液晶顯示器緩沖包裝設(shè)計(jì)

1、浙江科技學(xué)院 輕工學(xué)院包 裝 工 藝 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書設(shè) 計(jì) 題 目 液晶顯示器緩沖包裝設(shè)計(jì)專 業(yè) 班 級(jí) 包裝072 組 號(hào) 8 學(xué) 號(hào) 107141057 學(xué) 生 姓 名 齊 濟(jì) 指 導(dǎo) 教 師 孫耀宇 2010年 6 月 25 日包裝工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 齊 濟(jì) 專業(yè)班級(jí)： 包裝072 指導(dǎo)教師：孫耀宇、徐曉娟 部 門 ：包裝工程教研室 題 目: 液晶顯示器產(chǎn)品包裝保護(hù)與包裝工藝設(shè)計(jì) 初始條件：液晶顯示器產(chǎn)品，要求采用內(nèi)包裝形式與重量或體積，保質(zhì)期48個(gè)月；年產(chǎn)量4萬(wàn)臺(tái)等。要求完成的主要任務(wù): 1液晶顯示器包裝保護(hù)的基本要求與包裝方案設(shè)計(jì)1.1液晶顯示器包裝保護(hù)的基

2、本要求1.2 液晶顯示器包裝保護(hù)方案設(shè)計(jì)1.3 液晶顯示器包裝的保存期計(jì)算2 液晶顯示器包裝保護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)計(jì)算2.1銷售包裝容器的設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)計(jì)算2.2 運(yùn)輸包裝容器的設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)計(jì)算3 液晶顯示器包裝工藝設(shè)計(jì)3.1 液晶顯示器包裝工藝規(guī)程的制訂 3.2 液晶顯示器包裝工藝過程分析4、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書的內(nèi)容與要求1）按照設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，應(yīng)不少于12000字；設(shè)計(jì)繪圖用A4幅面的紙打印，所繪設(shè)計(jì)圖必須符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)（含尺寸標(biāo)注完整、技術(shù)要求全面、標(biāo)題欄填寫完整、制圖符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等）2）說(shuō)明書最后列出參考文獻(xiàn)不少于10篇；3）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書全部用A4紙打印。時(shí)間安排：2010年6月

3、28日2010年6月29日：方案設(shè)計(jì)；2010年6月30日2010年7月 2 日：具體內(nèi)容的設(shè)計(jì)工作與寫出課程設(shè)說(shuō)明書；2010年7月 3 日：設(shè)計(jì)答辯與資料驗(yàn)收； 指導(dǎo)教師簽名： 2010年 6月 25 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 2010年6月 25 日目 錄引言.11 液晶顯示器及其特點(diǎn).11.1.21.2 液晶顯示器的包裝的標(biāo)志、標(biāo)簽和包裝 .41.3顯示器的存放、運(yùn)輸環(huán)境及其可能所造成的損害.5運(yùn)輸環(huán)境.51.3.2對(duì)破裂的設(shè)想.7關(guān)于振動(dòng).82 液晶顯示器的包裝設(shè)計(jì)方案.102.1 緩沖材料的選擇.10泡沫塑料.102.1.2.102.2 設(shè)計(jì)條件確定12流通環(huán)境.13產(chǎn)品脆值

4、分析.13產(chǎn)品可緩沖部位.13產(chǎn)品理論緩沖面積.152.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15緩沖單元的設(shè)計(jì).15緩沖墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).163 優(yōu)化設(shè)計(jì).173.1 緩沖墊外表面的優(yōu)化.173.2 優(yōu)化EPS的工藝參數(shù)與密度.183.3 原包裝件的確定.183.4 緩沖包裝的跌落測(cè)試.184 結(jié)論.21參考文獻(xiàn) .22液晶顯示器緩沖包裝設(shè)計(jì)引言21世紀(jì)是高科技的時(shí)代，人們的生活越來(lái)越離不開電腦，而電腦的普及推廣很大程度上得益于液晶顯示器的發(fā)明和液晶技術(shù)的發(fā)展。由于液晶顯示器屬于精密電子產(chǎn)品， 長(zhǎng)期以來(lái)，液晶顯示器的破損現(xiàn)象在其流通過程中時(shí)有發(fā)生，它不僅直接造成經(jīng)濟(jì)上的損失而且影響著產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 面對(duì)產(chǎn)品激烈的市場(chǎng)競(jìng)

