牙膏盒包装结构

摘要本课题针对牙膏盒来做设计，这个课题研究目的是设计出合理的牙膏盒及牙膏盒外包装瓦楞纸箱。主要是通过计算、查阅资料的方式对牙膏盒及牙膏盒的外包装尺寸进行设计，包括内外尺寸及制造尺寸。试了几个数据，终于使载荷强度、抗压强度等方面符合实际要求。本课题所设计的牙膏盒结构为管式折叠纸盒结构，材质选用挂面纸板，适印性好，可进行彩色印刷。结构简单，强度较高，易于生产，接缝隐蔽，外观简单大方。关键词：牙膏盒，瓦楞纸箱，尺寸计算目录第1节牙膏盒的相关设计……………………………………………………21.1中华牙膏简介……………………………………………………………21.2牙膏盒简介………………………………………………………………21.3设计牙膏盒的目的及意义………………………………………………21.4牙膏盒的设计内容及具体过程…………………………………………3第2节牙膏盒的外包装设计…………………………………………………42.1瓦楞纸箱的初步准备工作………………………………………………42.1.1瓦楞原纸等级、定量的选择及瓦楞楞型的确定……………………52.1.2瓦楞纸箱箱型选择及结构设计………………………………………52.2设计瓦楞纸箱的相关计算………………………………………………62.2.1确定纸盒在瓦楞纸箱中排列方式……………………………………62.2.2瓦楞纸箱尺寸设计（内外尺寸和制造尺寸）………………………72.2.3瓦楞纸箱抗压强度计算………………………………………………72.2.4瓦楞纸箱最大堆码层数计算…………………………………………82.2.5瓦楞纸箱载荷计算……………………………………………………9第3节设计评价和体会………………………………………………………9参考文献及附图………………………………………………………………10设计牙膏盒的目的和意义1.1中华牙膏简介中华牙膏品牌创立于1954年，已经拥有了57年历史。旗下产品拥有联合利华全球研发中心的支持，领先技术，承诺优秀品质，并且是国内唯一获得FDI（国际牙科联盟）认可的牙膏品牌。中华拥有美白、口气清新、全效、中草药和防蛀5个系列，10个品种的牙膏，覆盖了较全面的牙膏功效需求，形成较为完善的产品线。2011年6月，中华全线产品新装上市，推出了全新的品牌形象，给消费者以年轻，自信的品牌理念，让品牌由相对陈旧形象转化为年轻、现代的新品牌形象。1.1.1品牌理念1)品牌口号：我的微笑，闪亮未来。2)品牌主旨：中华为你带来健康美丽的微笑，让你的未来更闪亮。3)品牌诠释：我相信，美丽健康的微笑，会给我带来积极正面的影响，同时也会影响和带动周围人，以积极向上的方式工作生活，为我带来闪亮的未来。1.1.2品牌商标1.2牙膏盒简介牙膏盒生产是我国传统的包装行业，不仅起到保护牙膏产品本身的作用，同时必须起到便于储存、促进销售的作用。在很多种包装材质涌入市场的情况下，挂面纸板在包装行业中占有着越来越重要的位置，这和材质本身耐折、挺度较高、价格低廉分不开。1.3设计牙膏盒的目的及意义牙膏已成为人们日常生活必需品，近年来随着包装行业的迅速发展，牙膏盒包装在形状和材质种类方面也朝着多元化方向发展。设计者就是要在这样的形势下，在原有基础上设计出更加合理的包装结构，既吸引消费者有不增加生产成本，从而为生产厂家带来可观的经济效益的牙膏盒。1.4牙膏盒包装结构的设计内容及具体过程1.4.1中包装纸盒设计本设计要设计一个能够盛装100g牙膏的包装盒，参照表1：折叠纸盒选用纸板厚度表纸盒容积／cm3内装物质量／㎏纸板厚度／㎜0～300300～650650～100010001～3000～0.11011.～0.230.23～0.340.34～0.450.460.510.560.611300～18000.45～0.570.66牙膏盒尺寸设计（内外尺寸和制造尺寸）：如图所示管式折叠纸盒结构中，其内尺寸为35㎜×35㎜×155㎜，求：制造尺寸与外尺寸。