Указания методические к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология упаковочного производства» для студентов специальности 261201 Федеральное агентство по образованию Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Кафедра ТМ и УТ Методические указания к выполнению КУРСОВОГО ПРОЕКТА по дисциплине «Технология упаковочного производства » для студентов специальности 261201 «Технология и дизайн упаковочного производства » составил: к.т.н., ст. преп. Черданцева А.А. Рекомендовано на заседании кафедры протокол №___ от «__»_______2008г. Утверждено методической комиссией механического факультета протокол №___ от «__»_______2008г. Кемерово 2008 введение С развитием упаковочной индустрии России в сфере производства тары и упаковки все больший вес занимает изготовление тары и упаковки из картона и гофрокартона. За последние 10 лет тара из гофрокартона стала основным видом транспортной тары, практически вытеснив деревянную. Складные коробки и ящики из картона и гофрокартона являются самым популярным и широко применяемым видом тары. Это обусловлено их низкой себестоимостью, в удобстве автоматического выполнения с ними основных технологических операций: изготовления, сборки, заполнения продукцией, укупоривания, штабелирования и т.д. Способность к складыванию в плоские заготовки позволяет экономить место при их хранении и транспортировке. При полиграфическом оформлении может быть использован практически любой способ печати и отделки, поэтому картонные коробки отличаются прекрасным внешним видом, необычайным разнообразием дизайнерских решений. Они имеют различные конструкции и широкий диапазон типоразмеров. Коробки и ящики из картона и гофрокартона используются во всех отраслях промышленности – пищевой, фармацевтической, химической и т.д. Курсовой проект по дисциплине «Технология упаковочного производства» выполняется в 7 семестре студентами дневной формы обучения. Задача курсового проектирования заключается в проектировании конструкции картонной тары для заданного изделия или продукта с последующим ее изготовлением. Проектирование осуществляется в соответствии с основными требованиями к картонной таре, которые продиктованы важнейшими функциями упаковки. Результатом проектирования является получение двумерного изображение заготовки упаковки - технологического чертежа заготовки, называемой разверткой или раскроем (выкройкой), из которого впоследствии будет собрана коробка. В методических указаниях изложены все вопросы, связанные с тематикой и содержанием курсового проекта. 1. Организация курсового проекта Индивидуальное задание на курсовой проект выбирается в соответствии с таблицей, представленной в приложении А . Пример оформления листа задания на курсовой проект приведен в приложении Б . Например, индивидуальное задание вариант № 5, тема записывается следующим образом: «Проектирование и изготовление картонной тары для упаковки торта «Маргарита» массой 1 кг». Лист задания на курсовой проект заполняется студентом от руки . Руководство над курсовым проектом осуществляется преподавателем дисциплины «Технология упаковочного производства» на занятиях и регулярных консультациях. Руководитель не дает студенту готовых ответов и решений, а помогает им понять допущенные ошибки и найти правильные пути к достижению необходимого результата. При проверке руководитель обращает внимание на соответствие выполненной работы, следит за качеством и сроками выполнения курсового проекта. Курсовой проект должен быть выполнен в сроки, установленные учебным планом. Готовый проект подписывается самим студентом и только потом в полном объеме сдается руководителю на проверку и подпись. Защита это особая форма проверки индивидуальных знаний и навыков. Защищая проект, студент должен всесторонне обосновывать принятые им решения. Защита состоит в кратком докладе студента по содержанию проекта и в ответах на вопросы руководителя. Результатом защиты является дифференцированный зачет. 2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки, графической части и макета разработанной потребительской тары. В состав расчетно-пояснительной записки входят следующие разделы: Введение 1 Маркетинговые исследования 2 Разработка технического задания 2.1 Цель разработки 2.2 Наименование и характеристика упаковываемого продукта 2.3 Технические требования 3 Стадии и этапы проектирования 3.1 Конструкции складных коробок и их описание 3.1.1 Разработка конструкции потребительской тары 3.1.2 Разработка конструкции транспортной тары 3.2 Технология производства складных коробок из картона 3.2.1 Штанцевание 3.2.2 Высечка 3.2.3 Биговка 3.3 Маршрут технологического процесса изготовления тары 3.3.1 Разработка маршрута изготовления потребительской тары 3.3.2 Разработка маршрута изготовления транспортной тары 3.4 Технологическое оборудование для реализации технологического процесса изготовления тары 3.4.1 Оборудование для изготовления потребительской тары 3.4.2 Оборудование для изготовления рранспортной тары Выводы по проекту Список литературы Оформлять разделы расчетно-пояснительной записки необходимо в указанной последовательности. Все названия разделов и подразделов без изменений должны быть внесены в содержание. Текстовый материал пишется на листах формата А4 и оформляется согласно требованиям ГОСТ 2.105-95. По тексту необходимо приводить ссылки на все используемые литературные источники, которые приводятся в списке литературы и оформляется в соответствии с ГОСТ 7.1-84. Все страницы необходимо пронумеровать. Первым листом является титульный лист и он не нумеруется. Пример выполнения титульного листа представлен в приложении В. Графическая часть курсового проекта должна состоять из следующих листов: 1 лист – Развертки разработанных потребительской и транспортной тары; 2 лист – Изображение потребительской тары в объеме (в изометрии). Графическая часть выполняется на листах ватмана формата А1 (594-841 мм). Макет разработанной потребительской тары предоставляется в масштабе 1:1, с нанесенной на него всей необходимой информацией. 