5、爭(zhēng)，設(shè)計(jì)合理的電視機(jī)包裝結(jié)構(gòu)巳經(jīng)成為各電視機(jī)廠家不可回避的一十重要課題。實(shí)踐中液晶顯示器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和包裝抗沖擊性能的不足是導(dǎo)致機(jī)殼破裂的主要原因。緩沖墊作為電視機(jī)包裝中的重要組成部分它的設(shè)計(jì)直接影響著整個(gè)包裝的抗沖擊能力。目前，一般采用在結(jié)構(gòu)上多加肋、加厚來(lái)提高液晶顯示器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或者簡(jiǎn)單增加緩沖墊的厚度等方法來(lái)提高液晶顯示器包裝的抗沖擊性。雖然這些方法能夠解決大多數(shù)的實(shí)際問題但通常會(huì)造成結(jié)構(gòu)和包裝的過分設(shè)計(jì)，增加生產(chǎn)制造成本這是生產(chǎn)廠家所不愿意看到的。因此，本文希望通過緩沖墊的性能分析來(lái)優(yōu)化緩沖墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從而降低材料成本并提高緩沖性能1 液晶顯示器及其特點(diǎn)由于液晶顯示器屬于精密電子產(chǎn)品，它在運(yùn)輸

6、過程中，對(duì)于環(huán)境的要求特別高，電磁，靜電，路面，運(yùn)輸工具，天氣環(huán)境等這些因素都有可能導(dǎo)致液晶顯示器在運(yùn)輸過程中受到損壞，無(wú)法正常使用，增加運(yùn)輸成本，因此，在運(yùn)輸過程中的防護(hù)包裝就顯得尤為重要。這里我們列出了液晶顯示器在運(yùn)輸過程對(duì)緩沖包裝的幾點(diǎn)技術(shù)要求:1.2 液晶顯示器包裝的標(biāo)志、標(biāo)簽和包裝包裝箱外應(yīng)標(biāo)有制造廠名稱、產(chǎn)品型號(hào)，并噴刷或貼有“小心輕放”、“怕濕”、“向上”等運(yùn)輸標(biāo)志，運(yùn)輸標(biāo)志應(yīng)符合GB191的規(guī)定。產(chǎn)品的其它標(biāo)識(shí)應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定。包裝箱外噴刷或粘貼的標(biāo)志不應(yīng)因運(yùn)輸條件和自然條件而退色、變色、脫落。包裝箱應(yīng)符合防潮、防塵、防震的要求，包裝箱內(nèi)應(yīng)有裝箱明細(xì)表、檢驗(yàn)合格證、備附件及有

7、關(guān)的隨機(jī)文件。   包裝后的產(chǎn)品應(yīng)能以任何交通工具，運(yùn)往任何地點(diǎn)，在長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)不得裝在敞開的車廂和船艙中，中途轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)不得存放在露天倉(cāng)庫(kù)中，在運(yùn)輸過程中不允許和易燃、易爆、易腐蝕的物品同車（或其它運(yùn)輸工具）裝運(yùn)，并且產(chǎn)品不允許經(jīng)受雨、雪或液體物質(zhì)的淋濕與機(jī)械損傷。 產(chǎn)品貯存時(shí)應(yīng)放在包裝箱內(nèi)，存放產(chǎn)品的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境溫度為040,相對(duì)濕度為30%85%。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)不允許有各種有害氣體、易燃、易爆的產(chǎn)品及有腐蝕性的化學(xué)物品，并且應(yīng)無(wú)強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)、沖擊作用。包裝箱應(yīng)墊離地面至少100mm，距離墻壁、熱源、冷源、窗口或空氣入口至少500mm。若無(wú)其他規(guī)定時(shí)，貯存期一般應(yīng)為六個(gè)月。若在生產(chǎn)廠存

