华为手机缓冲包装设计

1、学 号：0121308900326忒修理）火演实践大作业课程名称包装系统设计题 目产品系统缓冲包装设计学院机电工程学院专业包装工程班级包装ZY1301姓名张雨祭指导教师卢杰武汉理工大学包装系统实践作业任务11 .市场调研 31.1 产品简介 31.2 包装要求 42 .流通环境及脆值的确定 42.1 流通环境分析 42.2 产品特性分析 52.3 产品脆值确定 63 .缓冲垫结构设计及校核 63.1 缓冲材料的选择 63.2 缓冲衬垫尺寸计算及校核 63.3 缓冲衬垫结构设计 8参考文献 10111 .市场调研1.1 产品简介Mate系列一直是华为终端产品中主打性能和体验的高端旗舰系列，而作为

2、华为终端本年度压轴旗舰产品的 Mate 9,将带给消费者以革命性的安卓智能手机体验。Mate 9采用1080P分辨率的5.9英寸屏幕，全金属机身设计，造型上采用符合人体工学的背面弧度及 四周圆角设计，拥有更好的握持感。Mate 9搭载麒麟960处理器，性能全面升级，并且内置了基于Android 7.0 的EMUI 5.0定制系统，同时使用了 4000mAhM高密度的大容量电 池和智电5.0技术，支持SuperCharge快充技术，Mate 9采用1200万像素彩色和2000万 像素黑白的第二代彳来卡双摄像头组合，首次采用内置于SOC勺深度ISP图像处理芯片。华为同时还推出了 Mate 9 Po

3、rsche Design 限量版，该机型外观汲取了保时捷 911车型的设 计灵感，全对称设计机身、黑色竖向发丝纹理、石墨金属质感均体现出了Mate 9 PorscheDesign限量版精致、时尚、华丽的产品气质。电池类型Li-Polymer锂聚合物电池最大支持5A大电流充电，4000mAh典型值）3G通话：最长可达30小时； 4G网页浏览：最长可达20小时；视频播放：最长可达20小时；音频播电池容量放：最长可达105小时；待机时间：最长可达21天;充电时间：约90 分钟。*以上均为华为功耗模型测试数据，实际待机时间和使用时间取 决于网络等多种因素。电池更换手机内置，不支持充电时间约90分钟数据

4、线接口Type-C USB耳机接口3.5mm耳机接口SIM卡类型Nano SIM卡；卡槽2 （外卡槽）支持 Nano SIM和Micro SD二省-软件升级HOTAft线升级设备控制音量键、电源键软件名称华为终端智能设备人机交互通信软件V2.0工作温度工作温度：035 C ;存储温度：-2045c整机充放电温度放电：-20C -60C；充电：0C-50c 。电池单体规格书中充电温度范围为0c -60机身尺寸156.9 X 78.9 x 7.9mm机身重量约190g （含电池）包装清单：手机（含内置电池）x 1, 5A大电流华为SuperCharge充电器x 1, 5A USB 数据线x 1,金

5、属半入耳式线控耳机x 1，快速指南x 1,三包凭证x 1,取卡针x 1, Micro USB专Type C转接头x 1 , 雾面保护壳 x 11.2 包装要求运输区间：深圳市-武汉市，整个运输过程中，有空运，汽车运输等。在运输过程中， 运输包装能承受装卸、跌落、起吊、堆码等外力作用而无损坏，且要保证在整个流通过程 中具有防水、防潮、防晒等保护功能，确保产品完好无损。缓冲包装要减少各种冲击、震 动对产品的影响。在包装达到各种标准的基础上，要尽可能的减少包装成本。2 .流通环境及脆值的确定2.1 流通环境分析2.1.1 产品的流通区间产地：深圳目的地：全国各地2.1.2 产品的主要运输方式铁路和公

6、路运输由于产品销往全国各地，既有长途运输又有短途运输。一般产品从出厂到发货火车站 使用汽车运输，从发货站到全国各地的代理商使用火车运输，而从各地代理商到零售商和 从零售商到消费者手中多使用汽车运输。汽车运输的冲击，主要取决于路面状况，车辆的 启动和制动，货物重量及装载稳定性。汽车运输振动加速度的大小也与路面状况、行驶速 度、车型和载重量有关，但主要因素为公路的起伏和不平。汽车运输是包装件的共振频率 一般小于25H乙实验测得，汽车运输发生二次共振时其基频为8.28.5HZ,二次共振频率范围为17.318H乙共振加速度增大为外界激励的18倍。汽车运输的随机振动加速度 垂直方向最大，汽车运输振动能量