对于内修正系数k／,长宽方向一般取3～5mm高度方向取1～3mm对于制造尺寸修正系数k，长宽方向取2mm，高度方向取1mm纸盒体积:V=Li×Bi×Hi=35*35*155=33599.375㎜=336cm3(2)中包装尺寸计算及形状的设计中包装的内尺寸长、宽、高分别为Li=35mm，Bi=35mm，Hi=155mm，从而可计算出中包装的制造尺寸X及外尺寸Xo，具体过程如下：参照表4折叠纸盒尺寸计算公式及纸板计算厚度2类型“U”型由内尺寸计算制造尺寸X=Xi＋t＋k外尺寸Xo=X＋2t＋K说明主体结构纸板计算厚度实际厚度计算厚度≦1mm1mm对于制造尺寸修正系数k，长宽方向取2mm，高度方向取1mm可知：纸板厚度t=1mm公式：制造尺寸：X=Xi＋t＋k外尺寸：Xo=Xi＋t＋KL=Li＋t＋k=35＋1＋2=38mmLo=Li＋2t＋K=35＋2×1＋0=37mmB=Bi＋t＋k=35＋1＋2=38mmBo=Bi＋2t＋K=35＋2×1＋0=37mmH=Hi＋t＋k=155＋1＋1=157mmHo=Hi＋2t＋K=155＋2×1＋0=157mm包装结构图第2节牙膏盒的外包装（瓦楞纸箱）的设计2.1瓦楞纸箱的初步准备工作2.1.1外包装瓦楞原纸等级、定量的选择及瓦楞楞型的确定对于产品的外包装材料无需进行过度的包装，只要达到包装所起的作用就好，由于本产品不易碎，所以不需要中包装，本设计选用293/240-151/1C的瓦楞原纸。2.1.2瓦楞纸箱箱型选择及结构设计纸箱作为产品的销售外包装，除了具有代表产品形象进行商品促销的作用外，更重要的一点就是能够在仓储运输中起到防振、缓冲、保护产品的作用。同时采用0201型纸箱进行设计。为了不增加产品的外包装成本，在结构设计时将外包装纸盒的盒盖和盒底都设计成插入式。2.2设计瓦楞纸箱的相关计算2.2.1确定纸盒在瓦楞纸箱中排列方式在设计好牙膏盒后，还要确定纸盒在瓦楞纸箱中的排列方式。某牌子的牙膏选用0201型瓦楞纸箱作为外包装，内装中包装24盒，中包装内尺寸为45mm×45mm×215mm，请选择合适的排列方式。分析：牙膏的最佳排列方式为管盖朝下倒置，因为管盖抗压强度较大。若中包装盒倒置，则抗压强度最低的软管尾端封褶因受力而产生相当大变形，造成软管破裂，膏体外溢。所以对于0201型的非敞口包装箱宜考虑牙膏软管横放以利运输。因此牙膏软管在中包装盒内只能平放或侧放，而中包装盒在瓦楞纸箱内只能选择立放，以利于运输和储存即P型：l‖Lb‖Bh‖HQ型：b‖ll‖Bh‖H从附表2可知，装量为24的内装物的排列数目有16种。2424×1×14×3×24×1×612×2×18×1×32×2×68×3×14×2×33×1×86×4×16×1×42×1×121×2×123×2×41×12×46×2×2将外包装的长、宽、高分别乘以倍数如下：nlnbnh×14545216×29090432×3135135648×4180180864×52252251080×62702701296……4若综合考虑纸板用量、抗压强度、堆码状态、美学因素等条件，则0201箱形比例以L:B:H=1.5:1:1为最佳，从上表先选定H再从其他栏中找出相应的L与B若高度方向排列一层24×1×124:1:4.812×2×16:1:2.48×3×12.7:1:1.66×4×11.5:1:1.2若高度方向为两层4×3×21.3:1:3.26×2×23:1:4.8若高度方向为三层8×1×32.7:1.6:14×2×31.3:3.2:1……经过逐层比较，发现只有6b×4l×1h(270×180×215)最接近目标，所以选定排列方式为6b×4l×1h。