包装容器结构设计与制造A课程设计-说明书格式

包装容器结构设计与制造A课程设计设计说明书无气苏打水饮料瓶结构设计起止日期：2014年12月23日至2014年12月30日学生姓名高玲玉班级包装工程1203班学号12404200325成绩指导教师(签字)包装与材料工程学院2014年12月摘要饮料是指以水为基本原料，由不同的配方和制造工艺生产出来，供人们直接饮用的液体食品。在人们生活中的地位越来越重要。饮料早已为市面上随处可见的食品。时代的发展推动着饮料瓶的发展。对饮料的的口径大都设置的比较小，饮用者饮用时不过瘾的情况，特意将口径设计为大尺寸，并且还对运输单元包装纸箱的纸箱材料、纸箱型号进行了选择和纸箱尺寸的设计等。关键词：无气苏打水，大口径，结构设计ABSTRACTReferstowaterasthebasicrawmaterial,producedbydifferentformulaandmanufacturingprocess,liquidfoodforpeopletodrink.Inthepositioninpeople'slifemoreandmoreimportant.Foodbeverageisalreadyonthemarketcanbeseeneverywhere.ThedevelopmentofTheTimespromotethedevelopmentofthebeveragebottle.Fordrinksmostlysetissmall,thecalibreofthedrinkersdrinkingisnotenough,whendesignedaperturedesignforbigsize,andalsototransportunitpackingcartoncartonmaterials,modelselectionandthedesignofthecartonsize,etc.Keywords:Airlesssoda,Largediameter,thestructuredesign目录1内装产品特性分析……………………………………………………………………31.1产品包装的现状调查与分析…………………………………………………………31.2产品的性能及包装要求分析…………………………………………………………32内包装容器设计…………………………………………………………………………42.1容器包装材料的选择…………………………………………………………………42.2包装容器设计方案……………………………………………………………………42.3包装容器结构设计……………………………………………………………………52.4制造工艺选择与分析…………………………………………………………………93中包装纸盒设计…………………………………………………………………………43.1纸盒包装材料的选择…………………………………………………………………43.2纸盒包装设计方案……………………………………………………………………43.3纸盒包装结构设计……………………………………………………………………53.4纸盒制造工艺…………………………………………………………………………94外包装纸箱设计………………………………………………………………………104.1集装和运输包装的构思………………………………………………………………104.2纸箱包装的选材与设计………………………………………………………………124.3纸箱的制造工艺……………………………………………………………………135市场预测及设计总结…………………………………………………………………145.1市场预测……………………………………………………………………………145.2设计总结……………………………………………………………………………14参考文献……………………………………………………………………………………15附录………………………………………………………………………………………161内装产品特性分析1.1产品包装的现状调查与分析目前市场上瓶装无气苏打水饮料，瓶身所用材料为PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）。