目录

1.设计题目... 2

2.概述... 2

2.1产品详细信息：... 2

2.2运输和销售范围：... 3

2.3存放、运输环境及其可能所造成的损害分析... 3

3.包装结构设计与计算... 3

3.1缓冲衬垫的设计及计算... 4

3.1.1确定衬垫设计的基本参数... 4

3.1.2确定缓冲材料... 4

3.1.3计算缓冲衬垫尺寸... 5

3.1.4衬垫各项指标校核... 5

3.1.5缓冲衬垫的结构设计... 6

3.2瓦楞纸箱的设计... 8

3.2.1确定产品的结构特点和装箱要求。... 8

3.2.2初定箱型。... 8

3.2.3确定纸板代号、箱型代号。... 8

3.2.4纸箱强度校核... 10

4包装装潢设计... 11

4.1图文内容布置... 11

4.2液晶显示器包装的标志、标签... 11

5设计小结：... 12

6参考文献... 13

飞利浦19英寸显示器包装设计

1.设计题目

飞利浦19英寸显示器包装设计

2.概述

21世纪是高科技的时代，人们的生活越来越离不开电脑，而电脑的普及推广很大程度上得益于液晶显示器的发明和液晶技术的发展。所以我选择题目是液晶显示器的包装

由于液晶显示器属于精密电子产品， 长期以来，液晶显示器的破损现象在其流通过程中时有发生，直接造成经济上的损失。实践中，液晶显示器结构强度和包装抗冲击性能的不足是导致机壳破裂的主要原因。缓冲垫作为电视机包装中的重要组成部分。它的设计直接影响着整个包装的抗冲击能力。本次课程设计的主要目标是缓冲衬垫和瓦楞纸箱结构的设计，综合使用AUTOCAD，PROE，Photoshop等软件实现结构装潢的设计和最终效果的实现。

根据现有的飞利浦19寸显示器的产品特性，在重量，尺寸不变的情况下，考虑出口包装的运输环境。（针对每款显示器标明具体的产品尺寸，重量等基本参数）

2.1产品详细信息：

尺寸

带支座的产品（毫米）: 444 x 340 x 192

不带支座的产品（毫米）: 444 x 286 x 57

重量

带支座的产品（千克）: 3.2 千克

不带支座的产品（千克）: 2.9 千克

使用条件

温度范围（工作）: 0 至 40 °C

温度范围（存储）: -20 至 60 °C

相对湿度: 20%-80 %

要求 : 

1．确定产品的流通环境负荷

2．缓冲衬垫的设计计算

3．瓦楞纸箱的设计

产品流通环境负荷分析

2.2运输和销售范围：

由飞利浦中国深圳生产基地出口运往美国各大商场销售。

装卸条件：

由于产品出口销售，流程长，中间环节多，装卸搬运频繁，其方式包括人工和机械装卸。

堆码条件：

仓库（H=3~4m）堆码，集装箱(H<2.5m)堆码,货车车箱(H<2.5m)、火车车厢(H<3m)堆码。取最大值：仓库堆码条件。      

2.3存放、运输环境及其可能所造成的损害分析

若因某种原因需长期(如几年)存储时，推荐以下的方式：

1、装入聚乙烯口袋(最好有防静电涂层)并将口密封

2、放置暗处，避免强光照射

3、决不能在表面压放任何物品

4、严格避免在超过极限温度、湿度条件的环境中存放

3.包装结构设计与计算

    在做了充分的市场调查与比较之后，我觉得，主流的液晶显示器包装仍然采用通用性较强的瓦楞纸箱作为外包装，发泡材料做缓冲结构设计，综合成本较低。整个包装结构设计分为两大部分，一个是缓冲结构的设计，包括衬垫材料的选择，空间结构的设计，以及制造尺寸的设计，另一部分是外包装盒的结构设计，包括长、宽、高基本尺寸的设计尺寸和制造尺寸。

3.1缓冲衬垫的设计及计算

3.1.1确定衬垫设计的基本参数

产品（不带底座）的基本尺寸：444 x 286 x 57 毫米 ；

产品（不带底座）重量：2.9 千克；（1）试验机主要技术指标

产品脆值:

    根据美国军用手册，选择70。

流通环境条件的等效跌落高度H取60cm。(常用)

代表材料性能的缓冲特性曲线:

缓冲系数-最大应力曲线

3.1.2确定缓冲材料

挑选包装及缓冲材料时要注意哪些性能呢? 一般说来要考虑到： 材料的隔振性能、缓冲性能。受载后的变形性能， 卸载后的恢复性能，材料的强度、刚度以及材科的强度刚度随湿度、温度等条件变化情况等等。当然，还要注意到不同的两个根据挑选材料时之着重点不同。经过调研，挑选的材料又满足两个根据要求，其成本价格又令人满意， 这是必须做的工作。

液晶显示器包装主要由纸箱和缓冲垫组成，它的作用主要是保护液晶显示器免受过量冲击而造成破损，其中缓冲垫作为主要的舟质层。由于其特有的材料特性。整个包装中占有重要的位置

