课程设计-xxx纯牛奶包装系统设计.doc

《包装系统设计》课程设计
题目：xxx纯牛奶包装系统设计

注：页眉，居中，楷体，五号。阅后删除此文本框。
摘 要
本次课程设计以xxx纯牛奶为研究对象，主要通过查阅资料，市场调研等方式进行产品分析，并对品质包装，销售包装，储运包装等相关内容进行选择，设计出牛奶的包装纸盒，运输包装瓦楞纸箱的结构与相关工艺过程。旨在设计出完整合理的牛奶包装系统。
本课程设计的牛奶包装盒的结构为“利乐”无菌砖包装，材质为纸铝塑复合软包装，适印性好，由Photoshop制作装潢图案，采用柔版印刷。储运包装瓦楞纸箱选用B型瓦楞纸板。整体设计结构简单，强度较高，易于生产，外观简单大方。

关键词：系统设计；牛奶包装；尺寸计算
Abstract
Regard the Yi Li Pure Milk as researching object. This course design is mainly through look up information and market researching to analyze the production to select the quality packaging, sale packaging, transport packaging, and to design the milk boxes’ and corrugated cartons’ size and relevant technological process and equipment, which aims to design a reasonable packaging system.
The structure of mobile phone boxes in this course design is Tetra Park, the material is paper aluminum-plastic composite packaging. The packaging decoration is made by Photoshop. And choose the flexible printing. Corrugated cartons choose B type corrugated cardboard. The overall design of the mobile packing boxes and corrugated cartons is simple structure, high strength, easy to produce, and with a beautiful appearance.

Key Words：System Design；Milk PackagingSize Calculation

目 录
摘 要 3
第一章 市场调研 1
1.1 产品自身特点分析 1
1.2 产品包装特点分析 1
1.3 市面上牛奶包装现状 2
第二章 品质包装设计 3
2.1 牛奶销售包装纸盒设计 3
2.2 瓦楞纸箱的选择设计 3
2.3 纸箱工艺流程设计 3
2.4 纸箱生产设备设计 3
第三章 销售包装设计 6
3.1 销售包装的结构设计 6
3.2 销售包装平铺设计 6
3.3 销售包装结构图 6
3.2 包装装潢设计 6
3.3包装装潢图 6
第四章 瓦楞纸箱的结构设计 7
4.1 瓦楞纸箱的尺寸计算 7
4.2 瓦楞纸箱的结构图 9
第五章 强度校核及托盘利用率的计算 10
5.1瓦楞纸箱强度设计及校核 10
参考文献 12
致 谢 13

- I -
第一章 市场调研
在当今社会，随着经济的不断增长，国民生活质量的不断提高，人们对身心的健康越来越重视，大家不再满足于传统的饮食观念，而是更多地追求食品的营养价值，因而高附加值且人性化的产品日渐受到消费者青睐。
1.1 产品自身特点分析
牛奶,是人们日常生活中喜爱的饮品之一。其营养丰富，易于消化和吸收，物美价廉，被人们称为“白色血液”，是理想的天然食品。
牛奶产品功能广博。对于青少年儿童，可以促进生长，强化骨骼；对于中老年人，可以补充钙质，预防肿瘤；对于女士，可以美容养颜，缓解压力。因而牛奶的消费人群可谓不分性别，不分年龄，不分地域，跨度非常之大。
牛奶属于快速消费产品，包装体积小，可供装潢设计的面积也较小，且市面上牛奶品牌众多，因此在追求内在品质的同时，树立产品装潢的特色形象是非常必要的。