7、绝大部分分布在 0200Hz其中能量最集中处于050HZ 频带内。汽车运输随机振动功率谱密度在2HZ和10HZ左右各有一个较大峰值。通常 2HZ出的峰值为全频带内最大值,所以公路运输包装件的固有频率应避开这两个频率值。铁路运输时产生的冲击有两种：一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击，在普通路轨 上为80120次/分，加速度最高为1g;另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击，加 速度可达24g。若速度为14.5km/h时作溜放挂钩，车体撞合瞬间可能产生18g的冲击加 速度。火车驶过钢轨时受到冲击，以正常速度70km/h驶过钢轨时，垂直方向加速度峰值为58g。2.1.3 装卸与搬运装卸作业包括人工与

8、机械两种方式。按常规产品的跌落高度定为90cm2.1.4 贮存环节采用一般仓库贮存，堆码高度2.5m,堆码层数1层。2.1.5 流通环境的气象条件由于产品在深圳，销售范围为全国各地，从华南到全国含盖了几个气候带，虽然温度 随地域的变化，变化较平缓，但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。手机 为电子产品，为了防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量。用标准化的环境条件，该产品的运输条件可表示为2 K2/2B1/2S1/2M1。2.2 产品特性分析产品外形尺寸：156.9 X 78.9 x 7.9mm产品重量：190g （含电池）产品重心：位于手机的中部。易损件：屏幕表面正中位

9、置垂直方向为易损部位。也就是显示器内部的显像管和玻璃屏幕。显像管位于显示器的内部，是显示器的核心部件，受到剧烈振动或冲击可能会造成 显像管脱落；而屏幕也是显示器功能主体部件，有意破损的玻璃构成，所以屏幕也是显示 器包装的重点保护对象；底座连接装置位于显示器的底部，安装使用时与底座连接，属于 凸出部件，缓冲设计时也应考虑到，不能够承载，并要与外包装容器离有一定的距离，以 免冲击是受损。2.3 产品脆值确定在进行缓冲包装设计时，必须先确定产品的冲击脆值。脆值是产品经受振动和冲击时 表示其强度的定量指标，又称产品的易损度。脆值的计算的方法有振动模型估算法、非线 形缓冲包装系统估算法、经验估算法、类比

10、法和冲击响应谱法，确定方法有扫荡振动实验 法、疲劳曲线反求法和随机振动实验法。脆值是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。在 实际生产中，一般要通过实验来测定产品的脆值，在课程设计中我们只能通过比较同类产 品的脆值来确定。通过查阅相关资料，取手机脆值 Gm=90g。3 .缓冲垫结构设计及校核3.1 缓冲材料的选择当前电子产品最常用缓冲包装材料是泡沫塑料：聚乙烯泡沫塑料（ EPE、聚苯乙烯 泡沫塑料（eps、聚氨酯ya沫塑料（pud、发泡聚乙烯等。其次是纸制品，包括瓦楞纸 板、蜂窝纸板和纸浆模等。本次设计直接从以上材料中选择。发泡聚苯乙烯（EPS特性:EPS材料的优点是轻质、透明、强度大、防潮、耐腐

11、蚀。 最大弱点是用后不能自行分解，从而其废弃物如果不回收处理则会适合对环境的大量污 染。止匕外，它还有材料体积较大，堆置空间等缺点。聚氨酯泡沫塑料（PU）特性：聚氨酯泡沫塑料，英文缩写PU俗称海绵。可制成软质、 半硬质和硬质发泡材料。聚氨酯材料的特点：密度小；具有一定的机械强度，可承受压缩 变形小；受冲击振动后回弹性好；能防霉、防潮；使用方便、成型简单。它是一种理想的 缓冲包装材料。综合考虑到华为 MATE9PRO规格156.9 X 78.9 X 7.9mm重量190g,脆值为90g;还 有充电器，规格70X42X30mm质量100g;耳机，质量15g。选用聚氨酯泡沫塑料作为缓冲材料。3.2