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАЗДЕЛОВ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ Введение Во введении указывают задачи, которые стоят перед студентом, перспективы и актуальность разработки конструкций картонной тары, прослеживается связь по всем этапам жизненного цикла упаковки. Раздел завершают кратким изложением принятых в проекте решений, подчеркивается то новое и оригинальное, чем характерен данный проект. Маркетинговые исследования В этом разделе необходимо привести проведенные маркетинговые исследования, которые направлены на изучение особенностей рынка потребления продукции в упаковке, проектируемой студентом. Необходимо указать особенности упаковки, чем она может привлечь внимание покупателя. Необходимо обозначить сегмент рынка, на котором будет «работать» эта упаковка, кто относится к основным потребителям продукции. Какие качества и особенности продукции и упаковки наиболее значимы для предполагаемых категорий покупателей. Какой имидж продукту должна придать упаковка. Также необходимо сопоставить стоимость упаковки и готовой упакованной продукции. Разработка технического задания Разработка технического задания представляет процесс установления исходных требований и формирование предварительных (возможных и желательных) очертаний объекта разработки. Техническое задание должно состоять из следующих разделов: цель и назначение разработки; наименование и характеристики упаковываемой продукции; технические требования. Н аименование и характеристика упаковываемого продукта . Необходимо описать и обосновать расположение необходимой информации на упаковке (бренда, наименования продукции, название предприятия изготовителя, его реквизиты, знаки соответствия и т.д.). Кратко описывается характеристика продукта, его состав, срок и условия хранения. В технических требованиях указывают сведения об упаковываемом продукте, о конструктивных качествах материала тары, о применяемом в производстве оборудовании, общие и специальные требования к конструкции тары, об экологических требованиях, об особенностях продажи, размещения информации и оформления. На стадии технического задания обязательно разрабатывают подраздел «Требования безопасности», где указывают требования к обеспечению безопасности при изготовлении, распределении и потреблении упакованной продукции. Стадии и этапы разработки Конструкции складных коробок и их описание . Приводятся конструкции складных коробок потребительской и транспортной тары, используемых для упаковки данной продукции, с обоснованием их применения. Разработка потребительской и транспортной тары . В этом разделе необходимо подробно описать конструкции разрабатываемой потребительской и транспортной тары, обосновать выбор картона для их производства, привести необходимые расчеты размеров и т.п. Указываются особенности и оригинальности конструкций. При разработке транспортной тары, необходимо указать каким способом будет укладываться в нее потребительская тара. Технология производства складных коробок из картона . Приводятся сведения о технологии производства складных коробок, последовательность их выполнения, описание основных операций. Разработка маршрута технологического процесса изготовления тары . Подробно описывается процесс изготовления разработанной потребительской и транспортной тары в наиболее распространенной последовательности: печать текста и изображения, отделки внешней запечатанной поверхности, штанцевания, отделение технологических излишков материала (облоя), отделение друг от друга индивидуальных заготовок (раскроя), фальцовки, склеивания продольных швов, стапелирования и упаковки заготовок складных коробок. Пример написания маршрута технологического процесса изготовления потребительской тары представлен в приложении Г . Далее выбирается технологическое оборудование для реализации каждой операции технологического процесса изготовления потребительской и транспортной тары. Пример выполнения представлен в приложении Д. 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Графическую часть выполняют на стандартных листах ватмана формата А1. Все листы выполняются в карандаше. На первом листе располагают две развертки, потребительской и транспортной тары соответственно, с нанесением всех необходимых размеров. Пример развертки картонной транспортной тары приведен в приложении Е . На втором листе представляют изображение потребительской тары в объеме, в масштабе 1:1. Макет потребительской тары собирают из развертки, выполненной в натуральную величину. 5. теоретические положения и рекомендации к выполнению основных этапов разработки 5.1 Основные требования к складным коробкам и ящикам Основные требования к складным коробкам и ящикам из картона и гофрокартона продиктованы функциями упаковки. Такие функции, как защитная, транспортная и хранение, предполагают длительное сохранение у коробок и ящиков стабильности формы, способности к амортизации ударов, прочности при растяжении и сжатии, пригодности к стапелированию и т.