天津商业大学

机械工程学院 包装结构设计
 
 
电子教案

第一章包装容器设计概论

  1. 教学目的、要求

了解《包装结构设计》课程特点,建立包装与包装容器的概念;熟悉包装的一般分类、包装容器的主要功能;要求掌握包装容器结构设计原则。
了解包装容器设计的基本问题;熟悉包装容器设计的标准化问题及设计评价; 要求掌握包装容器结构设计要素及设计程序。

  1. 教学内容(4学时)

基本内容:第一章包装容器设计概论

  1. 包装与包装设计
  2. 包装与包装设计
  3. 包装的定义
  4. 包装分类
  5. 包装功能
  6. 包装设计
    1. 包装造型设计
    2. 包装结构设计
    3. 包装装潢设计
  7. 包装容器设计
  8. 包装容器设计原则
    1. 科学性原则
    2. 可靠性原则
    3. 经济性原则
    4. 创新性原则
    5. 宜人原则
    6. 绿色原则

重 点:包装功能、设计原则

  1. 包装容器设计要素
    1. 内装物
    2. 包装材料
    3. 生产工艺条件
    4. 环境条件
    5. 市场条件
    6. 消费对象
  2. 包装容器设计的程序
  3. 包装容器设计标准化
    1. 标准类型与表示方法
    2. 包装标准体系
  4. 包装容器设计的评价
    1. 技术性评价
    2. 艺术性评价
    3. 社会性评价
    4. 经济性评价

重 点: 包装容器设计要素、设计程序

第二章 陶瓷包装容器结构设计
第一节 概述
第二节 陶瓷容器的成型加工
教学目的、要求:
了解陶瓷所用原料、陶瓷坯料的种类、陶瓷组织结构、陶瓷器的分类及包装特点。
熟悉不同坯料的陶瓷有什么成型特点。掌握陶瓷成型加工工艺流程。
教学内容:(2学时)
基本内容:第一节 概述
一、陶瓷原料
二、陶瓷坯料
三、陶瓷器的分类
四、陶瓷容器的包装特点
第二节 陶瓷容器的成型加工
一、泥料制备
二、坯体成型

  1. 可塑法成型
  2. 注浆法成型
  3. 干压法成型

三、干燥
四、修坯、粘接
五、施釉
六、烧成
七、石膏模与加放尺寸
重 点:陶瓷坯料、陶瓷容器的成型加工
难 点:根据容器结构合理选择成型工艺
讨论、思考题、作业:
可塑法成型、注浆法成型的特点是什么?适用于那类容器的成型?

第三节 陶瓷包装容器的表面装饰
第四节 陶瓷包装容器结构设计
第五节 陶瓷包装容器设计要点
教学目的、要求:
了解陶瓷包装容器的一般装饰方法。熟悉各种釉的装饰特点。能够根据坯料及受力情况合理设计容器。
教学内容:(2学时)
基本内容:第三节 陶瓷包装容器的表面装饰
一、施釉

  1. 原釉
  2. 色釉
  3. 透明釉和乳浊釉
  4. 特殊釉

二、彩绘

三、贴花、印花、喷花
第四节 陶瓷包装容器结构设计
一、口部结构
二、肩部结构
三、腹部结构
四、足部、底部结构
五、密封结构
第五节 陶瓷包装容器设计要点
一、瓶罐造型与结构尺寸设计
二、确定瓶罐的厚度
三、密封设计
重 点:第四节 陶瓷包装容器结构设计
难 点:根据陶瓷成型工艺特点合理设计容器结构
参考资料:
1.《商品包装容器设计》 毛寿松 上海科学技术出版社
2.《陶瓷制作》 赵鸿声 印刷工业出版社

 

第三章金属容器结构设计

第一节 概述
第二节 三片罐结构

教学目的、要求:
了解金属包装容器的类型、各部结构名称及常用材料;熟悉典型金属包装容器加工的工艺过程及三片罐的特征;掌握二重卷封结构及罐身纵缝结构。

教学内容:(2学时)
基本内容:第一节 概述
一、金属包装容器的类型

  1. 按容器的容积、形状分类
  2. 按制罐材料分类
  3. 按包装商品分类
  4. 按容器结构特征分类

二、属包装容器的结构名称

  1. 金属包装容器的加工方法

第二节 三片罐结构
一、罐形
二、罐身加工

  1. 罐身接缝
  2. 罐身切角、切缺、切缝
  3. 涂内表面
  4. 卷筒
  5. 折边与搭钩
  6. 压平接缝
  7. 焊接纵缝
  8. 罐身两端翻边

