运输包装课程设计

课 程 设 计（论 文） 目：《运输包装动力学》课程设计 子题：诺基亚手机的物流运输包装设计 专 业： 包装工程 指导教师： 学生姓名： 班级-学号：包装 2012年 11 月 大连工业大学本科课程设计（论文） 电子产品（诺基亚）的物流运输包装设计 Logistics and transport packaging design of electronic products (Nokia) 设计（论文）完成日期 2012年 11 月 27 日 学 院： 专 业： 包装工程 学 生 姓 名： 班 级 学 号： 指 导 教 师： 季峰民 评 阅 教 师： 2012年 11 月 摘 要 诺基亚公司（Nokia Corporation）是一家世界著名的移动通信产品制造商，创始于1865年，1871年组建为诺基亚公司，总部位于芬兰的埃斯波（Espoo）。诺基亚的主要产品是手机，借助Symbian系统，逐渐发展为全球第一大手机厂商。 通过分析诺基亚手机产品的流通环境和产品本身的特性，选择合适的缓冲包装材料，进行缓冲衬垫的尺寸计算和结构设计，完成缓冲包装设计。运输包装设计采用最长用的0201型瓦楞纸箱箱型，并计算尺寸。 关键词：流通环境；缓冲包装；瓦楞纸箱；诺基亚； Abstract Nokia Corporation (Nokia Corporation) is a world-renowned manufacturer of mobile communications products, was founded in 1865, in 1871 to form the Nokia Corporation, headquartered in Espoo, Finland (Espoo).Nokia's main products are mobile phones with the Symbian OS, and gradually developed into the world's largest mobile phone manufacturer. By analysis of a Nokia mobile phone products circulation environment and the characteristics of the product itself, to choose the cushion packaging materials, calculated the size of the cushion, and structural design, complete cushion packaging design. Transport Packaging Design longest with 0201 corrugated carton box, and calculate the size. Key Words：circulation environment; cushion packaging; corrugated boxes; Nokia; 目 录 I摘 要 Abstract Ⅱ 目 录 Ⅲ 1第一章 市场调研 11.1 手机市场 1.2 手机发展 1 第二章 产品流通 2 2.1 产品流通区间 2 2.2 产品运输方式 2 32.3 产品贮存过程 32.4 产品流通环境 32.5 产品特性分析 32.5.1 产品的脆值 2.5.2 产品的固有频率 4 第三章 缓冲包装 5 3.1 缓冲包装设计的 5 3.1.1 缓冲衬垫结构设计 5 3.2 缓冲包装材料选择 5 第四章 运输包装 7 4.1 内尺寸计算 7 4.2 制造尺寸计算 8 4.3 外尺寸计算 9 4.4 堆码性能系数 9 结 论 11 参考文献 12 致 谢 13 第一章 市场调研 手机由于其质量轻、体积小，随身携带方便，有很大的市场潜力。但是在销售及运输过程中，其外观及功能可能遭受到了不同程度的破坏，影响了手机的使用价值。因此对手机包装设计出切实可行的包装，具有着重要的意义。 1.1 手机市场 近期，全球手机市场上呈现出竞争格局动荡、新兴厂商军突起、智能手机发展成为热点、操作系统竞争激烈等特点呈现在我们面前。 目前我国手机产销比已出现负增长。手机产能供大于求的情况会持续。2004年前十个月生产手机1.37亿台，同比增长49%，而新增的手机用户不到5000万。总销量在前十名的手机厂商是诺基亚，摩托罗拉，西门子，波导，TCL，爱立信，三星，康佳，飞利浦和夏新。国内手机厂商由于技术，资金，规模上的局限性，没有给国外手机厂商带来局代的冲击，只有依靠其本土化，低价策略来赢得市场份额。 1.2 手机发展 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，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。 