п. Все перечисленные свойства зависят от соотношения объема коробки, массы упакованного в нее продукта и толщины картона, из которого изготовлены коробки. Рекомендации соотношения этих параметров приведены в таблице 5.1. Сохранность стабильности формы коробок и ящиков зависит от множества факторов. Картон отличается анизотропией свойств по длине и ширине листа. В машинном направлении (по длине листа) в процессе изготовления картона происходит преимущественная ориентация макромолекул целлюлозы, которая приводит к увеличению прочности и жесткости. Таблица 5.1 Ориентировочная зависимость толщины картона от объема складной коробки и массы содержащегося в ней продукта Объем коробки, см Масса продукта, г Толщина картона, мл До 325 325-650 650-980 980-1300 1300-1800 1800-2450 2450-3250 3250-4100 4100-4900 4900-6150 До 110 110-225 225-340 340-450 450-560 560-680 680-900 900-1130 1130-1700 1700-2250 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,90 1,0 Различия между прочностными свойствами в машинном и поперечном направлениях возрастает по мере увеличения толщины картона (рисунок 5.1). 2 1 Рисунок 5.1 - Зависимость модуля упругости картона Е от толщины в машинном (1) и поперечном (2) направлениях Это явление необходимо учитывать при проектировании коробок. Наиболее прочное и жесткое машинное направление картона целесообразно располагать перпендикулярно высоте коробки. Это обеспечивает большую жесткость коробки по высоте, что способствует сохранению формы. Существенное влияние на прочность и жесткость, а, следовательно, и на стабильность формы коробок оказывает влажность окружающей среды. Эту особенность необходимо учитывать при выборе отделочных операций, которые должны не только улучшать внешний вид упаковки, но и уменьшать влагопоглощение картона. Оптимальное соотношение основных размеров коробок должно обеспечивать их хорошую устойчивость, как при транспортировке, так и на витрине и стеллажах магазина. Габариты коробок необходимо выбирать в соответствии с размерами стандартных полок на складе или в магазине. Стандартные поддоны имеют размеры 800×1200 мм и 1000×1200 мм, готовая магазинная платформа – 400×600 мм, стандартный роликовый конвейер – 600×800 мм. Ширина магазинных стеллажей 900 мм, глубина полок 400 и 600 мм. Важным требованием к эксплуатационной функции упаковки является ее пригодность к автоматизированным процессам упаковывания и обработки на складах и в магазинах. Конструкция складных коробок из картона должна предусматривать возможность автоматизированной сборки коробок с последующими автоматизированными процессами упаковывания и формирования групповых модульных упаковок. Коробки должны иметь привлекательный внешний вид и в полной мере выполнять требования информационной функции – отражать индивидуальные особенности товара, предоставлять необходимую информацию о нем, рекламу и т.д. Коробки представляющие транспортную групповую упаковку, должны облегчать выкладку и обзор товаров. На них требуется меньше информации, чем на потребительских коробках. 5.2 Конструкции складных коробок и ящиков и особенности оформления чертежей Рациональное конструктивное решение и определение расчетных параметров упаковки позволяет значительно уменьшить расход материала, трудоемкость при изготовлении, сборке и упаковывания продукции, а также сэкономить площадь и снизить трудозатраты при складировании, транспортировке и продаже. На первой стадии конструирования определяют основные характеристики коробок и ящиков: тип и толщину материала, вид отделки, основные габаритные размеры. Заканчивается первая стадия созданием трехмерного изображения упаковки с необходимыми видами и сечениями. На второй стадии конструирования: трехмерное изображение переводиться в двухмерное плоское изображение ее заготовки, называемую разверткой или раскроем (выкройкой). Своеобразие конструкций и специфичность технологии производства тары и упаковки из гофрокартона продиктовало особые требования к ее изображению на чертежах. С целью исключения возможных ошибок, упрощения и унификации конструктивных решений приняты определенные правила и нормы графического оформления чертежей тары из картона и гофрокартона. В мире сложилась единая система оформления чертежей. Этому способствовало объединение огромного количества фирм — производителей картонной тары в ассоциации. Западноевропейские фирмы создали Европейскую ассоциацию производителей коробок из картона (ЕСМА), Европейскую ассоциацию производителей ящиков из гофрокартона (FEFCO), Европейскую ассоциацию изготовителей гофрированного картона (ASSCO). Американские фирмы объединились в ассоциацию производителей коробок из гофрокартона (FBA). Основными задачами этих ассоциаций является выработка единых подходов и требований к процессам конструирования, изготовления, испытания, эксплуатации коробок и ящиков из картона и гофрокартона, унификация и стандартизация их конструктивных решений, разработка новых материалов и оборудования. Чертежи тары из картона и гофрокартона содержат два вида изображений (рисунок 5.2): 1) объемное трехмерное изображение коробки или ящика в стоячем положении с открытой крышкой, по которому легко можно представить процесс сборки; Рисунок 5.2 - Чертеж складной коробки из картона а — чертеж развертки; б— объемное изображение 2) плоское двухмерное изображение заготовки, называемое разверткой или раскроем (выкройкой). По своей сути раскрой является технологическим чертежом заготовки, из которой впоследствии будет собрана коробка или ящик. Раскрой должен изображать внешнюю сторону коробки, на которую наносится текстовая и изобразительная информация. Раскрой является базой для изготовления технологической оснастки, поэтому должен отражать особенности конструкции, технологии изготовления, сборки, специфику процесса упаковывания продукции. Для выполнения чертежей применяют виды линий, предусмотренные ГОСТ 2.308-68, а также специальные линии (таблица 