重 点:罐身加工
难 点:罐身加工
思考题:
分析三片罐的结构,并说明其结构的基本特点

第二节 三片罐结构
第三节 二片罐
教学目的、要求:
了解三片罐与二片罐结构的不同之处,熟悉非密封三片罐的结构,掌握二重卷封结构

教学内容:(2学时)
基本内容 第二节 三片罐结构
三、盖与罐底加工
四、二重卷封结构

  1. 二重卷封
  2. 二重卷封的内部结构
  3. 二重卷封的外部结构
  4. 特殊二重卷封结构

五、非密封三片罐

  1. 罐身
  2. 环圈结构
  3. 罐盖结构

六、三片罐计算
第三节 二片罐结构
一、罐身
二、罐盖
三、强度计算
重 点:二重卷封结构
难 点:二重卷封结构,下料尺寸计算
思考题:

    1. 三片罐与二片罐的结构有何不同,各有何特点?
    2. 试述二片罐的基本结构及优缺点

第四节 金属罐的易开结构
第五节 金属桶结构
教学目的、要求:
了解易开结构的形式、金属桶的类型;掌握不同类型钢提桶的结构特点

教学内容:(2学时)
基本内容:第四节 金属罐的易开结构
一、舌片卷开结构

二、易开盖

  1. 固体包装易开盖
  2. 液体包装易开盖

第五节 金属桶结构设计
一、方桶

  1. 方桶的结构类型
  2. 方桶的主要构件
  3. 方桶的规格尺寸

二、钢提桶

  1. 钢提桶的类型
  2. 钢提桶的结构、规格尺寸
  3. 钢提桶的主要构件

三、钢桶

  1. 钢桶的结构类型
  2. 钢桶的结构、规格尺寸
  3. 钢桶板材厚度的确定
  4. 钢桶的构件
  5. 钢桶的卷封结构

重 点:不同类型钢提桶及钢桶的结构特点
难 点:金属桶的结构特点
思考题:
试述钢桶的分类以及全开口桶、闭口桶的结构特点。

第五节 金属桶结构
第六节金属软管
第七节 气雾罐结构设计

教学目的、要求:
了解桶盖的种类,金属软管的材料及结构特点,气雾罐的工作原理;熟悉气雾罐的类型;重点掌握三重卷封结构及封闭箍结构,气雾罐的工作原理及结构

教学内容:(2学时)
基本内容:第五节 金属桶结构
四、三重卷封结
五、桶盖结构

  1. 封闭箍
  2. 旋塞
  3. 旋盖
  4. 按盖
  5. 压赛(盖)
  6. 螺栓式顶压盖

第六节 金属软管

  1. 金属气雾罐结构设计
    1. 雾罐工作原理
    2. 气雾罐的类型
    3. 气雾罐罐体
    4. 气雾罐阀门
    5. 气雾罐的技术要求

重 点:三重卷封结构、封闭箍、气雾罐的工作原理及结构

思考题:
为了提高钢桶的强度和刚度,在结构上采取了哪些措施?
参考资料:
《包装结构设计》 孙诚 轻工出版社

 

第四章 玻璃包装容器结构设计
第一节 概述
第二节玻璃瓶的装饰

教学目的、要求:
了解玻璃材料的基本特性,、熔制过程及玻璃包装容器的基本类型。熟悉玻璃的成型方法及适用于哪类容器的成型;玻璃容器的一般装饰方法,掌握最常用容器的成型方法。

教学内容:(2学时)
基本内容:第一节 概述
一、玻璃材料及其特性
二、瓶罐玻璃的熔制

  1. 原料
  2. 辅料
  3. 特殊用料

三、成型
四、玻璃包装容器的类型
第二节 玻璃瓶的装饰
一、毛面装饰
二、着色
三、浮雕
四、彩饰
重 点:玻璃包装容器的成型方法与装饰方法

第三节 瓶罐玻璃的性能
教学目的、要求:
了解瓶罐玻璃的基本性能。熟悉玻璃容器。掌握瓶型对容器及结构强度的影响。

教学内容:(2学时)
基本内容:第三节 瓶罐玻璃的性能
一、化学性能
二、物理性能

三、机械性能

  1. 断裂强度
  2. 机械冲击强度
  3. 内压强度
  4. 垂直荷重强度
  5. 热冲击强度
  6. 水冲强度
  7. 跌落强度

四、瓶型对容器结构强度的影响
重 点:机械性能、瓶型对容器结构强度的影响。
难 点:分析瓶型对容器及结构强度的影响。
思考题:在异型瓶设计中,为什么张应力作用区壁厚取大值,压应力作用区壁厚取小值?