8、放超過六個(gè)月時(shí)，則應(yīng)重新進(jìn)行交收檢驗(yàn)。1.3 顯示器的存放、運(yùn)輸環(huán)境及其可能所造成的損害若因某種原因需長(zhǎng)期(如幾年)存儲(chǔ)時(shí)，我們推薦以下的方式：1、裝入聚乙烯口袋(最好有防靜電涂層)并將口密封2、放置暗處，避免強(qiáng)光照射3、決不能在表面壓放任何物品4、嚴(yán)格避免在超過極限溫度、濕度條件的環(huán)境中存放1.3.1 運(yùn)輸環(huán)境運(yùn)輸環(huán)節(jié)是指產(chǎn)品從出廠到顧客手中所有的承受力的環(huán)節(jié)，包括汽車、火車、庫(kù)的裝卸、堆碼等。每一個(gè)環(huán)節(jié)都使產(chǎn)品承受不同的力，使產(chǎn)品產(chǎn)生不同的響應(yīng)、振動(dòng)或沖擊等。不同的運(yùn)輸環(huán)節(jié)， 緩沖減震設(shè)計(jì)中著重點(diǎn)就不同。比如t產(chǎn)品的運(yùn)輸環(huán)節(jié)是裝卸次數(shù)多，緩沖減震設(shè)計(jì)首先是考慮沖擊破損問題，相反，裝卸次數(shù)少

9、的長(zhǎng)途運(yùn)輸，首先是在設(shè)計(jì)中考慮堆碼條件下的運(yùn)輸中的共振問題。據(jù)測(cè)，火車運(yùn)輸中有明顯的周期激振力存在，如果設(shè)計(jì)不周，就會(huì)使產(chǎn)品發(fā)生共振將造成很大損失。汽車上的產(chǎn)品也有共振問題， 由于卡車本身結(jié)構(gòu)原因，尤其是裝于汽車后部產(chǎn)品， 在運(yùn)輸中， 也往往會(huì)引起產(chǎn)品的共振，造成產(chǎn)品破損。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 汽車運(yùn)輸中， 約有6O 的產(chǎn)品破損發(fā)生在卡車后韶 據(jù)測(cè)量，汽車(指一用卡車)在較好路面行駛， 車速每秒2O米時(shí)， 一階、二階、三階、四階，振動(dòng)固有頻率皆在15HZ以下， 國(guó)外進(jìn)口汽車也不超過25HZ在設(shè)計(jì)中，一定要避開這個(gè)頻率范圍， 以免在運(yùn)輸中發(fā)生共振。在長(zhǎng)途汽車運(yùn)輸中，還要適當(dāng)?shù)乜紤]到產(chǎn)品的疲勞破損問題，關(guān)于這

10、個(gè)問題， 可參考拙作公路運(yùn)輸中自行車的隨機(jī)激勵(lì)振動(dòng)(包裝工程 ，1990年一期)?？傊?，在考慮運(yùn)輸環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中要想到： 沖擊、共振、疲勞三個(gè)大的破損基因，但不同環(huán)節(jié)， 著重點(diǎn)要有所區(qū)剮若條件允許，還應(yīng)考慮一下運(yùn)輸環(huán)境， 因包裝材料大部是紙箱或塑料薄膜， 它們都因玲熱， 風(fēng)， 雨.會(huì)在性能上發(fā)生變化。以下是液晶顯示器的各種環(huán)境適應(yīng)性：1.3.2 對(duì)破裂的設(shè)想破裂，根據(jù)形狀可分為三種： 完全破裂，分散為幾塊； 有裂縫，但不分散；介于 和 之間的狀態(tài)。現(xiàn)在家電廠家的基本想法是， 不行，還可以， 要根據(jù)具體情況決定。其根據(jù)是在 的情況下，要搬運(yùn)或堆垛就可能損壞產(chǎn)品。常用的塊狀發(fā)泡苯乙烯，無(wú)論是靜壓遼是

11、動(dòng)壓，壓縮到變形超過85 仍看不出發(fā)生破裂現(xiàn)象而角墊那樣具有兩面以上受壓面積的成型品如果只有一面受力時(shí)，壓縮變形超過60時(shí)即出現(xiàn)裂縫或硬傷。如圖l，對(duì)L型或角墊狀緩沖材料的某一面按箭頭方向加力時(shí)，其他面就要向加力的一面傾倒。但由于有產(chǎn)品的阻擋而不能動(dòng)、受壓面和直角的面起了阻止受壓面厚度減小的作用，于是一部分就會(huì)出現(xiàn)撕裂樣的硬傷。其大小、深度取決于加壓速度，所加的力、粒子的大小和厚度。為了減少其損害，圖2的方法可以說(shuō)是一種對(duì)策。這種破裂發(fā)生的最大原因，是由于水平面也對(duì)緩沖材料上加的力有干涉作用而引起的。為了防止這一點(diǎn)可以考慮使受壓面互相獨(dú)立， 以避免它們相互牽扯。溝槽的深度，從理論上講最好是厚度