2.2.2瓦楞纸箱尺寸设计（内外尺寸和制造尺寸）（1）瓦楞纸箱内尺寸计算已知lmax=38mmbmax=38mmhmax=157mmnL=6nB=4nH=1，排列方式为6b×4l×1h求：Li、Bi、Hi查表3知：单位：mm尺寸名称LiBiHi小型箱中型箱大型箱K／3～73～71～33～45～7内装物公差系数如下取值：中包装盒：±（1～2）mm／件取kL=5，kB=5，kH=4，d=1代入公式：Xi=Xmaxnx+d(nx-1)+T+K／Li=35×6+1×(6－1)+5=220mmBi=35x4+1×(4－1)+5=148mmHi=155×1+1×(1－1)+4=159mm(2)瓦楞纸箱制造尺寸的计算本产品选用02类C楞纸板单位：mm已知：Li=220mm，Bi=148mm，Hi=159mm，求：L、B、H、J、F。查附表8：02类瓦楞纸箱制造尺寸修正系数k值与Xf值单位：mm楞型尺寸名称L1L2B1B2HFC544286由上表知：KL1=5，KL2=4，KB1=4，KB2=2，KH=8，J=35，Xf=3，代入公式：X=Xi+kx得：L1=Li+ki=220+5=225mmL2=Li+ki=220+4=224mmB1=Bi+ki=148+4=152mmB2=Bi+ki=148+2=150mmH=Hi+ki=157+8=165mmF=（B1+Xf）/2=(152+3)/2=77.5mm，J=35相关尺寸标注见附图。(3)瓦楞纸箱外尺寸的计算已知：Lmax=225mm，Bmax=152mm，Hmax=157mm，求：L0、B0、H0由附表9知：瓦楞纸箱外尺寸修正系数K值单位：mm楞型ABCABBCK5~73~54~68~127~11取K=5由公式：X0=Xmax+K代入公式得：Lo=Lmax+K=225+5=230mm，Bo=Bmax+K=152+5=157mm，Ho=Hmax+K=165+5=170mm2.2.3瓦楞纸箱抗压强度（p）计算经查资料知道，所设计的瓦楞纸箱面纸横向环压强度为360N/0.152m，瓦楞芯纸横向环压强度为150N/0.152m。已知：R1=R2=360N/0.152mRm=150N/0.152mL0=290mmB0=157mm求PZ=2(L0+B0)=2(230+157)=774mm=77.4㎝查表知：单瓦楞纸箱凯里卡特常数值常数\楞型CaXzJCn6.101.271.477取aXz=6.10,J=1.27,Cn=1.477代入公式得：Px=(R1+R2+RmCn)/15.2=61.9N/cmP=Px(4aXz/Z)2／3ZJ=61.9×(4×6.10／77.4)×77.4×1.27=1918N2.2.4瓦楞纸箱最大堆码层数瓦楞纸箱外尺寸为230mmx157mmx162mm，经过市场调查与研究得出流通过程中的最大堆码高度为4.7m，托盘最大高度为2m，托盘高度为100mm，求最大堆码层数。已知：Ho=233mm，Hw=4700mm，hmax=2000mm，T=100mm，求：Nmax解：（1）nmax=INT[(hmax﹣T)/Ho]=INT[(2000﹣100)/233]=8(2)nmin=INT[Hw/hmax]=INT[4700/2000]=2(3)Nmax=INT[(Hw-nminT)/Ho]=INT[(4700﹣2×100)/233]=19(4)n=INT[Nmax/nmax]=INT[19/8=2(5)N=nmaxn=8×2=16(6)因为：NN／max－1，所以n／max=nmax－1=8－1=7(7)n／=INT[Nmax/n／max]=INT[19/7]=2(8)N／=n／maxn／=8×2=16(9)Nmax=N／=16校核：2×233+100＜2000，16×233＋2×100＜4000(Hw）2.2.5瓦楞纸箱载荷计算已知牙膏质量为mo=200g，HW=4000mm，HO=233mm，若忽略中包装的质量，求瓦楞纸箱的载荷强度F。M=24×200=4800g=4.8kg查表11得：载荷系数K表承载情况怕湿或不考虑吸湿内外包装共同承载2知K=2由公式F=9.8KM[Nmax－1]≈9.8×2×4.8×(16－1)=1411.2(N)校核：F=1411.2N﹤P=1918N第3节设计评价和体