5.2). Толщина линий одного наименования должна быть одинакова для всех изображений, вычерчиваемых в одном масштабе на площади чертежа. Таблица 5.2 Основные символы, используемые в чертежах раскроя складных коробок Символ на чертеже Значение символа Контуры собранного ящика, коробки Контуры развертки ящика, коробки Штампованные прорези Биговка внутрь Биговка наружу Насечка, рицовка Двойная биговка Перфорация Линия мягкого или волнистого разреза (для предотвращения ранения) СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ ШВОВ Сшивка скобами Буквенный индекс S Склеивание при помощи клеевой бумажной ленты. Буквенный индекс Т Склеивание по клапану Буквенный индекс G ОТВЕРСТИЯ ДЛЯ ПЕРЕНОСКИ Полностью высеченное отверстие для рук Тип Р Частично высеченное отверстие для рук Тип U Сплошную основную линию применяют для начертания контуров объемного изображения ящика или коробки, а также контуров их развертки. Ее толщина зависит от величины и сложности контурного изображения, а также от формата чертежа. По толщине сплошной основной линии определяют толщину остальных линий. Сплошную тонкую линию используют в качестве размерных и выносных линий, штриховки и обозначают линии сгиба на развертках. Ее толщина составляет приблизительно от половины до одной трети толщины основной сплошной линии. Штриховые линии служат для изображения линий невидимого контура, а также для условных изображений способов механической обработки картона и гофрокартона: биговки, насечки, рицовки. В последнем случае штриховые линии снабжаются пояснительной надписью над выносной линией. В чертежах FEFCO и ЕСМА штриховой линией изображают биговку вершиной внутрь коробки или ящика. Биговку вершиной наружу обозначают штриховой линией с точкой между штрихами. Надсечку и рицовку изображают штриховой линией с тремя точками между штрихами. Двойную биговку обозначают сдвоенной штриховой линией. Пунктирной линией изображают перфорацию. При дырчатой перфорации диаметр отверстий указывают числом после соответствующей надписи. Сплошную волнистую линию используют в местах выполнения волнистого разреза картона или гофрокартона для предотвращения ранений при пользовании тарой. Штрихпунктирной тонкой линией обозначают расположение осей симметрии и центров, а также линии развертки, совмещенной с видом. Последний прием применяют для облегчения понимания принципа построения развертки тары, у которой трудно построить объемное изображение, например, у конвертов. Однотипные линии на всем поле чертежа должны иметь одинаковую толщину и яркость, прерывистые линии должны иметь штрихи и интервалы между ними одинаковой длины. Все линии должны заканчиваться в определенных нужных местах. Не допускаются случаи, когда линия не доходит до заданного места или переходит за него. Лишь в целях исключения возможных ошибок при чтении чертежей с плоским изображением разверток допускается штриховые линии не присоединять к пунктирным и местам вырезов или надрезов и не доводить до контурных линий. Продольное направление волокон материала на чертеже изображают одной утолщенной стрелкой. Направление волны гофра у гофрированного картона обозначают двумя стрелками из утолщенных линий. В отличие от правил, регламентируемых ГОСТом для машиностроительного черчения, размерные линии не всегда выносят за пределы изображения раскроя тары. Часто размерная цепочка для лучшей наглядности и обзора вносится в изображение раскроя. Условные обозначения мест нанесения клея на склеиваемые поверхности в виде сплошных полос, прерывистых полос или круглых пятен выполняют перекрестной штриховкой. Места склеивания обозначают также для коробок и ящиков габаритными размерами принято считать их внутренние размеры. Их определяют по развертке как расстояние между серединами биговочных канавок, ограничивающих соответствующую сторону. Габаритные размеры коробок приводятся в такой последовательности А ×В ×Н или L × B × H . Следует отметить, что в ГОСТ 9142-90 длину, ширину и высоту тары обозначают такими же, как и в Европе, буквами, но только прописными: l , b , h . Заглавными буквами L , B и H обозначают общую длину и ширину соответственно всей развертки. Рекомендуемые размеры вспомогательных элементов развертки коробок приведены на рисунке 5.3. Рисунок 5.3 - Рекомендуемые размеры вспомогательных элементов развертки коробок Основные элементы развертки складных коробок показаны на рисунке 5.4. Все элементы можно условно разделить на главные и вспомогательные. К главным элементам относят лицевую 1, заднюю 3, боковые 2 и 4 стороны, а также верхнюю 8 и нижнюю 18 и 20 стороны (панели). На них наносят текстовую и изобразительную информацию. Вспомогательные элементы служат для крепления и фиксации основных элементов коробки. К вспомогательным элементам относят склеиваемый клапан 5, верхние клапаны 9, 10, верхний лицевой клапан 11 и нижние боковые 19 и 21. Рисунок 5.4 - Основные элементы развертки складных коробок Система нижних боковых клапанов и нижних сторон образуют дно коробки. Нижние стороны могут быть приклеены друг к другу или скрепляться замковыми затворами. На рисунке 5.3 показан пример одной из конструкции затвора. На нижней стороне 20 выполнены прорези 23 специального профиля, в которые вставляются запирающиеся язычки 22 нижней стороны 18. Верхние боковые клапаны 9 и 10 совместно с верхней стороной 8 и верхним лицевым клапаном 11 образуют крышку коробки. Крышка может быть приклеенной или многократно открывающейся с фиксацией разнообразными замковыми затворами. Замки выполняются преимущественно на верхнем лицевом клапане 11 в виде вырезов 12, прорезей 13. В них входят и выполняют роль затворов либо верхние боковые клапаны 9 и 10, либо язычки 17 на задней стороне 3. Повышают прочность и надежность замков плечи 15 верхнего лицевого клапана. Для удобства сборки крышки верхний лицевой клапан 11 имеет конусную заходную часть 14, а в основании верхних боковых клапанов 9 и 10 вырезаны специальные компенсаторы 16. Если изготовление складной коробки завершается процессом склеивания продольного шва по склеиваемому клапану 5, то складывание (фальцовку) коробки осуществляют по двум линиям биговки 7. Для облегчения и автоматизации процесса проектирования коробок, создания системы унификации автоматизированного оборудования для их изготовления во многих странах основные типы коробок и их развертки стандартизированы. Некоторые виды наиболее популярных в США разверток складных коробок приведены на рисунке 5.5. 