第二章 产品流通 2.1 产品流通区间 1、产地：中国 2、目的地：全国各地 2.2 产品运输方式 运输方式是指旅旅客和货物运输所赖以完成的手段、方法与形式。一般分铁路、公路、内河、海运、航空、管道六种常规方式。运输方式由于运输借助于一定的运输工具，并经由一定的公交路线与港站来完成，故而运输方式取决于所使用的运输工具、交通线路与港站的类别和性质，并受其基本设施与技术装备的特点以及主要技术经济指标的影响。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8.2~8.5HZ，二次共振频率范围为17.3~18HZ，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。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8.2～8.5HZ，二次共振频率范围为17.3～18HZ，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0～200HZ，其中能量最集中处于0～50HZ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80～120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2～4g。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5～8g。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60cm。 2.3 产品贮存方式 贮存是商品流通链中重要的环节。货物贮存方法，堆码重量、高度，贮存周期，贮存地点，贮存环境（如光、雨、虫、霉、鼠、尘、有害气体等）直接影响产品包装件的流通安全性。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。运输及贮存的，为节省占地面积、常需将货物堆高。堆码后底部货物包装件将承受上部货物的重压。这种静载压力会导致包装容器变形（蠕变），影响到包装外观及其动态保护性能。一般仓库堆码高度为34m，汽车内堆高限为2.5m，火车内堆高限为3m，远洋船舱内堆高限为8m。 采用一般仓库贮存，堆码高度2～3m，堆码层数1层。贮存还分为室内贮存和室外贮存，前者要注意防潮、防霉、防水等；后者要注意防雨雪、防阳光、防风等。 2.4 产品流通环境 主要受阳光、温度、湿度、雨雪和空气等影响，它们对不同产品的影响不同，因此在流通过程中对不同气象条件加以考虑。 2.5 产品特性分析 2.5.1产品的脆值 脆值是产品经受振动和冲击时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。通过比较日本、英国同类产品的脆值，本设计中的产品脆值取[G]=70g。 G值 产品类型 <10 大型电子计算机、大型变压器 10～20 精密测量仪器、电子复印机、精密电子仪器 21～40 大型电子管、精密显示器、摄影机 41～~60 大型录音机、彩色电视机、钟表 61～~90 照相机、音响装置、台式计算机、热水瓶、玻璃瓶、鸡蛋 91～120 打字机、电冰箱、收音机、啤酒瓶 >120 陶瓷器皿、机械产品、计算器 2.5.2产品的固有频率 产品的固有频率也设缓冲包装设计中的重要参数，应通过实验测得。合理的缓冲包装应该能够包装件的固有频率远离产品得固有频率，使其免受共振。 第三章 缓冲包装 3.1缓冲包装设计的要求 本文选择的设计对象时该公司生产的诺基亚手机。其重量为0.5KG，54*37*12。 产品的缓冲包装设计是一个系统工程，它不仅包括包装结构、材料、工艺设计，还包括运输包装性能测试与评估方法的设计。缓冲包装件是由包装材料、容器和辅助物等组成的静态组合体，以适应产品在流通环境中遇到的各种危害因素的影响，对产品进行动态的包装防护过程。 适度包装是一种最佳的包装防护，即在满足特定的运输包装性能要求的条件下，以最小的包装体积、最少的包装材料、最方便的贮运方式实现对产品的包装防护。特定的运输包装性能是指产品在特定的装卸、运输、储存等流通过程中应满足的包装性能要求，如对冲击、振动、压力、气候条件等外部环境载荷具有动态适应性，能承受这些变化的环境载荷的考验而免遭破损。 我采用的缓冲包装方式，是一种简洁式包装，有效的对电子产品起缓冲作用还美观大方。 3.1.1缓冲衬垫结构设计 局部缓冲包装法是对被包装产品或内包装件的拐角、楞及侧面进行衬垫缓冲的方法，这种方法主要使用泡沫塑料成型缓冲垫、充气塑料薄膜缓冲垫、橡胶弹簧等作为缓冲体。 