Разработка конструкции упаковки из картона для детской каши

В данном курсовом проекте была разработана технология производства упаковки для детской каши. Выбрано оборудование для производства. Спроектирована технологическая острастка: штамп и контрштамп. Проведен расчет усилия штанцевания, рассчитано количество компенсационных линеек. Составлена технологическая схема производства.
...

Реферат 1
Оглавление 2
Введение 3
1 Характеристика производства упаковки из картона 4
2 Разработка технологической схемы производства 6
3 Выбор способа печати 9
4 Оптимизационный выбор оборудования 11
4.1 Выбор печатного оборудования 11
4.2 Выбор формного оборудования 15
4.3 Выбор штанцевального оборудования 16
5 Выбор картона 17
6 Разработка технологической оснастки 19
6.1 Разработка конструкции штанцевальной остнастки 19
6.2 Разработка штампа и контрштампа 22
6.3 Расчет усилия штанцевания 25
Заключение 28
Список использованных источников 29
Приложение 1 30
Приложение 2 31
Приложение 3 32

Экономическое и политическое положение страны непосредственно влияют на полиграфический рынок. В условиях введения санкций и ослабления российской валюты некоторая тенденция роста наметилась в области упаковочной промышленности. Вступление России в ВТО привели к снижению пошлин на ввоз расходных материалов при условии неизменно высоких пошлин на импорт готовой упаковки.
Принимая во внимание снизившуюся покупательскую способность населения, необходимо отметить, что производители товаров стремятся экономить в первую очередь на упаковке. Тем не менее, продукт должен быть привлекателен для конечного потребителя. Совершая покупку, потребитель в первую очередь обращает внимание на упаковку. Поэтому вопрос оптимального проектирования технологического процесса изготовления, грамотного выбора расхо дных материалов и правильной загрузки оборудования является весьма актуальным.
Помимо рекламной функции, а также экономического аспекта при проектировании упаковки необходимо обеспечить технологичность процессов дозирования и укупорки, сохранность продукта, удобство транспортировки, размещения на прилавках магазинов, складирования.
К товарам, пользующимся неизменным спросом на российском рынке можно отнести продукты детского питания, качественная упаковка которых призвана не столько привлечь покупателя, сколько сохранить качество продукта, обеспечить герметичность и удобство при частом использовании. Целью курсового проекта является разработка картонной упаковки детской каши.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
разработать конструкцию коробки;
разработать технологическую схему изготовления коробки;
выбрать оборудование для изготовления коробки;
разработать и рассчитать технологическую оснастку.

Глубокая печать способна передать гораздо больше градаций цвета, чем офсетная или флексопечать. Кроме того, имеется возможность качественно воспроизводить спецэффекты, например, печать ириодиновыми пигментами. Недостатком является высокая стоимость печатных цилиндров и рентабельность только при условии больших тиражей (около 1 млн. отт.). Для упаковки детской каши возможности глубокой печати избыточны.Флексопечать позволяет получить оттиск с хорошей разрешающей способностью, достаточной графической, градационной и колориметрической точностью. Технологический процесс подготовки машины к печатанию и печать тиража относительно прост. Основным сегментом, где применяется флексопечать, является изготовление гибкой упаковки, производимой и поставляемой заказчику на рулонном материале. Поэтому для печати картонной упаковки, требующей последующей обработки листового материала при штанцевании, целесообразно рассмотреть способ офсетной печати.Для воспроизведения проектируемого изделия выбран офсетный способ печати с увлажнением печатных форм. Он позволяет достичь высокого качества воспроизведения текстовой и изобразительной информации. Процесс изготовления печатных форм достаточно прост и малотрудоемок, а современные формные пластины обладают достаточной тиражестойкостью (до 1 млн. отт. после термической обработки) для печати тиража с одного комплекта печатных форм. Многосекционные печатные машины позволяют за один листопрогон запечатывать триадные краски и дополнительные цвета, производить выборочное и сплошное лакирование. Гибкость оборудования и относительно невысокая стоимость изготовления печатных форм делают возможным внесение изменений в дизайн изделия от партии к партии. Недостатками офсетного способа является больший расход запечатываемого материала по сравнению с другими способами печати и необходимость поддержания баланса «краска-вода», но они компенсируются вышеуказанными достоинствами.4 Оптимизационный выбор оборудования4.1 Выбор печатного оборудованияВыбор печатной машины для печати картонной упаковки должен основываться на способности печатать на толстых материалах и конструкции листопроводящей системы, красочности, скорости печати, формате печати.