1-обратное сворачивание; 2-автоматически складывающееся дно; 3-стиль аэроплана; 4-прямое сворачивание; 5-со склеиваемым дном; 6-скобянское дно; 7-с замками типа конверт; 8-с язычками типа язычков Ван Бурена для склеивания дна; 9-стиль взломщика; 10-со склеиваемым дном и открывающейся крышкой; 11-с отрывным дном; 12-для мороженого. Рисунок 5.5 – Некоторые виды разверток складных коробок США Широко практикуется стандартизация коробок и в Европе. Объединяющая специалистов ведущих стран Европейская ассоциация производителей картонной упаковки (ЕСМА) в 1967г. выпустила первый сборник стандартных конструкций складных коробок. В то время в конструкциях преобладала продольная склейка швов. В последующее время появилось новое поколение оборудования, материалов, разработана система компьютерного конструирования коробок (САД), что способствовало развитию создания новых конструкций складных коробок. На базе системы САД и сборника стандартов Европейского центра стандартизации (CEN) в 1992г. ЕСМА разработала новый каталог стандартных конструкций складных коробок. Каталог ЕСМА классифицирует складные коробки на шесть групп от А до F, а также содержит отдельную классификацию (группа Х) по функциям и конструкции затворов и вспомогательных приспособлений (приложение Ж ). Группу А составили прямоугольные картонные коробки, имеющие по высоте продольный клеевой шов. Все наружные плоскости таких коробок расположены под прямыми углами друг к другу. В группу В вошли прямоугольные коробки без продольных клеевых швов. Соединение их сторон осуществляется с помощью затворов разнообразных конструкций. Группу С образовали непрямоугольные картонные коробки с продольным швом на высоте. Несколько внешних сторон коробок имеют различную непрямоугольную форму и могут быть расположены под углом к основанию. Группа D состоит из непрямоугольных коробок без продольных клеевых швов. Соединение их сторон выполняется различными затворами. Группа E включает конструкции коробок, находящихся в непосредственном контакте с упаковываемым продуктом или предназначенных для групповой упаковки. Группу F составили прочие картонные коробки, конструкции которых не вошли в группы А – Е. Каждая группа разбита на подгруппы по совокупности конструктивных признаков – формы и конструкции дна, крышки, затворов и т.п. Подгруппы обозначаются десятками, например А-20, В-60, С-40 и т.д. Подгруппы, в свою очередь, разделены на типы, определяющие конкретную конструкцию коробки. Каталог ЕСМА не содержит строгих норм для различных деталей развертки, особенно вспомогательных элементов. Эти задачи каждая фирма решает самостоятельно. Некоторые рекомендации по размерам приведены на рисунке 5.3. Европейская федерация производителей ящиков из плотного картона (FEFCO) и Европейская ассоциация изготовителей гофрированного картона (ASSCO) разработали классификацию картонных ящиков. По конструктивным признакам все ящики из плотного картона и гофрокартона разбиты на шесть основных типовых групп, которым присвоены порядковые номера 02, 03, 04, 05, 06 и 07. Группу 02 составили ящики обыкновенной конструкции, изготавливаемые из единой развертки. Они не содержат отдельных дополнительных частей для крышки и дна, закрываются при помощи клапанов. Боковой шов скрепляют металлическими скобами, либо с помощью клея, либо липких лент на бумажной или полимерной пленочной основе. Группу 03 представляют ящики телескопической конструкции, собирающиеся из нескольких частей. Они имеют отдельные корпус с дном и крышку, которая частично или полностью закрывает корпус. В группу 04 входят ящики оберточного типа и так называемые штампованные ящики. Заготовки ящиков имеют форму, позволяющую большинству конструкций осуществлять сборку без использования вспомогательных материалов для закрывания (скоб, клея, липких лент). Ящики часто имеют замковые затворы и отверстия для переноски. Группа 05 состоит из ящиков, детали которых соединяются между собой традиционными способами – скобами, склеиванием, липкими лентами. В эту группу входят также внешние обечайки и внутренние корпуса ящиков других видов. Ящики могут поставляться потребителю в плоском виде. Группа 06 включает жесткие ящики, состоящие из цельного корпуса и двух отдельных боковых стенок. Стенки присоединяются к корпусу скобами или склеиванием. Ящики не имеют отдельных крышек и дна. В группу 07 вошли полностью склеенные ящики, состоящие преимущественно из одного раскроя. Они поставляются потребителю в виде плоских заготовок, которые легко собираются в готовый ящик. В отдельной группе 09 объединены внутренние вкладыши, например прокладки, донные листы, перегородки для разделения ящика на несколько отсеков, и другие внутренние детали (приложении И) . Эскизы трехмерного изображения и разверток ящиков, представляющих перечисленные группы, представлены в приложении З . Варианты