12、的50 60 左右為宜。寬度有5ram就足夠了。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能充分利用緩沖材料的性能，但是不易脫模，恐怕成型行業(yè)不愿采用。這種形狀和以往的成型品相比，作用力緩和， 有充分的受壓面積，能減少靜載重和潛移， 有希望在落下時(shí)得到接近設(shè)計(jì)值的G值。把其他角、棱做成圓形和落下狀態(tài)也有關(guān)，外箱的瓦楞紙箱的剛性，也有很大影響。貨物形狀l0 的差別是不可忽視的數(shù)值。當(dāng)然，要滿足的各種條件是一樣的。以往，縮小受壓面積，增大厚度的設(shè)計(jì)方法，潛移在第 2次、第3次落下時(shí)，和厚度的減少很多相反。充分利用受壓面積，在滿足容許G值的范圍 t內(nèi)減小厚度的方法在設(shè)計(jì)上還是很難的。只有掌握容許G值、達(dá)到質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)的廠家才

13、能采用。 1.3.3 關(guān)于振動(dòng)對(duì)運(yùn)輸中的振動(dòng)也需要研究。一般情況下，外力的振動(dòng)數(shù)和包裝貨物的固有振動(dòng)數(shù)之比是2時(shí)，傳遞率是J，其比值在05l之間一般能顯示出最大值其比值大干2時(shí)，傳遞事會(huì)迅速減小。用MIL HDBK304記錄各種緩沖材料的傳遞率曲線表明，發(fā)泡苯乙烯是25倍、d0倍我們最多使用的沒有50倍、60倍的。用分別進(jìn)行試驗(yàn)是投法求得的。靜載重25.4mm50.8mm76.2mm101.6mmg/(cm*cm)Hz倍Hz倍Hz倍Hz倍5253*551*851*9.539*8.48050*3.533*431*5.735*613730*3.430*628*7.324*6從上表可以看出靜載重52

14、v,cm 、厚度25，4ram 的震動(dòng)傳遞率最大的振動(dòng)數(shù)是53Hz、達(dá)到所加力的5倍時(shí)震動(dòng)就會(huì)傳給內(nèi)裝物厚度是508ram時(shí)震動(dòng)數(shù)是52Hz，所加的力會(huì)達(dá)到8倍。通常運(yùn)中所受的外力貨物列車會(huì)因鋼軌的接縫和車速而發(fā)生變化，卡車的震動(dòng)匾取決于一般道路、高速道路，行駛速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)倒如，卡車夜間在高速公路上行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是30003600轉(zhuǎn)時(shí)，震動(dòng)數(shù)就是5060I-!z，受到震動(dòng)就是0103G左右假設(shè)緩沖材料的厚度是50ram，倍事是d0時(shí)，那么受到的外力是O，824(3(52I"·8倍)從行駛時(shí)間來(lái)考慮，落下沖擊等肯定不止一次，連續(xù)反復(fù)受力是發(fā)生大的損傷的原因。緩沖設(shè)計(jì)不僅

15、僅決定于緩沖材料的厚度和面積，還要研究保管期間因潛移引起的厚度減小以及震動(dòng)特性等。在測(cè)定沖擊值時(shí)要用加速度計(jì)。加速度計(jì)過于靈敏時(shí)，沖擊波中很多的高次諧波就會(huì)重疊，這種高次諧波除了特殊目的之外都是不必要的與其斷開，不如不做錯(cuò)誤判斷更有利，應(yīng)該好好考慮使用方法。例如，要算出G值，只考慮渡高值就不夠。由基礎(chǔ)部分的長(zhǎng)度可知沖擊時(shí)間，將沖擊波形細(xì)分，通過積分，使用抽計(jì)算機(jī)還可以算出G值以及角固有震動(dòng)數(shù)、固有震動(dòng)數(shù)，吸收能量、變形等只根據(jù)沖擊波形進(jìn)行各種計(jì)算，也有一些問題。加速度計(jì)是安在產(chǎn)品上的，位置不同時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)沒有意義的值。由于產(chǎn)品自身因不同的緩沖材料也受到緩沖，所以常是收不到基本沖擊波5倍以上的高