12、缓冲衬垫尺寸计算及校核根据聚氨酯泡沫塑料的缓冲系数与最大应力曲线，使用最小缓冲系数法，在聚氨酯泡 沫塑料的缓冲系数与最大应力曲线中作一条水平切线，切点的纵坐标对应最小缓冲系数 Cmin,横坐标对应一个最大应力erm,取等效跌落高度H=90cm由公式T=CH/G可以求出 衬垫厚度T,由公式A=WGb m可以求出衬垫面积A。已知产品重190g,脆值为85g,等效跌落高度为90cm,选取C=3.3,对应的6m=0.6 X105P3 则有，A=WGbm=0.19X 9.8 X90X 104/(0.6 乂 105)=27.93cm2T=CH/G=3.3X 90/90=3.30cm.10IflHJ5010

13、0200 - -WO图5-10善苒1徵用簿冲材料的包前线1 一瓶沌猫犀乙绵，O-Oth £池诔景羊乙蹿-。.世。3泡眯置星二锦一JL如“4-抑抹饕乙据.QMSf 5岩弊ioo, C.0$0f 6 Stf 5D, 口，,讲h T一岩EM, dd占力K一泡注量粗厮-皖> 少 也繇僵粗触.0. 03；Iff -泡抹聚笼乙稀.(K3L1门一裙洋索轨乙龊，1：一4备12-泡沫味般| 7一怪花1 0.O7j14一定快带军乙帏葬情，仕。储15 茎科博花* l 0B7挠度校核：衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时，衬垫容易挠曲或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠曲，其中承载面积Amin

14、与厚度之比应符合以下规定Amin/(1.33T)2 >127.93>(1.33 X3.3)2=1.14>1 可知符合挠度要求。跌落姿势的校核：在衬垫基础设计中所引用的一系列试验特性曲线和数据。都是以 假定的理想姿态(试验平直，底面着地)为前提的，但衬垫的实际工况远非标准姿态。实际 的流通过程中，受力情况变化较大，因而有必要对基本设计尺寸作相应的调整。由于面着地时.其对产品的冲击能力最大，因此需对面着地进行校核。当面着地时，承载面积为此衬垫的三个缓冲面在水平面上的投影面积.计算此面积可通过以下公式：Ac=2KLv (f)(4)式中Al等效投影面积；L一产品的长；b一产品的宽；d

15、一产品的高；k一系数；这里 取k值为1;由公式(4)得纸箱在进角跌落时的承载：A=182.2cm2此时静应力：r=W/Ae=0.06(kg/cm2),结合图2得,静应力为0.06kg/cm2对应的最大 加速度定小于产品的脆值 70g,因此基于面跌落设计的缓冲垫满足角跌落的要求，只要通 过了角冲击校核，就一定能满足棱冲击的要求，所以整个设计过程中没有进行缓冲击校核。蠕变校核：缓冲材料在长时间的静压力作用下，其塑性变形量会随时间的增加而增 加，这种蠕变使衬垫厚度变小，缓冲能力下降，所以设计衬垫尺寸时应加一个蠕变补偿值， 称为蠕变增量。设计尺寸为：Tc=T(1+Cr)式中：Tc 一修正后的厚度cm；

16、Cr蠕变系数%取10%T 原设计厚度cm；Tc=T(1+Cr)=3.30 乂 (1+10% =3.63cm经过各项较核后，衬垫尺寸为 T=3.63cm, A=27.93 cm2.3.3缓冲衬垫结构设计考虑到华为MATE酢为贵重的电子产品，所以采用缓冲衬垫结构设计采用全面缓冲包 装法。全面缓冲衬垫是在产品与纸箱之间填满缓冲材料，如纸屑、木屑、棉花、塑料丝、 纸浆发泡块、纸纤维成型材料等。全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大，静 应力小、缓冲厚度小，因而可以缩小包装件尺寸，降低物流成本。但是，这种结构缓冲材 料的部位也用了同样厚度的缓冲材料，浪费了贵重的缓冲材料，包装成本较大。局部缓冲 包装法是采用预成型的缓冲材料对产品的角、楞、侧面或易损坏部位等处提供缓冲，不同 部位提供与之脆值相对应的缓冲厚度，可以大大节约缓冲材料降低包装成本和物流成本。图4-1缓冲垫立体图（b）图4-2缓冲垫三视图本设计采用全面缓冲。此外对于易损件，要通过缓冲衬垫的结构设计使其能够在外包 装箱内稳定，并且保证易损部件和底座连接装置不能承载。缓冲衬垫的厚度合成在面积