第四节 玻璃包装容器结构设计
第五节 瓶口结构设计
第六节 玻璃瓶设计要点
教学目的、要求:
了解玻璃容器、玻璃容器结构及瓶口结构设计特点。熟悉玻璃容器各个部位(如瓶肩、瓶底等)的设计要领。掌握容器壁厚、脱模斜度的设计原理。能够通过所学知识,确定合理的容器结构。掌握瓶容的设计计算。

教学内容:(2学时)
基本内容:第四节 玻璃包装容器结构设计
一、容器形状
二、容器壁厚
三、脱模斜度
四、瓶足圆角
第五节 玻璃包装容器的瓶口结构设计
第六节 玻璃瓶设计要点
一、选定合理的瓶罐成分
二、确定合理瓶型
三、确定容器壁厚
四、瓶容设计计算
重 点:确定合理瓶型、确定容器壁厚、瓶容设计计算。
难 点:合理设计容器结构。合理设计瓶型与容器壁厚
思考题:在压制法生产中,为什么随着开模时间的延长,玻璃瓶罐内表面脱模斜度逐渐增大,而外表面脱模斜度逐渐减小?

参考资料:
《玻璃模具与瓶型设计》 范垂德等编译 轻工业出版社

 

第五章 塑料包装容器结构设计

第一节 概述
第二节 塑料包装容器的尺寸精度

教学目的、要求:

了解塑料材料的特性及材料的选用原则、塑料包装容器的类型。熟悉塑料的成型加工性及一般的成型方法,成型收缩原理。掌握成型收缩的主要影响因素及尺寸误差的构成。

教学内容:(2学时)
基本内容:第一节 概述
一、材料特性及选用原则
二、塑料包装容器的类型
三、塑料包装容器的成型方法
第二节 塑料包装容器的尺寸精度
一、成型收缩

  1. 成型收缩原理
  2. 成型收缩的主要影响因素

重 点:塑料包装容器的尺寸精度
难 点:成型收缩的主要影响因素
思考题:

  1. 塑料包装容器的选材原则是什么?
  2. 造成塑件成型误差的主要因素是什么?

第三节 注射成型容器
教学目的、要求:
了解塑料注射成型件尺寸精度的影响因素。熟悉并掌握塑料容器注射成型的工艺要求。

教学内容:(2学时)
基本内容:二、塑料成型容器的尺寸精度

  1. 塑料制品尺寸公差参考标准
  2. 容器尺寸
  3. 尺寸精度及其影响因素

第三节 注射成型容器
一、注射成型塑件尺寸精度的影响因素

  1. 注射压力
  2. 浇口尺寸
  3. 保压时间
  4. 注射速度

二、塑料容器注射成型的工艺要求

  1. 出模仿向
  2. 脱模斜度
  3. 分型面
  4. 浇口位置


重 点:塑料容器注射成型的工艺要求。
难 点:设计合理的工艺。
思考题:
注射成型容器的结构设计要素有哪些?

第三节 注射成型容器
教学目的、要求:
了解并熟悉中空吹塑容器的成型方法。掌握吹塑成型的工艺参数及容器结构设计。

教学内容:(2学时)
基本内容: 三、容器壁厚

  1. 最小壁厚
  2. 容器壁厚

四、塑料容器的局部结构设计

  1. 加强筋
  2. 孔与口沿
  3. 凸台
  4. 容器底面
  5. 圆角
  6. 侧凹、侧凸
  7. 螺纹
  8. 铰链
  9. 嵌件

10.图案、文字、花纹

重 点: 注射容器的壁厚设计及局部结构设计
难 点:合理设计壁厚及局部结构

思考题:
注射、压制和压铸成型容器的结构设计要素有哪些?

第四节 中空吹塑容器结构设计
教学目的、要求:
了解中空吹塑容器的成型方法及其特点。熟悉并掌握中空吹塑容器的工艺参数、型坯尺寸设计,熟悉包装生产线对中空吹塑容器外形的要求,能够设计合理的容器结构。

教学内容:(2学时)
基本内容:第四节 中空吹塑容器结构设计
一、成型方法

  • 材料与成型
  • 吹塑工艺参数
  • 挤出型坯尺寸

二、容器结构设计

  1. 容器外形
  2. 容器壁厚
  3. 容器瓶口
  4. 过渡圆角
  5. 瓶肩结构
  6. 瓶底结构
  7. 瓶身结构

重 点:吹塑工艺参数、容器结构设计
难 点:合理设计容器结构
思考题:

  1. 为提高中容器的强度和刚度,设计时可采用哪些方法?