1.2 产品包装特点分析
牛奶的消费人群跨度广博，因此需要从消费者对产品的心理需求中提炼共性，以更好地为包装系统设计打下基础。
从包装装潢上考虑，因为牛奶作为一种日常营养食品，消费者对其恒久的心理期望，就是绝对的绿色，天然，至鲜至纯。因而在对其进行装潢设计时，总的基本点是绝不能违反的——那就是健康、营养、卫生；因而整体的设计不宜赋予过分神奇、夸张、距离感的氛围。应以单纯、直观、富有亲切感的装潢设计，带给消费者绿色健康的产品印象。
从储存运输上来讲，由于牛奶呈液态，因此包装材料要求具有良好的隔水性能，并且牛奶需要保持新鲜，因此要有高阻气性，高遮光性，另外，为了避免在运输过程中挤压，碰撞等动作造成包装破损，液体流出，因此包装需要具有较好的挺度，运输包装需要有较好的缓冲性能。
1.3 市面上牛奶包装现状
目前，市面上的牛奶销售包装多包含两种：塑料复合薄膜包装与纸铝塑包装，销售包装多采用瓦楞纸箱包装，但是，其包装还存在一定问题，由于包装不善，强度不够，造成包装变形甚至破损漏水情况较为常见，这直接影响了商品的销售水平，及声誉和竞争力。
通过本次过程设计，旨在严格遵守国家标准、合理选择包装工艺的前提下，力求设计出合理的包装系统，生产出结构简单，强度较高，易于生产，外观简单大方的牛奶包装。

第二章 品质包装设计
2.1 牛奶销售包装纸盒设计
由于本人选择牛奶盒的设计，根据产品包装材料要求具有良好的隔水性能，高阻气性，高遮光性，高挺度的需求，因此我选用纸铝塑包装。其结构是HDPE/纸/Al/PE。
在印刷方式上，牛奶包装，要求图案鲜明，色彩鲜艳，层次丰富，要选用质量较高的印刷方式。本次设计图案以色块为主，无过于细小的线条，对印刷精度要求不高。牛奶属中低端产品，需选用成本较低的印刷方式。牛奶属于食品，需保证其安全性，因此需要采用环保无毒的油墨。综合考虑，拟定选用柔性版印刷作为此包装的印刷方式。
2.2 瓦楞纸箱的选择设计
除了部分大而重的产品采用蜂窝纸板包装箱或木箱外，最典型和最常用的运输包装是瓦楞纸箱。
结构设计：
由于瓦楞纸箱要提供较好的缓冲性能与抗压性能，因此综合考虑，B型瓦楞兼具较好的硬度及缓冲性能，因此选用B型瓦楞纸板。由于内装物的重量不是很大，所以选择造型最简单的六面分配体式折叠纸箱，选择最为简单的 0201型纸箱。
2.3 纸箱工艺流程设计
此次课程设计瓦楞纸箱适宜用瓦楞纸箱生产线进行生产，其工艺过程是由卷筒原纸经过压制瓦楞、上胶、烘干、冷却定型、分切、压痕、横切、印刷开槽成规格纸板，最后经输送堆码等工序生产出合格的纸板成品，从而实现高速高效的流水作业。
2.4 纸箱生产设备设计
送纸机构：RS-1500MA电动无轴纸架
◆ 有效幅宽：1400mm-1800mm；
◆ 原纸升降、夹紧、松开、移动、对中均以电动操作；
◆ 原纸张力调整采用气动刹车或手动刹车，顶尖采用锥形顶尖或膨胀式顶尖。

涂胶机构：SF-280S单面机
◆ 设计速度：100m/min；
◆ 有效幅宽：1400mm-1800mm；
◆ 楞 型：A、C、B、E楞任选；
◆ 涂胶部采用自动循环供胶；

烘干定型机构：DF-800烘干定型系统用途与特点：
◆ 设计速度：100m-200m/min；
◆ 有效宽度：1400mm-2500mm；
◆ 热板表面经研磨处理；
◆ 热板压力辊为密集式，或选用压板式，升降可选电动或液压控制；
◆ 可根据生产纸板层数的需要气动分段加压或整体加压，有利于纸板的粘合成型；
◆ 冷却定型部采用密集悬浮式压辊设计，传动齿轮为油浸式封密传动或半密封油浸传动；

分切压痕机构：SS-150P薄刀纵切压线机
◆ 设计速度：150m/min；
◆ 有效宽度：1400mm2200mm；
◆ 刀轮配置：四刀六线、五刀八线；
◆ 采用电动升降来改变切纸及压线的高度，用来适应进纸的高度；
◆ 采用新颖薄刀高速切纸，切口平整且光滑；
◆ 自动磨刀系统能实现生产过程中，不停机修磨刀片，PLC控制磨刀装置，可依材质或修边状况随时设定间隔米数及磨刀时间；