16、次諧波。產(chǎn)品內(nèi)有因沖擊引起震動(dòng)軟弱的部分和作為高次諧波的沖擊波形重臺(tái)如看到這個(gè)高次諧波的頂點(diǎn)、就可讀到比實(shí)際發(fā)生G值大的值 為了防止這一點(diǎn) 要參考由基礎(chǔ)部分算出來(lái)的沖擊時(shí)間。為了減少這些錯(cuò)誤，就要有效地利用濾波器了解其它基本事項(xiàng) 如不見到?jīng)_擊波形是難以分析真實(shí)的數(shù)據(jù)的。2 液晶顯示器的包裝方案2.1 緩沖材料的選擇挑選包裝及緩沖材料時(shí)要注意哪些性能呢? 一般說(shuō)來(lái)要考慮到： 材料的隔振性能、緩沖性能 受載后的變形性能， 卸載后的恢復(fù)性能，材料的強(qiáng)度、剛度以及材科的強(qiáng)度剛度隨濕度、溫度等條件變化情況等等。當(dāng)然，還要注意到不同的兩個(gè)根據(jù)挑選材料時(shí)之著重點(diǎn)不同。經(jīng)過調(diào)研，挑選的材料又滿足兩個(gè)根據(jù)要求，

17、其成本價(jià)格又令人滿意， 這是必須做的工作。液晶顯示器包裝主要由紙箱和緩沖墊組成，它的作用主要是保護(hù)液晶顯示器免受過量沖擊而造成破損，其中緩沖墊作為主要的舟質(zhì)層由于其特有的材料特性 整十包裝中占有重要的位置2.1.1 泡沫塑料泡沫塑料是一種應(yīng)用廣泛的材料,它以塑料為基本成分,含有大量氣泡是一種以氣體為填料的復(fù)合材料。由于它質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、吸收沖擊載荷的能力強(qiáng)、隔熱和隔音性能好,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、建筑、航空、運(yùn)輸、包裝等行業(yè)。單一材料緩沖包裝一般采用聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、聚乙烯泡沫塑料（EPE）等單一緩沖材料作為包裝原材料.由于平板顯示器外觀一般為異型和復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)，而EPE襯墊采用平面板材

18、加工制成，要保證兩者之間良好的配合難度較大。若配合不良，將出現(xiàn)嚴(yán)重影響液晶顯示器性能，因此EPE襯墊的結(jié)構(gòu)必須巧妙，可以采用小面多點(diǎn)、緩沖筋條等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化與整機(jī)的配合難度，優(yōu)化襯墊各部件空間架構(gòu)，使零件的數(shù)量少，加工簡(jiǎn)單，便于組裝。而組合顯示產(chǎn)品使用單一緩沖材料包裝都存在不足之處，給生產(chǎn)和使用帶來(lái)了較大的不便。通過多種包裝材料的緩沖防震性能試驗(yàn)研究證明，運(yùn)用多種材料組合緩沖包裝更實(shí)用有效。根據(jù)液晶顯示器的形狀可以選用兩種組合方案，第一種是EPS和紙蜂窩板組合包裝方案，該方案包裝具有良好的緩沖、防震、抗壓性能，滿足中小屏幕顯示器對(duì)包裝的要求，成本比使用EPE、EPP緩沖襯墊低，適用于大批量生產(chǎn)。采

19、用紙板/泡沫塑料的組合襯墊的緩沖包裝，能充分利用紙角撐強(qiáng)度好、對(duì)棱角抗沖擊作用強(qiáng)的特點(diǎn)，也利用了EPE具有良好的柔韌性、防震性、耐沖壓性和較高的回復(fù)性能等特點(diǎn)。由以上內(nèi)容得出，采用瓦楞紙板和塑料泡沫組合的緩沖包裝最適合液晶顯示器運(yùn)輸防護(hù)2.3 設(shè)計(jì)條件確定需要包裝的物件有：液晶顯示器機(jī)體、說(shuō)明書。在包裝時(shí)，可以將顯示器機(jī)體作為包裝的主體；說(shuō)明書放在一個(gè)PE塑料袋中，然后再放置在機(jī)器的合適部位，用膠帶固定即好。客戶給出的產(chǎn)品在紙箱中的裝配尺寸見圖1。從圖一中可以看到，緩沖墊的緩沖厚度為：頂面30mm、底面30mm、左面28mm、右面28mm、前面33mm、后面50mm。圖1 包裝件尺寸圖客戶給出