为了使用最少的缓冲材料取的最好的缓冲效果，降低包装成本，所以本设计选用局部缓冲包装方法对该产品进行包装。局部缓冲包装法，可以把缓冲体预先放在包装箱或粘结在包装箱内的适当部位，装入比较方便。根据格兰仕微波炉的承载部位和易损部位，设计缓冲衬垫的结构。微波炉表面材质一样不存在不可接触的部分，因此，采用左右两边局部缓冲，要考虑重心位置设计缓冲衬垫和面积比例进行合理的缓冲衬垫制作。 3.2缓冲包装材料选择 缓冲包装材料种类繁多，但它们缓冲作用的远离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。根据缓冲材料力与形变曲线通常可分为县弹性缓冲材料、正切性弹性缓冲材料、双曲正切型弹性缓冲材料、三次函数型弹性缓冲材料和不规则型弹性缓冲材料。按类型分可分为泡沫塑料、气泡薄膜、碎屑状材料、橡胶、纸和纸板等。 常用的缓冲包装材料有三种：瓦楞纸板、气体包装气囊、泡沫缓冲衬垫。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及一层纸板构成。它有很高的机械强度，能抵受搬运过程中的碰撞和摔跌。气体包装气囊，气体包装气囊是由单独式的个别气柱所组成，全面性包覆的缓冲保护，与产品及纸箱紧密贴合而成。泡沫缓冲衬垫具有良好的缓冲吸震性和环境适应性，适合于产品的长途运输和复杂环境的要求，能很好的达到保护产品的目的。 我选择EVA缓冲材料 一、EVA缓冲材料 EVA橡塑制品是新型环保塑料包装材料，具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮、抗化验学腐蚀等优点，具无毒、不吸水。EVA橡塑制品经设计可加工成型，其防振性能优于聚苯乙烯（泡沫）等传统包装材料，且符合环保要求，是出口产品的最佳选择。相对于防震包装可以切割、成型；因密度差异较大，还可以有更为广泛的用途。 二、EVA的特点： 耐水性：密闭泡孔结构、不吸水、防潮、耐水性能良好。 耐腐蚀性：耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀，抗菌、无毒、无味、无污染。 加工性：无接头，且易于进行热压、剪裁、涂胶、贴合等加工。 防震性：回弹性和抗张力高，任韧性高，具有良好的防震/缓冲性能。 保温性：隔热，保温防寒及低温性能优异，可耐严寒和暴晒。 隔音性：密闭泡孔，隔音效果好。 第四章 运输包装 瓦楞纸板因无污染、可再生、具有良好的缓冲性能等优点。瓦楞纸板有科学的结构，弄用较少的材料使其横截面获得较大的惯性矩，所以瓦楞纸板有较高的抗弯强度和刚度。 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。 瓦楞纸板按形状分 U、V 形瓦楞纸。U形瓦楞纸板柔软，富有弹性，只要不超过弹性范围，再撤去平面压力后U型瓦楞能迅速恢复原来的形状；U性瓦楞比较圆滑，几乎不会出现楞辊在楞峰处切断瓦楞纸新的现象。V性瓦楞比较坚硬，强度比较高，但是一旦超出弹性范围瓦楞就会被压溃，完全丧失复原性。我国规定的瓦楞形状介于U形和V形之间，称为UV形瓦楞，其弹性和加工性能由于V形，而平压强度和用料又优于U形。 板分为A、C、B 和E 型四种。A 楞型的高度和间距较大，柔软且富有弹性，缓冲性能较好， 其承受垂直压力性能较高; B 平压强度较高，适合包装较硬的产品，由于瓦楞间距小，面纸比较平坦，印刷效果较好，且容易裁切加工; 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。 4.1 内尺寸计算 内尺寸：Xi=xmaxnx+d(nx-1)+T+k 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，件 d —内装物公差系数，mm T —衬格或缓冲件总厚度，mm K′—内尺寸修正系数，mm L B H 小型箱 中型箱 大型箱 3-7 3-7 1-3 3-4 5-7 已知lmax=90mm bmax=62mm hmax=166mm nL=2 nB=5 nH=1 排列方式 5b×2l×h 查表，取kL′= 5 kL′ =5 kL′ =4 d=1 得： Li=90×2+(2-1)×1+5=186(mm) Bi=62×5+(5-1)×1+5=319(mm) Hi=166×1+(1-1)×1+4=170 (mm) 4.2 制造尺寸计算 制造尺寸计算公式：X=Xi+(n1-a)t 式中：X—瓦楞纸箱长、宽、高制造尺寸，mm Xi—纸箱内尺寸，mm t—瓦楞纸板计算厚度，mm n1—由内向外纸板层数 a— 箱面系数 已知：Li= 186mm Bi=319mm Hi=170mm 选用C楞纸板 查表，取 kL1=4 kL2=4 kB1=4 kB2=2 kH=8 J=35 xf=3 L1=Li+kL1=186+4=190 (mm) L2=LI+kL2=186+4=190 (mm) B1=Bi+kB1=319+4=323 (mm) B2=Bi+kB2=319+2=321 (mm) H=Hi+kH=170+8=178 (mm) F=(B1+xf)/2 =(321+3)/2=162 (mm) J=35 4.3 外尺寸计算 运输包装选择0201箱型，材料为C型瓦楞纸板。 