泡沫塑料体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、吸音、减震等特性，且介电性能优于基体树脂，用途很广。几乎各种塑料均可作成泡沫塑料，发泡成型已成为塑料加工中一个重要领域。

泡沫塑料是一种应用广泛的材料,它以塑料为基本成分,含有大量气泡是一种以气体为填料的复合材料。由于它质轻、比强度高、吸收冲击载荷的能力强、隔热和隔音性能好,被广泛应用于农业、建筑、航空、运输、包装等行业。

泡沫塑料与纯塑料相比，具有密度低，质轻，比强度高，其强度随密度增加而增大，有吸收冲击载荷的能力，有优良的缓冲减震性能，隔音吸音性能，热导率低，隔热性能好，优良的电绝缘性能，具有耐腐蚀、耐霉菌性能。软质泡沫塑料具有弹性优良等性能。因此初步选定材料：发泡聚氯乙烯 比重0.031g/cm3。

3.1.3计算缓冲衬垫尺寸

衬垫基本结构尺寸设计说明：

    仿照目前市面上通用基本结构，采用两侧包楞包角衬垫，两个对称的棱角垫，左右分别采用对称的包棱包角结构，正面与背面分别由水平方向边缘向中心延伸12cm,竖直方向由边缘向中心延伸4cm。

    注：显示器屏幕外侧周围有宽度为1.6cm的外壳。显示器外围厚度为3cm。

    T=CH/G=3.6×60/70=3.08cm                 

    A=WG×104/σm

     =28.42×70×104/(3.6×105)=55.26.

    正面：10.4×1.6×4+1.6×28.6=112.32cm²

    侧面：28.6×3=85.8cm²

底面：12×3×2=72 cm²

背面：12×28.6×2-20×8×2=366.4 cm²   

3.1.4衬垫各项指标校核

（1）强度校核

求静应力：

    σs=W/Amin=28.42/72×104=0.039×105Pa

    查聚氯乙烯最大加速度静应力曲线，T=3cm、

H=60cm对应的最大加速度约为60g,小于产品脆值，满足

条件

（2）挠度校核

Amin=A底面=72 cm²

    要求Amin/(1.33×T)2>1   故有：72/(1.33×T)2=4.51>1      满足条件。

（3）跌落姿态校核

通过角跌落校核的一定能通过棱跌落校核。故，在这

里进行角跌落校核，由于衬垫不是规则的正方体，所以需要

对各个面的等效跌落面积分别进行计算

选取正面，底面和侧面的交角。

    L12 =S正/4=24.88 cm²

    L22 =S侧/2=42.9 cm²

    L32 =S底/2=30 cm²

由于包装对像不是正方体。根据公式可有

    S1=L12 ·b/ √(l2 +b2 +d2 )

      =24.882×3/√(44.42 +32 +28.62 )

      =1.59 cm²同样的方法可以得到：      

    S2=36.01 cm² ； S3=19.46 cm² .

由等效面积公式Ae=K·（S1+S2+S3）取K=1

    得角跌落等效面积为：

    Ae=1.59+36.01+19.46=57.06>55.26cm²

    即角跌落校核满足条件。

（4）蠕变量校核

取蠕变系数Cr=10%.

则实际厚度T`=T·(1+Cr)=3.3cm

（5）温湿度校核

根据产品参数分析，运输环境的温湿度条件在产品正常使用的范围之内。

3.1.5缓冲衬垫的结构设计

在满足产品安全的条件下，结构上根据减少原材料的原则进行设计，衬垫采用特殊的结构，留出可以插放底座的凹槽。具体结构见附图

图1缓冲衬垫结构示意图

衬垫与产品组合之后的样子如图2所示:

图2产品与衬垫的装配图

3.2瓦楞纸箱的设计

3.2.1确定产品的结构特点和装箱要求。

    衬垫与产品组合后的外尺寸为510cm×406cm×135cm

3.2.2初定箱型。

在第三章的市场调查中发现，目前主流的包装均遵循人及工程学，为了便于携带和搬运，箱型选用常用的锁底系列非标准型瓦楞纸箱。     

3.2.3确定纸板代号、箱型代号。

选定箱板纸：包装对象重量为2.9kg，最大综合尺寸为1051mm，根据GB6543- 86(表7-7)，初步确定采用单瓦楞纸板. 又由于产品是出口外销，  属于第一类第二种，代号为S1.2。根据GB6455-86要求纸张耐破强度为784KPa，边压强度为5880N/m，戳穿强度为4.9J

3.2.3.1确定定量

用于出口，非精密或贵重产品，选用B等箱板纸，可得耐破指数为r=2.65 kPa·m2/g，根据经验公式：p=0.95∑σb计算得每层箱板纸的耐破强度为：

    σb=784kPa/(0.95×2)=412.6 kPa

箱板纸要求的定量为：

Q=σb/r=412.6/2.65=155.7g/m2

根据GB13024-91，内外纸张选用200g/m2的B等箱板纸。     

根据参考书表7-2，选用B等瓦楞芯纸，定量选为160g/m2，其还压指数为7.1 N·m/g .展开系数取1.35，粘合剂定量取100g/m2。

确定瓦楞纸板的定量：

按照选用的箱板纸和瓦楞芯纸，瓦楞纸板的定量=内、外箱板纸及各中间垫纸的定量之和+∑（瓦楞芯纸定量×瓦楞展开系数）+粘合剂的定量=200+200+1.35×160+100=716g/m2。