瓶盖采用的是PP（聚丙烯）。设计者并未在材料上加以改变，而是在瓶体结构上做出了一些调整。将商标区设置为一定的弧度往内凹陷，更加适合消费者手拿。根据调查，大部分的苏打水饮料都属于分享型，现在大部分饮料都是小口径，这样不方便倒出，所以将口径增大很有必要。1.2产品的性及包装要求分析无气苏打水是相对于含气苏打水的苏打水一种，无气苏打水以河南焦作为原产地和发源地，因为不含二氧化碳，该产品更加适合大众人群，无气苏打水使用碳酸氢钠的水溶液，添加AK糖等非糖作为口感调节剂，并且适量添加了食用香精。无苏打水不含防腐剂和各种稳定剂。天然无气苏打水含偏硼酸量达到国际医疗用矿水指标，独具小分子团结构，活化细胞，增强新陈代谢和排毒作用。纯净无气，清冽圆润pH值介于8.3±0.5之间，富含人体所需的碳酸氢钠和硼、铁、锂、锌、氟、锶、钼、碘等微量及常量元素17种，是人体酸碱平衡的天平、延年益寿的长寿水，被欧美人士赞誉为黄金之水。产品要求包装材料不能与苏打水中的化学物质发生化学反应即耐腐蚀，同时也对包装容器的气密性也提出了要求，包装材料的化学稳定性也要好，能回收利用，强度也要好。2内包装容器设计2.1容器包装材料的选择无气苏打水饮料要求包装材料的化学稳定性好，无毒，无臭，无味，高阻隔性、重量轻、强度好、加工成型性好、耐老化性好、耐冲击性能好等等，因此，选择PET塑料为包装材料。PET具有有良好的力学性能，耐折性好。耐油、耐脂肪、耐烯酸、稀碱，耐大多数溶剂。纯PET的耐热性能不高，热变形温度仅为85℃左右，但增强处理后大幅度提高。经玻纤增强后的PET力学性能类似于PC、PA等工程塑料，热变形温度可达到225℃。PET的耐热老化性好，脆化温度为-70℃，在-30℃时仍具有一定韧性。PET不易燃烧，且气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、水、油及异味性能。无毒、无味，卫生安全性好，完全符合苹果鲜汁对包装材料的要求。而瓶盖选择PP，PP塑料具有无毒，无臭，无味，重量轻，化学稳定性好，阻隔性好，加工成型方便，力学性能优良等优点，所以选作瓶盖的材料。2.2包装容器设计方案将包装容器设计为500ml、主体部分壁厚1mm的PET塑料瓶，瓶体外形设计成圆柱形,该形状稳定性好。瓶口螺纹采用梯形截面，瓶盖外部设置小凸筋，增大摩擦，便于开启。500ml的饮料瓶大小适中，所以瓶身并没有设置加强筋;塑料瓶的瓶颈和瓶肩是承受瓶体垂直负荷强度的关键部位，瓶颈与瓶肩在垂直负荷作用下易发生变形，其变形大小与瓶肩倾斜角、瓶肩长度等有关。所以在瓶肩的位置设计了弧形设计，这样既增加了美观，也可以起到缓冲压力作用。在容器底部，由于夹缝区的壁厚较大，造成整个容器底部厚薄不一致，其收缩也不一致，导致容器底部翘曲，为了不出现这种情况，将瓶底设计为内凹陷型，这样可以使容器具有较高的耐冲击性能。另外由于该包装容器在设计上较为圆润，所以在瓶身的商标区，也就是消费者的执握区，设置为向内凹陷的圆弧状，这样有利于消费者拿取商品。2.3包装容器结构设计该包装瓶瓶体设计为圆柱形，主体部分壁厚设置为0.5mm，容量为300ml。1、瓶的尺寸瓶总长210mm，瓶身直径80mm，瓶身长100mm，瓶盖高13mm，瓶盖直径43mm，瓶口长13mm，直径40mm，瓶肩长73mm，最大直径72mm，最小直径46mm，瓶底高20mm，凹陷3mm。2、瓶盖及瓶口设计瓶盖的高为13mm，直径为43mm，螺纹形状为u型，密封面采用内转角密封面，为了方便开启，瓶盖外壁设置环形小凸筋。瓶口的螺纹用梯形截面，并在瓶口设置凸环，螺纹形状为u型，采用内转角密封面瓶口直径40mm，长13mm。4、瓶身设计由于瓶子的容量只有300ml，属于小容量瓶，且pp塑料材料的刚度比较好，所以瓶身不设置加强筋，瓶身长65mm，瓶身直径60mm，壁厚0.5mm。