20、的此款液晶顯示器的包裝箱尺寸、堆碼與裝柜尺寸圖2（單位mm）。按照客戶所給定的包裝件及其托盤單元包裝設(shè)計(jì)，雙排紙箱堆碼層為7。根據(jù)計(jì)算得到20與40貨柜的裝箱數(shù)分別為224箱和462箱，裝柜體積利用率分別僅為80.8%和82.1%。圖2 紙箱、堆碼與裝柜圖2.3.1 流通環(huán)境依據(jù)產(chǎn)品的流通環(huán)境等相關(guān)因素，采用卡車運(yùn)輸，叉車裝卸。按照客戶有關(guān)規(guī)定，包裝可靠性驗(yàn)收的試驗(yàn)跌落高度為760mm，并按照一角、三棱、六面的跌落順序進(jìn)行試驗(yàn)。堆碼試驗(yàn)與振動(dòng)試驗(yàn)的要求，客戶已經(jīng)做過分析，在此不予考慮。2.3.2 產(chǎn)品脆值客戶提供的產(chǎn)品質(zhì)量為10.5kg，脆值為75。客戶沒有給出產(chǎn)品沖擊響應(yīng)譜的邊界曲線，緩沖包

21、裝設(shè)計(jì)按照6個(gè)方位的沖擊加速度都應(yīng)小于75g進(jìn)行。 相關(guān)計(jì)算公式：靜應(yīng)力S=W/A W為重力，A為承載面積； 脆值 Gc=Ac/g Ac最大加速度，g重力加速度；加速度 a=2gh/T h為下落高度，T為緩沖厚度；W=10*9.8=98（N）靜應(yīng)力S=W/A*104=0.0031*105(Pa)2.3.3產(chǎn)品可緩沖部位根據(jù)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析，確定產(chǎn)品可緩沖6個(gè)方位的部位見圖3中白色噴涂的部位，這些部位的強(qiáng)度與剛度都較高。圖3 緩沖部位示意圖表1 產(chǎn)品緩沖面積及其相應(yīng)的靜應(yīng)力與加速度方位T/mmA0/mm2S0/(kg.cm-3)G0/gA1/mm2S1/(kg.cm-3)G1/g45底面4554

22、8680.019076358940.03054頂面131764250.013184245740.03934前面33245820.061462185640.0735后面50215640.058040895440.15045左面28285610.047067198640.06468右面28285610.047067198640.06468圖3中可緩沖面積及其相應(yīng)的靜應(yīng)力S0見表1。實(shí)測(cè)的EPS的緩沖性能曲線見圖4，白色噴涂部位的緩沖面積A0過大，對(duì)應(yīng)的靜應(yīng)力偏小，不在優(yōu)選范圍。對(duì)應(yīng)的加速度值超出客戶給出的脆值范圍；此外，為了節(jié)省緩沖材料，有必要對(duì)緩沖面積進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。圖4 最大加速度-靜應(yīng)力曲線2

23、.3.4 產(chǎn)品理論緩沖面積從圖3的6個(gè)可緩沖面積中，沿產(chǎn)品剛度較高的4角選出實(shí)線與剖面線圈定的部位作為實(shí)際的緩沖部位，其相應(yīng)的緩沖面積A1及其厚度T也位列于表1內(nèi)。根據(jù)圖4所選的EPS緩沖性能數(shù)據(jù)，優(yōu)化調(diào)整后的緩沖厚度T與內(nèi)緩沖磨面積A1，表1列出了計(jì)算出的對(duì)應(yīng)靜應(yīng)力S1和加速度G1，能完全滿足沖擊加速度小于80g的客戶要求，而且還留有相當(dāng)?shù)母挥喽取?.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.4.1 緩沖單元的設(shè)計(jì)由優(yōu)化設(shè)計(jì)確定的A1與T數(shù)據(jù)，可以畫出理想緩沖單元的示意圖見圖5。圖5 理想緩沖包裝示意圖2.4.2 緩沖墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如此分散的眾多緩沖單元，無(wú)法再產(chǎn)品與瓦楞紙箱之間定位，而且不便包裝操作與管理?？紤]到緩沖