印刷开槽机构：水墨印刷开槽机
◆一次性完成多色印刷分切压痕开槽
◆采用气动供墨、墨辊与印版自动着墨与脱离，自动匀墨，
◆外型美观结构紧凑，印刷清晰度高、套色误差小，调整方便

输送堆码机构：CF-80输纸机
◆ 最大纸长：2300mm；
◆ 自动堆叠并收集纸板；
◆ 电动横向输出；
◆ 纵接纸采用宽幅输送带输送；

第三章 销售包装设计
3.1 销售包装的结构设计
销售包装是一个长方体的包装盒
根据经验，牛奶一般为250毫升一盒
若L * B * H = 60* 40 * 106 mm
刚好得252毫升，需要留有一定的空隙但有不会空隙太多而浪费材料。
3.2 销售包装平铺设计
由于牛奶消费量大，因此包装盒要考虑可以自动化生产，即需设计为可压平的折叠纸盒，不仅在储存，印刷上都能更便捷。另外，也要考虑到使用过后要便于回收，因此要采用使用后仍能通过翻折，压平回到扁平状态的包装，因此我还是选择采用利乐无菌砖的结构。
每个牛奶盒展开后的尺寸是
L*B = 215*162
3.3 销售包装结构图
见附图1
3.2 包装装潢设计
装潢设计上，包装盒采用奶牛为元素，我选择用奶牛的黑白花纹来代替奶牛的意向，用较大的色块，强烈的对比给人以视觉冲击，除了包装盒背面与正面商标部分，盒体通体采用奶牛黑白花纹，简约大方。更有突出的视觉冲击效果。
3.3包装装潢图
见附图2

第四章 瓦楞纸箱的结构设计
4.1 瓦楞纸箱的尺寸计算
选用 0201 型纸箱，B型瓦楞。根据内装物的排列方法及数目确定瓦楞纸箱的内尺寸。

4.1.1、计算内尺寸
Xi = Xmax * Nx + d * Nx-1) + T + K
X--纸箱内部尺寸mm
Xmax--内装物在 X 方向上的最大外尺寸 mm
Nx--内装物在 X 方向上的排列件数
d--中包装间隙系数 mm
T--隔衬及缓冲厚度 mm
K--内尺寸修正系数 mm.
现已知: Lmax = 60 mm Bmax = 40 mm Hmax = 106 mm
nL = 5 nB = 6 nH = 2
排列方式: 5x6x2
查瓦楞纸箱内尺寸修正系数 K 表可得:
KL = 5 mm KB = 5 mm KH = 2 mm d = 1mm
则: Li = 309 mm Bi = 250mm Hi = 215 mm

4.1.2、计算制造尺寸
（1）由内尺寸计算制造外尺寸
X = Xi + (ni-a)*t
X--瓦楞纸箱长、宽、高制造尺寸mm
Xi--纸箱内尺寸mm
t--瓦楞纸箱计算厚度mm
ni--由内向外纸板层数
a--系数
这是理论公式，在实际生产中要根据情况加上适当的修正系数即: X=Xi+(ni-a)t+ K
因为瓦楞纸板厚度与瓦楞型和纸板层数有关，（ni-a）与箱型有关，一旦楞型纸板层数和箱型确定纸板厚度也就基本确定。所以在实际设计中可将上式中的（ni-a）再加上 1—3 毫米的修正系数而合并成一个常数，用 K 表示
则上式简化为: X = Xi + K
X--瓦楞纸箱长宽高制造尺寸mm
Xi--纸箱内尺寸mm
K--制造尺寸的修正系数mm
现已知: Li = 309 mm Bi = 250 mm Hi = 215 mm
查02 型瓦楞纸箱制造尺寸修正系数 K
查02 型纸箱摇盖伸长系数 Xf 可知
取: KL1=3 KL2=3 KB1=3 KB2=1 KH=6
J=40 Xf=1
则:L1=Li+KL1 = 312 mm L2=Li+KL2 = 312 mm
B1=Bi+KB1 = 253 mm B2=Bi+KB2 = 251 mm
H =Hi+ KH = 221 mm J = 40mm
（2）对接摇盖制造尺寸
在纸箱摇盖对接封合的箱型中，摇盖尺寸理论值应为箱宽制造尺寸的 1/2，但是由于摇盖回弹作用，必然在摇盖对接外产生间隙，使封箱不严造成内装物遭尘埃污染，因此，对接摇盖宽度制造尺寸应加一修正值，这一修正值为摇盖伸长系数 Xf .则：
F=(B1 +Xf)÷2
F--纸箱对接摇盖宽度mm
B1--纸箱非接合端面宽度制造尺寸mm
查表 02 类纸箱摇盖伸长系数 Xf，0201 箱型，B 型瓦楞得:Xf=1mm
则:F=(B1 +X f )/2= 128mm
（3）开槽宽度：
开槽宽度一般为纸板计算厚度的2倍，B型纸板计算厚度为3.3mm，开槽宽度为6.6mm。