2.塑料容器的外形设计需要注意哪些与包装生产线相关的问题?
参考资料:
《塑料吹塑技术》 黄汉雄 化学工业出版社

第五节 热成型容器结构设计
教学目的、要求:
了解热成型容器的常用材料及成型方法。对热成型容器的质量应熟悉。掌握热成型容器的设计原则,能够合理设计容器结构。

教学内容:(2学时)
基本内容:第五节 概述
一、热成型容器常用材料
二、成型方法

  1. 真空成型
  2. 压力成型
  3. 对模成型
  4. 组合成型

三、塑件质量

  1. 宽深比
  2. 壁厚
  3. 形状尺寸

四、容器结构设计

  1. 壁厚
  2. 圆角
  3. 脱模斜度
  4. 刚性环纹
  5. 容器盖

重 点:塑件质量、容器结构设计
难 点:综合运用所学知识合理设计容器结构
参考资料:
《塑料件的设计》 徐佩弦 中国轻工业出版社 2001年
《包装结构设计》 孙诚等 轻工业出版社
《塑料成型工艺及模具简明手册》 王孝培 机械工业出版社 2000年

 

第六章 纸包装容器结构设计
第一节 概述
教学目的、要求:
要求掌握纸包装容器结构设计规则,例如,常用术语、设计图线型、尺寸类型及标注法。纸包装容器的纸材选择。熟悉纸包装容器的类型,包装用纸材及其性能。了解纸包装容器的特点,纸包装容器加工工艺过程。

教学内容:(2学时)
基本内容:第一节 概述

    1. 纸盒包装特点
    2. 纸盒分类

三、纸包装容器结构设计规则
四、纸包装容器加工工艺过程
五、折叠纸盒包装设计“三、三”原则
重 点:纸包装容器结构设计规则
常用术语、设计图线型、尺寸类型及标注法,纸包装容器的纸材选择。

思考题:

  1. 什么是内折、外折和内对折、外对折?
  2. 找出粘合襟片未连接在后板上的盒型,总结在哪些情况下才能如此设计?

第二节 管式折叠纸盒设计
教学目的、要求:
了解管式折叠纸盒的特征,熟悉管式折叠纸盒盒盖、盒底结构,掌握管式折叠纸盒的几个成型角、旋转角求解公式及多摇翼叠和结构设计。

教学内容:(2学时)
基本内容:第二节 管式折叠纸盒设计

  1. 管式折叠纸盒结构特征
  2. 成型角与旋转角
  3. 旋转角求解公式
  4. 管式折叠纸盒的盒盖结构
  5. 插入式
  6. 锁口式
  7. 插锁式
  8. 多摇翼叠合式结构设计

重 点:成型角与旋转角、旋转角求解公式、多摇翼叠和结构设计。
难 点:多摇翼叠合结构设计。

思考题、作业:管式折叠纸盒多摇翼叠合盒盖结构设计。

第二节 管式折叠纸盒设计
第三节 盘式折叠纸盒设计
教学目的、要求:
了解盘式折叠纸盒结构特征,熟悉管式折叠纸盒的盒底结构设计,重点掌握锁底式、自动锁底式结构设计。

教学内容:(2学时)
基本内容:第二节 管式折叠纸盒设计

  1. 管式折叠纸盒的盒底结构
  2. 插入式
  3. 锁底式
  4. 多摇翼叠合式
  5. 自动锁底式
  6. 间壁封底式

第二节 盘式折叠纸盒设计
一、盘式折叠纸盒特征
重 点:锁底式、自动锁底式结构设计
难 点:锁底式、自动锁底式结构设计中的关键点、关键角度的确定

思考题、作业:管式折叠纸盒锁底结构设计

第三节 盘式折叠纸盒设计
教学目的、要求:
了解盘式折叠纸盒结构特征,熟悉管式折叠纸盒的盒底结构设计,重点掌握锁底式、自动锁底式结构设计。

教学内容:(2学时)
基本内容:第三节 盘式折叠纸盒设计
二、盘式折叠纸盒的成型方式

    1. 组装
    2. 锁和
    3. 粘合

三、盘式折叠纸盒盒盖结构

  1. 罩盖式
  2. 摇盖式
  3. 插别式
  4. 正揿封口式

四、盘式折叠纸盒的平分角设计

  1. 粘合式或非粘合式蹼角结构
  2. 方向转变
  3. 盘式自动折叠纸盒设计

重 点:锁合结构、自动折叠纸盒结构设计
难 点:自动折叠纸盒结构设计

第四节 管盘式折叠纸盒结构设计
第五节 非管非盘式折叠纸盒结构设计

教学目的、要求:
了解管盘式折叠纸盒结构特征、非管非盘式折叠纸盒结构设计成型特点,熟悉自动管盘式折叠纸盒设计,反揿固定式及反揿间壁式结构设计。掌握一般管盘式折叠纸盒结构设计。