瓦楞纸箱是一种薄壁结构的绿色包装容器 ,广泛应用于商品包装。瓦楞纸箱运输包装系统的优化设计是一个多目标函数、多变量的优化问题 ,以仓储空间利用率最大为优化目标函数 ,瓦楞纸箱强度为约束条件 ,优化瓦楞纸箱结构、配料方案及装载模式 ,能够较全面进行纸箱优化设计 ,较好实现瓦楞纸箱对产品的安全保护、方便储运功能 更多还原 外尺寸计算公式：X0=Xmax+K 式中：X0—纸箱外尺寸，mm Xmax—纸箱最大制造尺寸，mm K—纸箱外尺寸修正系数，mm 瓦楞纸箱外尺寸修正系数K 楞型 AA BB CC AB AC BC K 10～14 6～10 8～12 8～12 9～13 7～11 已知：Lmax=190mm Bmax=323mm Hmax=178mm 查表，K=5 L0=Lmax+K=190+5=195(mm) B0=Bmax+K=323+5=328(mm) H0=Hmax+K=178+5=183(mm) 考虑到产品的自身特点，本设计的外包装容器采用双层瓦楞纸板箱，外层采用抗冲击能力较强的E楞纸板，内层选用缓冲能力较强的C楞纸板；箱型选用02类纸箱；接头采用强度较高的粘合剂粘接。 4.4堆码性能系数 SPF——堆码性能系数 Z——纸箱周边长mm Nmax——纸箱最大堆码层数 代入数据得 =4.3＞2 说明对于安全堆码有足够的强度。 结 论 通过此次的诺基亚手机电子产品的运输包装的设计，使自己在运输包装和缓冲包装更加深入的系统的了解，也对于自己在运输包装的运用更加深入，对于物流运输过程中的一些因素及问题也有了相对的了解，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，对物流领域有了一个全新的认识和了解。 通过本次课程设计，使我对各种软件的应用有了更深一步的认识，并且运用了所学知识去发现、提出、分析和解决问题，锻炼动手的能力，使得在课堂上所学的理论知识运用到实践当中。本次课程设计不仅仅让我对于作图用的各种软件运用得更加自如，还让我收获了更加深厚的友谊，班级同学一起讨论，遇到不会的一起研究，其乐融融。对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。 在本次课程设计中，运用了autocad、3D MAX、PHOTOSHOP、SOILDWORKS等软件，将以前学过的东西复习加于运用，让自己对于产品包装设计类行业更深层的了解运作。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游刃而解。同时，在老师的身上我学到很多实用的知识，在此表示衷心的感谢！ 参考文献 【1】《中国包装工业》 2002年5期 作者：陈兴国 《印刷技术》 2004年2月 作者：康启来 【2】《包装设计》 主编：丁剑超 王剑白 编著：王焕波 出版社：中国水利水电出版社 【3】 彭国勋. 运输包装[M] . 北京: 印刷工业出版社 【4】马庭, 王一临. 常用缓冲包装材料静态压缩特性试验研究[ J] . 包装工程 【5】范文高. 运输包装设计手册[M] . 北京: 机械工业出版社 【6】周明砚, 张峻岭. 缓冲包装设计理论的发展及趋势[ J] . 包装工程 【7】纸浆模塑包装缓冲特性研究进展 中国包装 王宏涛 【8】彭国勋主编.物流运输包装设计.北京：印刷工业出版社.2012.06.14 【9】彭国勋.运输包装.印刷工业出版社 .2012.06.14 注：瓦楞纸板尺寸计算参照运输包装课本第七章. 【10】廖荆.高品质微波炉技术性能及其发展应用.武汉 产品质量监督检验所.2012.06.13 致 谢 在本次课程设计中十分感谢在理论知识和实际设计中给予我帮助的老师和同学们，是他们的帮助让我的课程设计能够更好的完成。 首先，要感谢季峰民老师在理论和技术方面的支持，这是我此次设计能够顺利完成的重要保证。在设计期间，老师的耐心指导也使我开阔了视野，提高了学习与设计能力。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意。 其次，感谢学校开设了这样一门课程，让我们能够将学到的只是应用到实践中，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。我还要感谢在设计过程中给予我帮助的同学，使他们的帮助使我更顺利的进行下去并最终完成设计。 最后，再次感谢我的这些良师益友，谢谢！ 注：页眉，居中，楷体，五号。阅后删除此文本框。