楞原纸。但这种波形的瓦楞做成的瓦楞纸板缓冲性差，瓦楞在受压或受冲击变霰后
19、不容易恢复。 形瓦楞波形的特征是：着胶面积大，粘结牢固，富有一定弹性。当受到外力冲击时，不象形楞那样脆弱，但平面扩压力强度不如形楞。根据形楞和形楞的性能特点，目前已普遍使用综合二者优点制作的形瓦楞辊。加工出来的波形瓦楞纸，既保持了形楞的高抗压力能力，又具备形楞的粘合强度高，富有一定弹性的特点。目前 ，国内外的瓦楞纸板生产线的瓦楞辊均采用这种形状的波形瓦楞辊。3.2 笔记本电脑外包装箱设计瓦楞纸箱有无污染、可再生、具有良好的缓冲性能等优点。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笔记本电脑的包装一般是用单体包装，本设计选标准箱型0215型。为了保持侧面的印刷面不被破坏，欧收入及
20、与侧面连接，由于笔记本电脑重量轻，所以实际中使用胶黏剂粘合街头。UV形瓦楞纸板分为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楞型的瓦楞底又密，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。由于本设计对象笔记本电脑是高精密产品，所以对缓冲垫的要求较高，一般都承担了电脑的缓冲要求，即外包装无须承担缓冲功能，所以综合考虑选择B单瓦楞纸板设计。3.3瓦楞纸板的厚度设计及计算瓦楞纸板的厚度是瓦楞设计中一个非常重要的因素，不仅决定着瓦楞纸板的
21、尺寸，而且影响到瓦楞纸箱的厚度t-瓦楞纸板实际高度（mm）tn-内外面纸厚度（mm）tmn-瓦楞芯纸厚度（mm）Fhn-瓦楞辊高度（mm）d-瓦楞纸板在制作过程中厚度损失（mm）t= tn+ tmn+ Fhnd通过如下表，可得本设计的瓦楞纸箱厚度为3.3（mm）楞型纸板厚度（mm）楞型纸板厚度（mm）楞型纸板厚度（mm）A5.3AA10.4AB8.1B3.3.BB6.1AC9.4C4.3CC8.4BC7.1D2.33.4外包装的尺寸设计由于是单体包装，就无需考虑排列方式，所以其内尺寸的计算公式Xi =Xmax+2T+k式中：Xi-纸箱的内尺寸Xmax-内装物的最大尺寸T-缓冲件的厚度k-内尺寸
22、修正系数LIBIHI小型箱中型箱大型箱3-73-71-33-45-7因此瓦楞纸箱长宽高各个方面修正系数取为KL=5 mm KB=5 mm KH=4 mmLmax=300 Bmax=230mm Hmax=25.6mm T=53mm由公式可得纸箱的内尺寸为411mm x341mm x 135.6mm再由以下公式可以得出其制造尺寸X=Xi+K式中：X=瓦楞纸箱长、宽、高制造尺寸Xi=纸箱内尺寸K=制造尺寸修正系数02类单瓦楞纸箱制造尺寸修正系数L1L2B1B2HA64639B32326C53538D21213瓦楞纸箱接头尺寸J纸板结构单瓦楞双瓦楞J35-4045-50由表可得，KL1=3 KL2=2
23、 KB1=3 KB2=2 Kh=6 J=38由公式可得瓦楞纸箱制造尺寸L1=Li+ KL1 =411+3=414 L2= Li + KL2 =411+2=413B1=Bi+ KB1 =341+3=344 B2= Bi + KB2=341+2=343H=Hi+K=135.6+6=141.6再由一下公式可以算出其外尺寸Xo=Xmax+K式中Xo-瓦楞纸箱外尺寸Xmax-纸箱最大制造尺寸K-纸箱外尺寸修正系数瓦楞纸箱外尺寸修正系数楞型ABCEAABBCCABACBCK5-73-54-62-410-146-108-128-129-137-11由上表可得纸箱外尺寸修正系数，K=4由此由公式可得，瓦楞纸箱
24、的外尺寸为：418mm x 348mm x 145.6mm3.5纸箱的校核凯里卡特公式根据瓦楞纸板原纸的环压强度计算纸箱的抗压强度：单瓦楞纸箱凯里卡特常数值瓦楞纸箱的堆码强度最底层纸箱承受的堆码载荷为（1）纸箱强度校核瓦楞原纸的国家标准（GB13024-91）品种级别定量g/m2紧度g/cm3大于横向环指数N.m/gBU不小于纵向裂断长km大于耐破指数Kpa.m2/g交货水分%横向耐折度大于次吸水性（正反）g/小于瓦楞用纸A1120.56.58.02.08.02.0B1120.55.08.0+2.0-3.08.0+2.0-3.0箱板纸A20010.025012.50.728.409.702.9
25、52.752.952.758.02.08.02.0808035.0/50.0B20010.025012.50.700.708.402.652.659.02.09.02.0505040.0/-瓦楞纸板的瓦楞展开系数瓦楞形式ABCE展开系数1.5-1.61.4-1.51.35-1.41.2-1.3本设计采用B单瓦楞纸板，所以相关定量可以从上表作为依据由表可知，箱纸板的环压指数r=8.4N.m/g，瓦楞原纸的环压指数r=7.1N.m/g。运输包装用单瓦楞纸板为A行瓦楞，其展开系数为c=1.53，因此，瓦楞纸板的综合环压强度为 =8.4x300+8.4x300+1.53x7.1x180 =70.46(
26、N/cm)纸箱周长：Z=2（L+B）=2x(41.8+34.8)=153.2(cm)瓦楞纸箱抗压强度为：楞常数5.00, 箱常数0.68 =1.86x70.46x(4x5/153.2)2/3x153.2x0.68 =3513.4(N) h14x(3514.3/2x3.46+1) h14x6.1 h6由此可得，堆码层数应小于6层。第四部分4.1 内包装的成本预算（1） PE袋PE袋的厚度为0.05mm，在本设计中可以忽略不计，近似地看作是笔记本的外尺寸300mm x230mm x 25.6mm参考价格 1.5RMB（2） 缓冲气垫参考价格 0.8 RMB（3） 附件盒 参考价格 0.8 RMB（4）缓冲衬垫缓冲衬垫的面积404cm2x2个参考价格 3.5 RMB4.2 外包装成本预算（1）瓦楞纸箱瓦楞纸箱外尺寸，418mm x 348mm x 145.6mm参考价格 2.5 RMB4.3 总体价格1.5+0.8+0.8+3.5+2.5=9.1 RMB第五部分 附图1.附图一：PE袋 附图二：附件盒附图三：瓦楞纸箱展开图附图四：缓冲衬垫