24、墊的耐沖擊強(qiáng)度、模具制造、手孔以及客戶的特殊要求等因素，用合理的結(jié)構(gòu)將圖5的多個(gè)緩沖單元連成2個(gè)整體的緩沖墊，見圖6。圖6 緩沖襯墊連接示意圖表2 襯墊緩沖面積及其相應(yīng)的靜應(yīng)力與加速度方位T/mmA2/mm2S2/(kg.cm-3)G2/gA3/mm2S3/(kg.cm-3)G3/g底面451414790.0077159361850.029955頂面1311745860.0060184301690.034736前面331689540.0072190395460.029869后面501301440.0093139345860.034254左面281345210.0086164354120.037

25、868右面281345210.0086164354120.0378683 優(yōu)化設(shè)計(jì)3.1 緩沖墊外表面的優(yōu)化由實(shí)測(cè)的EPS的緩沖性能曲線可知，圖6中的緩沖墊外表面（白色表示部分）的緩沖面積過大，見表2中的A2數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的靜應(yīng)力S2值太小，反推出來(lái)的加速度值G2遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出客戶給出的脆值范圍，因此必須對(duì)6個(gè)方位的緩沖面積進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，方法與第4步相同。緩沖墊外表面優(yōu)化調(diào)整的緩沖面積A3示意圖見圖7中的白色部分。圖7 液晶顯示器及其緩沖包裝結(jié)構(gòu)示意圖所設(shè)計(jì)的緩沖墊的緩沖效果，可能介于內(nèi)外緩沖面計(jì)算結(jié)果之間，可以似認(rèn)為是2者的平均。表3中T表示緩沖厚度，A13表示緩沖墊A1與A3的平均緩沖面積，S13為

26、對(duì)應(yīng)A13的靜應(yīng)力，G13為對(duì)應(yīng)S13的加速度。表3 包裝件緩沖面積及其相應(yīng)的靜應(yīng)力與加速度方位T/mmA13/mm2S13/(kg.cm-3)G13/g底面4536039.50.030154頂面13128910.00.036734前面3328548.00.041260后面5022022.00.055039左面2825384.50.044867右面2825384.50.0448673.2 優(yōu)化EPS的工藝參數(shù)與密度EPS緩沖墊的產(chǎn)生工藝參數(shù)與密度改變后，圖4所示的緩沖性能曲線也將隨之變化。采用改變了工藝參數(shù)與密度的EPS緩沖性能數(shù)據(jù)，重復(fù)上述計(jì)算，從中優(yōu)選最佳的結(jié)果。密度改變后，還應(yīng)對(duì)緩沖墊的

27、壓穩(wěn)定、壓縮強(qiáng)度與剛度、隔振等問題進(jìn)行校核。3.3 原包裝件的確定完成全部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)后，繪制正式的緩沖墊設(shè)計(jì)圖，并制作原型包裝件，供試驗(yàn)用。3.4 緩沖包裝的跌落測(cè)試根據(jù)客戶的要求，對(duì)該緩沖包裝的樣件進(jìn)行一角、三棱、六面的760mm高度跌落試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備見圖8.圖8 自由落體跌落試驗(yàn)設(shè)備以上試驗(yàn)完成后，對(duì)包裝件外部和內(nèi)部進(jìn)行檢查，如果產(chǎn)品完好無(wú)損，包裝的破損在允許范圍之內(nèi)，表明該包裝件的設(shè)計(jì)通過測(cè)試，上述緩沖包裝的優(yōu)化設(shè)計(jì)是合理也是安全可靠的。采用上述優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)了在滿足產(chǎn)品保護(hù)功能的前提下，包裝材料大幅減少，做到了恰到好處的包裝。為企業(yè)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，滿足綠色包裝的要求。從表3中加速度G13數(shù)據(jù)可以看出，G13還有優(yōu)化調(diào)整的余地，因此還可運(yùn)用此方法優(yōu)化調(diào)整緩沖墊的緩沖厚度，從而優(yōu)化包裝箱的尺寸，有可能進(jìn)一步提高產(chǎn)品的裝柜體積利用率在90%以上，進(jìn)一步達(dá)到優(yōu)化物流包裝的目的。此外，如果客戶能提供產(chǎn)品的沖擊響應(yīng)譜邊界曲線，還可以降低包裝的安全富余度，進(jìn)一步節(jié)約包裝與物流的成本。以下是我們小組所設(shè)計(jì)得出的緩沖包裝襯墊以及顯示器紙箱包裝的平面圖以及立體結(jié)構(gòu)圖：緩沖單元結(jié)構(gòu)圖緩沖包裝襯墊示意圖瓦楞外包裝箱的平面尺寸圖4   結(jié)論課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)