исполнения ящиков по российским стандартам имеют соответствующие аналоги по европейской классификации FEFCO. Так, например, ящик со стыкующимися наружными клапанами (исполнение А по ГОСТ 9142-90) соответствует конструкции с кодом FEFCO 0201, ящик с частично перекрывающимися наружными клапанами аналогичен конструкции ящиков из гофрированного картона по ГОСТ 9142-90 с аналогами по коду FEFCO приведено в приложении К . Общие требования к ящикам и складным коробкам из гофрированного картона сформулированы ГОСТ 9142-90. Стандарт распространяется на складные ящики с четырехклапанным дном и крышкой различных исполнений, а также на ящики телескопического, оберточного типов, лотки (приложение Л ). Допускается изготовлять ящики с комбинацией различных исполнений и других типов, с другим исполнением клапанов, с учетом особенностей упаковываемой продукции. Внутренние и наружные размеры ящиков устанавливают в нормативно-технической документации на конкретные виды ящиков с учетом массы, габаритов, особенностей упаковываемой продукции, с учетом требований ГОСТ 21140. Отношение длины и ширины ящика рекомендуется принимать не более 2,5 : 1. Отношение высоты к ширине – не более 2 : 1 и не менее 0,5 : 1. Изготовление ящиков высотой менее 100мм или с другим соотношением сторон допускается для изделий, конфигурация, размеры, а также требования к упаковке которых не позволяет выполнить указанные требования. Выбор необходимого соотношения сторон ящиков следует определять с учетом всех факторов из условия оптимальности их зничений. В реальных условиях размеры ящиков должны обеспечить максимальное использование площади стандартного транспортного поддона 1200× 800 мм. Кроме того, при раскладе раскроя на листе картона необходимо обеспечивать соответствующую ориентацию относительно машинного направления гофров у гофрокартона. Оптимальные соотношения габаритных размеров основных видов тары представлены в приложении М . Размеры транспортной тары из гофрокартона необходимо выбирать с учетом размеров средств пакетирования, транспортного и складского оборудования. Эту взаимосвязь регламентирует ГОСТ 21140-88. В нем приведены различные сочетания длины и ширины транспортной тары прямоугольного сечения, которые обеспечивают полное использование площади поддонов размерами 1200× 1000 мм и 1200× 800 мм. Внутренние размеры транспортной тары из гофрокартона должны быть увязаны с наружными размерами потребительской тары с учетом требований к количеству (массе) продукции и схем укладок потребительской тары в транспортную. При определении размеров транспортной тары из гофрокартона основными являются теоретические наружные размеры потребительской тары. Теоретические наружные размеры включают включают внутренний размер, толщину стенок, их деформацию после заполнения тары, размеры комплектующих деталей и зазоры, необходимые для укладки потребительской тары в транспортную. Внутренний размер транспортной тары из гофрокартона (А ) для рассчитываемого размера потребительской тары по длине, ширине, высоте (мм) вычисляют по формуле: А=( K × l )+ c + f где K – количество единиц потребительской тары в ряду для обного внутреннего размера транспортной тары, шт; l – теоретические наружные размеры потребительской тары, мм; с – величиеа зазора, необходимого для ручной или механизированной укладки блока потребительской тары в транспортную, мм; f – суммарная толщина комплектующих деталей (перегородок, прокладок и т.п.), мм. Величину с определяют экспериментально путем опытных укладок. Количество единиц потребительской тары (N ), размещаемых в транспортной таре из гофрокартона, определяют по формуле: где М – масса груза в единице транспортной тары, кг; Mk – масса комплектующих деталей и вспомогательных упаковочных средств в единице транспортной тары, кг; м – масса потребительской упаковки с товаром, кг. Величину М определяют в зависимости от прочности транспортной тары из гофрокартона, требований потребителя, способов осуществления манипуляций с транспортной тарой, требований к сохранности продукции и других факторов. Наружные размеры транспортной тары определяют с учетом толщины материала и конструкции тары. Полученные расчетным путем наружные размеры увеличивают до ближайшего размера, приведенного в ГОСТ 21140-88, при условии сохранности продукции. Ящики следует производить из одного листа картона. Направление гофров должно быть параллельно высоте ящика и вкладыша. Для ящиков с продукцией, воспринимающих нагрузку штабеля, допускается другое направление гофров с учетом рационального раскроя полотна. Продольные и поперечные линии биговки или рилевки на развертке должны быть перпендикулярны. На ящики из гофрированного картона для продукции различных видов в России разработаны отдельные стандарты, в которых учтены специфические особенности разных отраслей промышленности. 