Рассмотрим многокрасочные машины трех ведущих производителей:Heidelberg Druckmashinen AG;Koenig & Bauer;Manroland Sheetfed GmbH.Все машины могут быть построены более чем из четырех секций, оснащены лакировальными секциями (до двух секций на машине), имеют заявленную максимальную скорость печати 14 00018 000 отт./ч, возможность печати на материалах толщиной до 0,7 мм, а со специальным оснащением до 1,6 мм, формат печати до супербольшого.Строение передаточного цилиндра печатных машин Heidelberg таково, что происходит контакт только что запечатанной стороны листа с поверхностью передаточного цилиндра, что может негативно сказаться на качестве печати на тяжелых материалах. Поэтому стоит отдать предпочтение машинам KBA или manroland.Рассмотрим три возможных варианта печатных машин: KBA Rapida 76, KBA Rapida 105, Roland 700 Drive Direct. Технические характеристики машин представлены в таблицах 1, 2 и 3.Таблица 1. Технические характеристики печатной машины КБА Rapida 76Максимальный формат листа, мм530×750Минимальный формат листа, мм210×297Максимальный формат печати, мм510×735Максимальная толщина запечатываемого материала, мм0,8Максимальная скорость печати, отт./ч18 000Таблица 2. Технические характеристики печатной машины КБА Rapida 105Максимальный формат листа, мм720×1050Минимальный формат листа, мм360×520Максимальный формат печати, мм710×1040Максимальная толщина запечатываемого материала, мм0,7Максимальная скорость печати, отт./ч16 000Таблица 3. Технические характеристики печатной машины Roland 700 Drive DirectМаксимальный формат листа, мм740×1040Минимальный формат листа, мм340×480Максимальный формат печати, мм715×1020Максимальная толщина запечатываемого материала, мм1,0Максимальная скорость печати, отт./ч16 000Для каждой печатной машины рассчитаем коэффициент использования машины Ким по формулеКим=SрSпл∙100%,где Sр – площадь развертки коробки, Sпл  площадь максимального формата печати.Определим площадь одной развертки:Sр=a∙b=0,3024∙0,4152=0,1256 м2.Определим площади максимального формата печати для машин KBA Rapida 76, KBA Rapida 105, Roland 700 Drive Direct:Sпл76=0,5100∙0,7350=0,3749 м2;Sпл105=0,7100∙1,0400=0,7384 м2;Sпл700=0,7150∙1,0200=0,7293 м2.9582152775585center127635а)б)Рис. 2. Позиционирование разверток коробок на формате заготовки картона: а) – для печатной машины KBA Rapida 76;б) – для печатных машин KBA Rapida 105, Roland 700 Drive DirectНа листе, запечатываемом в машине KBA Rapida 76 можно расположить две заготовки коробки, в машинах KBA Rapida 105 и Roland 700 Drive Direct при соблюдении правильного направления волокон – три коробки (рисунок 2). Тогда коэффициенты использования машин буду равныКим76=2∙0,12560,3749∙100%=67 %;Ким105=3∙0,12560,7384∙100%=51 %;Ким700=3∙0,12560,7293∙100%=52 %.Таким образом, самое эффективное использование печатной машины по формату наблюдается для машины KBA Rapida 76.4.2 Выбор формного оборудованияУчитывая, что упаковка обычно печатается большими тиражами, а поверхность картона способствует ускоренному стиранию печатающих элементов по сравнению с печатью на легких бумагах, следует выбирать технологию изготовления печатных форм, обеспечивающую возможность термического обжига пластин.К таким технологиям относится фотополимерная технология и технология Computer-to-Coventional plate (CtCP). Вторая дает возможность использовать более дешевые пластины, получая при этом высокую разрешающую способность. Кроме этого в технологии CtCP отсутствует стадия предварительного нагрева.В качестве экспонирующего устройства выбирается Wifac GPS Imaging UV4-32, технические характеристики которого представлены в таблице 4.Таблица 4. Технические характеристики Wifac GPS Imaging UV4-32Технологияфиолетовый лазер для работы с аналоговыми пластинамиТип лазера, нмультрафиолетовый, 450Максимальный формат пластины, мм800×660Толщина пластины, мм0,150,30Скорость вывода, пластин/ч32Проявка пластин может осуществляться в любом проявочном процессоре для аналоговых пластин, например InterPlater 85HD.Для термической обработки пластин выбирается печь для обжига офсетных пластин с вертикальной загрузкой Senior, технические характеристики которой представлены в таблице 5.