教学内容:(2学时)
基本内容:第四节 管盘式折叠纸盒结构设计

    1. 管盘式纸盒结构
      1. 特点
      2. A成型外角

二、管盘式自动折叠纸盒

  1. 管盘式自动折叠纸盒
  2. 管盘式折叠纸盒折叠角求解公式

第五节 非管非盘式折叠纸盒结构设计
一、非管非盘式折叠纸盒的成型特点
二、反揿式结构

    1. 反揿固定式结构
    2. 反揿间壁式结构

重 点:一般管盘式折叠纸盒结构设计
难 点:自动管盘式折叠纸盒机构设计

思考题、作业:
(1)自动管盘式折叠纸盒结构设计
(2)管式6瓶饮料反揿间壁式包装结构设计

第五节 非管非盘式折叠纸盒结构设计
第六节 折叠纸盒的功能性结构
教学目的、要求:
了解非管非盘式折叠纸盒结构设计特点,折叠纸盒功能性结构的内涵。熟悉提手、开窗、展示、易开功能的一般设计原则,重点掌握间壁板的结构设计。

教学内容:(2学时)
基本内容:第五节 非管非盘式折叠纸盒结构设计
三、非管非盘式折叠纸盒结构设计

  1. 盒型成型特点
  2. 简壁部分设计过程

第六节 折叠纸盒的功能性结构
一、异型

  1. 斜线设计
  2. 曲拱设计
  3. 角隅设计

二、简壁
三、组合
四、提手

  1. 提手的位置
  2. 提手的尺寸与尺度

五、开窗

  1. 开窗的基本位置
  2. 开窗的形状
  3. 开窗结构的基本变化

六、展示

  1. 展示式纸盒的特点

2.展示式纸盒的基本结构
重 点:非管非盘式折叠纸盒结构简壁部分设计

第七节 折叠纸盒的尺寸设计
教学目的、要求:
了解折叠纸盒尺寸设计概念,掌握折叠纸盒尺寸设计方法。

教学内容:(2学时)
基本内容:
七、易开结构

  1. 易开结构设计要点
  2. 易开结构在纸盒上的位置
  3. 易开启的基本形式
  4. 组合开启形式

第七节 折叠纸盒的尺寸设计
一、尺寸设计
二、一般盒体的尺寸设计

  1. 由外尺寸计算制造尺寸与内尺寸
  2. 由内尺寸计算制造尺寸与外尺寸

三、罩盖盒盒盖尺寸设计
重 点:一般盒体的尺寸设计计算
难 点:纸盒结构的从平面展开图到立体结构的转变,计算中纸版层数的判断

作业:
折叠纸盒尺寸计算
参考资料:
《包装结构设计》 孙诚 轻工出版社

第七章 瓶罐封盖结构设计

 

教学目的、要求:
了解瓶盖的基本功能、常用材料及各种盖的特点。熟悉各种盖的设计原理。掌握密封原理和密封类型,合理选择密封盖结构。

教学内容:(2学时)
基本内容:第一节 瓶盖
一、瓶盖功能
二、瓶盖的基本类型
三、瓶盖的材料
第二节 密封原理
一、密封要求
二、密封原理
三、密封类型
第三节 密封盖结构
第四节 方便盖结构
一、倾倒盖
二、涂敷盖
三、分配盖
第五节 控制盖结构
一、防盗盖
二、儿童安全盖
第六节 专用盖
一、排气盖
二、抗生素瓶盖
重 点:密封原理、各种盖的设计原理及特点。

思考题:

  1. 为什么只有金属盖才适合真空密封?
  2. 密封压强越高,密封效果就一定越好吗?
  3. 螺旋盖、王冠盖、防盗盖、可动式倾倒盖、排气盖各具有哪些功能,都适合那些密封?

参考资料:
《包装结构设计》 孙诚 轻工出版社

 

 


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机械工程学院 《包装结构设计》课题组