5.3 Технология производства складных коробок из картона и гофрокартона Процесс производства складных коробок из картона и гофрокартона представляет собой совокупность выполняемых в строго определенной последовательности наиболее распространенных в полиграфии технологических операций: печати текста и изображения, отделки внешней запечатанной поверхности, штанцевания, отделения технологических излишков материала (облоя), отделения друг от друга индивидуальных заготовок коробок (раскроя), фальцовки, склеивания продольных швов, стапелирования и упаковки заготовок коробок (рисунок 5.6). Рисунок 5.6 – Схема технологических операций производства складных коробок из картона Различают два вида производства складных коробок и ящиков: без фальцовки и склеивания, а также сфальцованных и склеенных. Складные коробки и ящики без фальцовки и склеивания изготавливают преимущественно на печатно-штанцевальных линиях. Сфальцованные и склеенные коробки и ящики изготавливают на печатно-штанцевально-фальцовочно-склеивающих линиях. Для нанесения текста и изображения на картон и гофрокартон используют флексографский, офсетный и трафаретный способы печати. В случае затруднений при прямой печати на картоне и особенно на гофрокартоне используют метод каширования. При этом методе предварительно запечатывается лист бумаги, который затем на специальной кашировальной машине приклеивается к поверхности картона или гофрокартона. Операция штанцевания определяет важнейшие технические характеристики получаемых коробок: точность и соответствие проекту геометрических размеров и формы, точность и качество последующей операции автоматической сборки коробок, их внешний вид, прочность, надежность, долговечность и т.д. Процесс штанцевания включает комплекс технологических операций, обеспечивающих необходимые геометрические размеры и конструктивные особенности изготавливаемых коробок и ящиков. В процессе штанцевания производится высечка контура развертки коробки, биговка линий сгибов на развертке, по которым впоследствии будет производиться фальцовка – складывание из плоской развертки объемной коробки или ящика. Если предусмотрено конструкцией, то в процессе штанцевания в соответствующих местах развертки коробки могут быть выполнены перфорация, надрезка, рицовка или тиснение. Завершается штанцевание операциями отделения облоя и отделения индивидуальных заготовок разверток коробок или ящиков. Высечкой (в терминах холодной штамповки – просечка) называют разделение листовых неметаллических материалов главным образом по замкнутому наружному или по внутреннему контуру. Высечка предназначена для придания заготовкам изделий из листовых материалов сложной конфигурации в соответствии с их конструкцией. Рицовкой называют неглубокий надрез поверхности заготовки. По своей сути рицовка схожа с процессом высечки, но заканчивается на ее второй стадии – пластических деформаций. Перфорацией называют высечку цепочки близко расположенных друг от друга круглых, продолговатых или щелеобразных отверстий небольшого размера. Биговкой называют предварительное нанесение на материал линий сгибов (бигов) в виде выдавленных канавок определенного профиля. Биговка предназначена для снижения жесткости листовых заготовок по линии сгиба. Она значительно облегчает условия образования сгибов и является эффективным средством повышения качества складных коробок, особенно в условиях автоматизированной сборки. Выполняют процесс штанцевания на штанцевальных машинах. Различают два основных типа штанцевальных машин: плоскоштамповочные и роторные. Преимуществом роторных штанцевальных машин является их более простая кинематическая схема, позволяющая обеспечивать и более высокую производительность. В тоже время, сложность изготовления роторных штанцевальных форм значительно повышает их стоимость. В массовом и крупносерийном производстве складных коробок и ящиков из картона и гофрокартона широко применяются плоскоштамповочные машины фирмы BOBST (Швейцария). Их производительность в зависимости от модели составляет от 6000 до 10000 листов в час. В средне- и малосерийном производстве предпочтительнее применение скоростных штанцевальных машин, например фирмы «Полиграф-КАМА» (Германия) производительностью 90-3300 листов в час. Максимальный формат листов составляет 720-1020 мм. Для мелкосерийного производства коробок и ящиков из гофрированного картона применяются установки, в которых используется метод прокатывания плоской штанцевальной формы с уложенным на нее листом между двумя валами. В России такие установки выпускает АО «КАРАТ» производительностью до 450 листов в час при форматах листов в зависимости от модели 850×2400, 1450×2700, 1720×2300 мм. КПЦ «Полиграфмаш» поставляет аналогичные установки производительностью 300 листов в час форматом 720×1020 мм. Список рекомендуемой литературы 1. ГОСТ 16299-78. Упаковывание: Термины и определения. – М.: ИПК Стандартов, 1992. - 18 с. 2. ГОСТ 2.105-95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам. М.: 1995. - 36 с. 3. ГОСТ 7.1-84. Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления. М.: Изд-во стандартов. 1984. - 78 с. 4. ГОСТ 21140-88. Тара. Система размеров. 5. Ефремов Н.Ф. Проектирование упаковочных производств. Часть 1: Упаковки из гофрокартона: Учеб. пособие/Н.Ф. Ефремов, А.И. Васильев, Г.К. Хмелевский. – М.: МГУП, 2004. – 394 с. 6. Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство: Учебное пособие. – М.: МГУП, 2001. – 312 с. 7. Ефремов Н.Ф., Чуркин А.В., Лемешко Т.В. Конструирование и дизайн упаковки: Учебник для вузов. – М.: Изд-во МГУП, 2004. 8. Технология упаковочного производства/Под ред. Э.Г. Розанцева. Учебник для вузов. – М.: Колос, 2002. – 184 с. 9. Ханлон Дж. Упаковка и тара: проектирование, технологии, применение. - М.: Просвещение, 2004. - 632 с. ПРИЛОЖЕНИЕ А Варианты заданий на курсовой проект № варианта Тара и упаковка Примечание 1 Женская туалетная вода, 100 мл. 2 Мини – рулеты 3 Печенье, 200 гр. 4 Сок, 200 мл. 5 Торт, 1 кг. 6 Кофе, 250 гр. 7 Сок, 500 мл. 8 Водка, 1 л. 9 Конфеты 200 гр. 10 Парфюмерная вода, 10 мл. 11 Вино красное, 0.7 л. 12 Шампанское, 0.7 л. 13 Сок, 0.5 л. 14 Зефир, 250 гр. 15 Зефир в шоколаде, 300 гр. 16 Пастила, 150 гр. 17 Макаронные изделия, 0.5 кг. 18 Пирожное, 150 гр. 19 Карамель, 200 гр. 20 Вафли, 300 гр. 21 Вафли в шоколаде, 250 гр. 22 Рулет, 300 гр. 23 Чай, 100 гр. 24 Кисель, 120 гр. ПРИЛОЖЕНИЕ Б Кафедра «Техническая механика и упаковочные технологии» Задание на курсовой проект по дисциплине «Технология упаковочного производства» Студент ___________________________________________________________ Тема проекта ______________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Консультант _______________________________________________________ Дата выдачи ”__”______________”20___” Срок сдачи ”__”______________”20___” Задание принял ”__”______________”20___” Проект защищен ”__”______________”20___” Кемерово 2008 ПРИЛОЖЕНИЕ В Федеральное агентство по образованию Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Кафедра ТМ и УТ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Технология упаковочного производства» «Проектирование и изготовление картонной тары для упаковки торта «Маргарита» массой 1 кг.» Выполнил ст. гр. ТД-41 Леванова Т.