4.1.3、计算瓦楞纸箱外尺寸
由制造尺寸计算瓦楞纸箱的外尺寸
在流通过程中不论运费的计算还是箱面标志中的体积都要以外尺寸为准因此在纸箱设计中不公要根据内尺寸确定制造尺寸还要根据制造尺寸计算外尺寸.
Xo = Xmax + K
Xo--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
查瓦楞纸箱外尺寸修正系数K表,根据楞型选 K = 4 mm
则: Lo = 312+4 = 316 mm
Bo = 253+4 = 257 mm
Ho = 221+4 = 225 mm
4.2 瓦楞纸箱的结构图
见附图2

第五章 强度校核及托盘利用率的计算
5.1瓦楞纸箱强度设计及校核
5.1.1 瓦楞纸箱强度设计
瓦楞纸箱强度既是评价瓦楞纸箱的重要指标，又是设计瓦楞纸箱的重要条件。
影响瓦楞纸箱强度的因素可以分为两类：
一类是无法避免的基本因素，也就是决定瓦楞纸箱强度的主要因素，包括：1、原纸强度--内面纸、外面纸、瓦楞芯纸的环压强度或瓦楞芯纸平压强度；
2、瓦楞楞型--A B C E 等；
3、瓦楞纸板种类--双面、双芯双面、三芯双面等；
4、瓦楞纸板含水量；
5、流通领域中外界环境的影响。
另一类是在设计与制造瓦楞纸箱过程中人为影响的可变因素，在设计与制造过程中可以设法避免，包括：
1、箱型与箱形尺寸比例；
2、印刷面积与开孔位置；
3、瓦楞纸箱制造技术；
4、装箱设备缺陷；
5、质量管理。

5.1.2、计算瓦楞纸箱抗压强度
面纸横向环压强度 为 319N/0.152mm
瓦楞芯纸横向环压强度 为146N/0.152mm
已知: R1=R2=319N/0.152mm Rm=146N/0.152mm
Lo=316mm Bo=257mm
则：Z=2(Lo+Bo)=114.6cm
查单瓦楞纸箱凯里卡特常数值B型楞得
aXz=5.00 J=1.27 Cn=1.361
则环压强度 Px=(R1+R2+RmCn)/15.2 = 55.05N/cm
抗压强度 P=Px(4aXz/Z)2/3ZJ = 2488N/cm

5.1.3、校核其强度
瓦楞纸箱外尺寸 316mm * 257mm * 223mm，托盘最大有效堆码高度 Hw 为4m，托盘包装最大高度 hmax 为 1.5m，托盘厚度 T 为100mm，纸箱包装总质量 M=15Kg，电子产品怕吸湿，载荷系数 K=3。
nmax=INT【(hmax-T)/Ho】=INT【(1500-100)/223】=6
Nmin=INT【Hw/hmax】=INT【4000/1500】=2
N’max=INT【(Hw-NminT)/H0】=INT【(4000-2*100)/225】=16
n=INT【N’max/nmax】=INT【16/6】=2
N=nmax*n=2*6=12
因为 N