Таблица 5. Технические характеристики печи для обжига SeniorРабочая температура, °С230Максимальный формат пластины, мм1350×1700Количество одновременно обрабатываемых пластин84.3 Выбор штанцевального оборудованияШтанцевание  это комбинированный совмещённый технологический процесс, который включает высечку контура развёртки, биговку линий сгиба на развёртке, нанесение перфорации, надрезку и рицовку. Для проектируемого изделия выбираем плоскоштамповочное оборудование, так как стоимость рабочего инструмента – штанцевальной формы в этом случае значительно ноже, чем у ротационного оборудования, которое обычно применяется при производстве тары из гофрокартона.Все операции штанцевания выполняются одновременно за один рабочий ход штанцевальной формы. Выбираем автоматический высекальный пресс BOBST MASTERCUT 106 PER. Технические характеристики приведены в таблице 6. В выбранном оборудовании проводится операция удаления облоя и разделения заготовок.Таблица 6. Технические характеристики BOBST MASTERCUT 106 PERМинимальная удельная плотность материала, г/м270Максимальный удельная плотность материала, г/м22 000Максимальная толщина гофрированного картона, мм4Минимальный формат листа, мм350×400Максимальный формат листа, мм760×1 060Максимальная скорость, отт./ч12 000Усилие высечки, кг2600005 Выбор картонаВ качестве материала для упаковки детской каши целесообразно выбрать картон.Картон – один из наиболее популярных упаковочных материалов, что обусловлено такими его качествами, как малый вес, удобство транспортировки, защита упаковываемой продукции от механических воздействий, приемлемая цена, возможность многократной переработки.Для упаковки используют следующие виды картона:гофрокартон (количество слоев от трех до семи) применяется для изготовления транспортной упаковки или упаковки крупногабаритных и тяжеловесных товаров;микрогофрокартон (количество слоев два-три) применяется упаковки продуктов, требующих длительного хранения (лекарства, хозяйственные и бытовые товары и т.д.);хромэрзац позволяет изготовить прочную упаковку при небольшой толщине картона. Применяется для упаковки сыпучих пищевых продуктовых, косметических товаров, одежды и т.д.;переплетный картон в упаковочной промышленности используется относительно редко, в основном для упаковки сувениров;дизайнерский картон – дорогостоящий материал, использующийся при производстве эксклюзивной упаковки, например для парфюмерии или алкогольной продукции. Для проектируемой коробки оптимальным выбором будет картон хромэрзац, например, картон марки GD3 НЕВА ТУ 5453-010-04766354-2006 (Санкт-Петербургский картонно-полиграфический комбинат). Материал представляет собой макулатурный картон одностороннего мелования. Пригоден для всех способов печати. Применяется для упаковки бытовой химии, косметики, бакалейных продуктов и пр. При толщине 0,40 мм имеет следующие характеристики (таблица 7).Таблица 7. Характеристики картона НЕВАУдельная масса, г/м2320Толщина, мм0,40Плотность, кг/м31,25Жесткость. Попер. напр., Н/см0,49Жесткость. Прод. напр., Н/см1,23Отклонение по массе на 1м2±3 %Отклонение по толщине на 1м2±5 %Белизна со стороны покровного слоя83 % ±2Влажность, %8,0 % ±1/-1,5Отклонение по жесткости±15 %Стойкость поверхности покровного слоя к выщипыванию, м/с2,2Шероховатость по РРS, мкм3,5Энергия связей по Скотт-Бонду, Дж/м2306 Разработка технологической оснастки6.1 Разработка конструкции штанцевальной остнасткиДля придания изделию необходимо геометрической формы проводят штанцевание  обработку листового материала штанцформами с применением биговальных контр-матриц или биговальных каналов, придающих изделию необходимую форму. Штанцевание может включать процессы высечки, перфорирования, рицовки, биговки и тиснения, а также их различные комбинации.Высечкой называется сквозное прорезывание обрабатываемого материала режущей линейкой штанцформы по сплошной линии.Перфорирование в общем понимании тесно связано с высечкой, только контер перфорирования является прерывистым.Биговка – создание «шарнира» на месте будущего сгиба.Назначение рицовки аналогично назначению биговки. Рицовка представляет собой несквозное прорезывание материала на месте будущего сгиба. Выполняется на толстых картонах и пластиках.Штанцевальная оснастка для автоматического высекального пресса включает:вырубной штамп (штанцформу);приправочный лист; контрплаты биговальные (или биговальные контрматрицы из пертинакса, или стальные биговальные контрплиты);оснастка для удаления отходов (облоя), которая включает верхний штамп для удаления отходов и среднюю доску для удаления отходов;оснастка для разделения заготовок (верхний штамп для разделения заготовок и нижняя рама для разделения заготовок).