确定瓦楞纸箱的内部尺寸。取长度和宽度方向的公差为△X=5mm,取高度方向的公差为△X=4mm。

L`=510+5=515mm

B`=135+5=140mm

H`=406+4=410mm

确定瓦楞纸箱的制造尺寸。由参考书上资料提供，接头尺寸取35mm，可得瓦楞纸箱的制造尺寸如下：

L1=L`+△X`=515+3=518mm

L2=L`+△X`=515+2=517mm

B1=B`+△X`=140+3=143mm

B2=B`+△X`=140+2=142mm

H=H`+△X`=406+6=412mm

确定纸箱的外部尺寸：选取外尺寸加大值为△X=5mm，故，瓦楞纸箱的外尺寸为：

L``=L1+△X=518+5=523mm;

B``=B1+△X=143+5=148mm;

H``=H+△X=412+5=417mm.

根据以上计算得到的制造尺寸，综合考虑箱体提手和锁底式纸盒结构，绘制纸箱结构展开图，如图1所示：

图3瓦楞纸箱结构展开图

3.2.3.2接合与封箱设计：

根据参考书表7-9，由于采用3层瓦楞箱，选用18号U型钉钉合，每个U型钉破坏载荷为P=15N,斜向排列，强度系数K=1，所需钉数为：

n=W/(KP)=28.42/15=1.89个。

所以，本次纸箱采用粘接。

3.2.4纸箱强度校核

3.2.4.1确定纸张环境抗压强度

货物重量为产品重量、衬垫重量和瓦楞纸箱的重量之和：W`=(3.2+0.519) ×9.8N=36.45N. 根据前文已取仓库堆码高度为h=4m，安全系数取2。

则堆码载荷为：

P=K·W·(h/H-1).

式中：

P:堆码载荷；K:安全系数；H:瓦楞纸箱高度。

则环境要求的抗压强度为：

        P=2×36.45N×(400/40.6-1)=641.53N.

3.2.4.2计算纸箱固有抗压强度

Px=∑rQ+∑rmQ                  

      =(8.4×200+8.4×200)+(7.1×160×1.35)

      =4893.6(N/m)

      =48.9(N/cm)

楞常数取aXz=5.0，箱常数取J=0.68，纸箱周长为

Z=2(L+B)=132.2cm.

瓦楞纸箱的抗压强度为：

Pc=Px(aXz/(Z/4))^2/3·z·J=2134.3N

3.2.4.3瓦楞纸箱强度效核

计算得到的环境要求的抗压强度为641.53N 。设计的瓦楞纸箱固有抗压强度为2134.3N。故本次设计瓦楞纸箱满足堆码环境要求。

4包装装潢设计

包装装潢需要包括产品的形象、性能基本参数、生产厂家、产地、销售区域、生产日期等等全面的信息，还有装潢图案和标签等等。为包装纸箱的强度，在保证覆盖全面信息的前提下，尽可能的减少印刷内容。

4.1图文内容布置

纸箱总共六个面，由于下底面不用来展示因此不做印刷设计，上底面主要提供提手，强度会相对较弱，为保证整体强度，也不设计印刷内容。两个主面用于展示产品形象因此承担主要图案印刷内容。侧面用于印刷小面积的标签和运输标签等等。

4.2液晶显示器包装的标志、标签

包装箱外应标有制造厂名称、产品型号，并喷刷或贴有“小心轻放”、“怕湿”、“向上”等运输标志，运输标志应符合GB191的规定。产品的其它标识应符合国家有关规定。包装箱外喷刷或粘贴的标志不应因运输条件和自然条件而退色、变色、脱落。包装箱应符合防潮、防尘、防震的要求，包装箱内应有装箱明细表、检验合格证、备附件及有关的随机文件。

包装后的产品应能以任何交通工具，运往任何地点，在长途运输时不得装在敞开的车厢和船舱中，中途转运时不得存放在露天仓库中，在运输过程中不允许和易燃、易爆、易腐蚀的物品同车（或其它运输工具）装运，并且产品不允许经受雨、雪或液体物质的淋湿与机械损伤。

产品贮存时应放在包装箱内，存放产品的仓库环境温度为0℃～40℃,相对湿度为30%～85%。仓库内不允许有各种有害气体、易燃、易爆的产品及有腐蚀性的化学物品，并且应无强烈的机械振动、冲击作用。包装箱应垫离地面至少100mm，距离墙壁、热源、冷源、窗口或空气入口至少500mm。若无其他规定时，贮存期一般应为六个月。若在生产厂存放超过六个月时，则应重新进行交收检验。

具体设计如图5所示：

图4装潢设计平面图

包装完成后的三维立体效果图如图4所示：

5设计小结：

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

回顾起此次包装CAD课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整一星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，更加熟练掌握了CAD绘图的基本方法和技巧，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，但是通过这次课程设计之后，我一定把以前所学过的知识重新温故。

6参考文献

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