4、瓶身设计由于该包装容器在设计上较为圆润，所以在瓶身的商标区，也就是消费者的执握区，设置为向内凹陷的圆弧状，这样有利于消费者拿取商品。瓶身直径80mm，瓶身长100mm，壁厚为1mm。5、瓶底设计由于夹缝区的壁厚较大，造成整个容器底部厚薄不一致，其收缩也不一致，导致容器底部翘曲，为了不出现这种情况，将瓶底设计为内凹陷型，这样可以使容器具有较高的耐冲击性能，以及在自动灌装时防变形和增加支撑稳定性。底高20mm，向内凹陷3mm。6、整体尺寸及效果2.4制造工艺选择与分析该瓶对容器的阻隔性，力学性能，生产速度，透明性有较高要求，所以选择一步法四工位注射拉伸吹塑成型工艺。在此成型工艺中，型坯的成型、冷却、加热、拉伸与吹塑及容器制品的取出均在一台机器上一次完成，生产速度较快。一步法注射拉伸吹塑成型工艺可以使轴向和径向具有相同的拉伸比，可以提高容器的力学性能、阻隔性、透明性、减小壁厚、生产速度快、吹制品不需修边、精度高。主要用于生产0.2-2L、形状为圆形或椭圆形的容器。一步法四工位注射拉伸吹塑工艺过程如下：1、注射管状型坯：将融化塑化的塑料熔体经注塑机喷嘴注入型坯模具内，冷却定型为有底的管状型坯。2、型坯加热调温：型坯芯棒抽出后，型坯由径不模环夹持，转动90度至加热工位，对型坯进行加热调温到适宜于吹塑的温度。3、型坯拉伸吹塑：经调温的型坯，转动90度至吹塑模具内，型坯进行轴向拉伸和径向吹胀成型。4、制品脱模：模颈环夹持制品转动至脱模工位，打开模颈环，取出制品。2.4制造工艺选择与分析由于设计的瓶子是小容量瓶，且对容器的阻隔性，力学性能，生产速度，透明性有较高要求所以选择一步法四工位注射拉伸吹塑成型工艺。此成型工艺可以使轴向和径向具有相同的拉伸比，可以提高容器的力学性能、阻隔性、透明性、减小壁厚、生产速度快、吹制品不需修边、精度高，主要用于生产0.2-2L、形状为圆形或椭圆形的容器。一步法四工位注射拉伸吹塑工艺过程：1、注射管状型坯：将融化塑化的塑料熔体经注塑机喷嘴注入型坯模具内，冷却定型为有底的管状型坯。2、型坯加热调温：型坯芯棒抽出后，型坯由径不模环夹持，转动90度至加热工位，对型坯进行加热调温到适宜于吹塑的温度。3、型坯拉伸吹塑：经调温的型坯，转动90度至吹塑模具内，型坯进行轴向拉伸和径向吹胀成型。4、制品脱模：模颈环夹持制品转动至脱模工位，打开模颈环，取出制品。3销售包装设计由于饮料价格较低，若设计中包装则大大增加成本。且拿取很方便，所以不设计中包装。4外包装纸箱设计4.1集装和运输包装的构思集装和运输包装主要是用于运输过程中，要求外包装纸箱要有很好的刚性、耐刺穿、抗平压，另外设计的销售包装没有将产品全部包裹，对外包装纸箱的密封性要求高，所以选择开槽型纸箱中的0204型纸箱。此纸箱成型方便，稳定性好，密封性也不错。同时外包装纸箱在托盘上的堆码方便，托盘空间利用率要高，这就要把纸箱的长宽高要设计的合理。4.2包装箱的选材与设计由于外包装纸箱内要装比较重的物品，纸箱材料的抗平压，刚性，缓冲效果要好，所以选择5层的e瓦楞纸板。1、瓦楞纸板厚度计算t=t1+t2+t3+2tm+2fh-d五层瓦楞纸板的纸都选择0.3mm厚的纸，瓦楞辊高fh0.8mm，瓦楞纸板制造过程中的厚度损失为d0.1mm，所以该瓦楞纸板厚为3mm。2、纸箱内径尺寸一个产品的尺寸为78mm，78mm，210mm，由于饮料叠放不稳定，所以高度方向仅为1层。内装物总数为5L*4W*1H，一箱20瓶。瓦楞纸箱的内尺寸计算公式如下：Xi=Xmaxnx+d(nx-1)+K’+T内径长宽高的修正系数分别为5mm，5mm，5mm，包装物公差系数为1mm。所以Li=78*5+3+5=398mm，Wi=78*4+3+5=320mm，Hi=210*1+3+5=218mm。3、纸箱制造尺寸瓦楞纸箱制造尺寸计算公式如下：X=Xi+nt+K由于采用的是e瓦楞，修正系数K可选1-3mm，在这里选取K为2mm；由上面可知纸板厚度t为3mm。纸盒的各个面