С. Принял ст. преподаватель Черданцева А.А. Кемерово 2008 ПРИЛОЖЕНИЕ Г Маршрутный технологический процесс изготовления потребительской коробки из картона ОПЕРАЦИЯ №0 - ЗАГОТОВИТЕЛЬНАЯ; ОПЕРАЦИЯ №5 – ПЕЧАТНАЯ; ОПЕРАЦИЯ №10 – ОТДЕЛОЧНАЯ; ОПЕРАЦИЯ №15 – ВЫСЕЧНАЯ (контура развертки); ОПЕРАЦИЯ №20 – БИГОВОЧНАЯ (линий сгиба); ОПЕРАЦИЯ №25 – ПЕРФОРАЦИЯ (отверстий различных форм); ОПЕРАЦИЯ №30 – НАДРЕЗНАЯ (надрезка картона по линиям сгиба основных и вспомогательных элементов коробки); ОПЕРАЦИЯ №35 – РИЦОВОЧНАЯ; ОПЕРАЦИЯ №40 – ТИСНЕНИЕ; ОПЕРАЦИЯ №45 – ОТДЕЛЕНИЕ ОБЛОЯ; ОПЕРАЦИЯ №50 – ФАЛЬЦОВОЧНАЯ, ОТДЕЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК КОРОБОК, (раскроя); ОПЕРАЦИЯ №55 – СКЛЕИВАНИЕ (продольных швов); ОПЕРАЦИЯ №60 – СТАПЕЛИРОВАНИЕ (заготовок складных коробок); ОПЕРАЦИЯ №65 – УПАКОВОЧНАЯ (заготовок складных коробок). ПРИЛОЖЕНИЕ Д Технологическое оборудование для реализации технологического процесса изготовления складных коробок ОПЕРАЦИЯ №0 – ЗАГОТОВИТЕЛЬНАЯ – разметочный стол; ОПЕРАЦИЯ №5 – ПЕЧАТНАЯ – машина печатная модели ФП-1, ФП-2,; ОПЕРАЦИЯ №10 – ОТДЕЛОЧНАЯ – машина для отделки внешней запечатанной поверхности; ОПЕРАЦИЯ №15 – ВЫСЕЧНАЯ – машина «валковый пресс» МВ-1600; ОПЕРАЦИЯ №20 – БИГОВОЧНАЯ - штанцевальные машины АО «КАРАТ» и КПЦ «Полиграфмаш»; ОПЕРАЦИЯ №25 – ПЕРФОРАЦИЯ – см оборудование операции №20; ОПЕРАЦИЯ №30 – НАДРЕЗНАЯ - см оборудование операции №20; ОПЕРАЦИЯ №35 – РИЦОВОЧНАЯ - см оборудование операции №20; ОПЕРАЦИЯ №40 – ТИСНЕНИЕ – машины фирмы «ТАМПОТРАФАРЕТ»; ОПЕРАЦИЯ №45 – ОТДЕЛЕНИЕ ОБЛОЯ - см оборудование операции №20; ОПЕРАЦИЯ №50 – ФАЛЬЦОВОЧНАЯ, ОТДЕЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК КОРОБОК (раскроя) - см оборудование операции №20; ОПЕРАЦИЯ №55 – СКЛЕИВАНИЕ (продольных швов); ОПЕРАЦИЯ №60 – СТАПЕЛИРОВАНИЕ – машина для склеивания коробок из картона и гофрокартона модели СК-1М; ОПЕРАЦИЯ №65 – УПАКОВОЧНАЯ – машины для складывания и склеивания в пакет плоских заготовок из картона и гофрокартона фирмы «ГЕРМЕС». ПРИЛОЖЕНИЕ Е Условные обозначения внутренних размеров ящика L - длина развертки, мм; B - ширина развертки, мм; l - длина ящика, мм; b - ширина ящика, мм; h - высота ящика, мм; a - 4-8 мм; с - 35-45 мм; угол - не более 55°; S - ширина картона, мм. ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Основные виды складных коробок каталога ЕСМА группа А группа В группа С группа D группа E группа F ПРИЛОЖЕНИЕ З Основные виды складных коробок каталога FEFCO ПРИЛОЖЕНИЕ И ПРИЛОЖЕНИЕ К Варианты конструкций ящиков из гофрированного картона (исполнение по ГОСТ 9142-90) и аналогов по коду FEFCO ПРИЛОЖЕНИЕ Л Типы и характеристика ящиков ГОСТ 9142-90 Тип и характеристика ящика Исполнение Развертка ящика Ящик в собранном виде Код по ЕСКД Складной с четырехклапанным дном и крышкой со стыкующимися наружными клапанами А с частично перекрывающимися наружными клапанами Б с полностью перекрывающимися наружными клапанами В со стыкующимися внутренними клапанами и частично перекрывающимися наружными клапанами Г со стыкующимися наружными и внутренними клапанами Д с укороченными наружными и внутренними клапанами на крышке и со стыкующимися наружными клапанами на дне Е со стыкующимися наружными клапанами дна и крышки Ж со стыкующимися наружными клапанами, без дна З 1 телескопический со съемной крышкой, со сплошным дном 1.1 32 1324 из двух корпусов, склеенных, сшитых 1.2 32 1321 32 1322 со съемными крышкой и дном, с цельным корпусом 1.3 32 1326 2 оберточный складной из одной заготовки со стыкующимися наружными и внутренними клапанами 2.1 32 1323 из двух заготовок со стыкующимися наружными и внутренними клапанами 2.2 32 1332 из трех прямоугольных заготовок со стыкующимися наружными клапанами 2.3 32 1331 из одной заготовки с перекрывающимися наружными клапанами 2.4 32 1335 3 лотковый складной с боковыми усиленными стенками с клапанами в застежку с дном 3.1 32 1358 с торцовыми усиленными стенками с клапанами в застежку с дном 3.2 32 1358 с клапанами без застежки с дном с отверстиями для ручек 3.3 32 1351 4 Пенал из двух сшитых (склееных) разверток 4.1 32 1343 ПРИЛОЖЕНИЕ М Тип упаковки Развертка Оптимальное соотношение L : B : H Ящики, лотки и коробки с открытым верхом 1:1:0,25 b1 =0,25 Ящики, лотки и коробки с открытым верхом, соответствующие модулю 800×1200 1,51:0,61 b1 =0,61 Пачки и ящики с перекрывающимися клапанами с обеих сторон 2:1:4 h1 =1 Ящики и коробки с наружными стыкующимися равновеликими клапанами 2:1:2 h1 =0,5 Ящики и коробки со стыкующимися внутренними и наружными клапанами 1:1:2 h1 =0,5 Коробки и ящики из обечайки и вкладыша, образующего откидную крышку 2:1:1 m≤0,3 Ящики и коробки со стыкующимися внутренними и наружными клапанами 1:1:1 b1 =0,5 Коробки клапанные складные с откидной крышкой 4:3:1 m≤1 Коробки со вставными клапанами из двух деталей 1:1:1,5 m≤0,3 Коробки и ящики с откидной крышкой и клапанами 4:3:1 b1 ≤0,3