金属包装容器课程设计说明书橄榄油包装说明书.docx
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金属包装容器课程设计说明书橄榄油包装说明书
1.内装物及设计要求分析
1.1内装物的分析
内装物为橄榄油，淡黄色至黄绿色透明粘稠液体，具有特殊的微香气。
密度0.91g／cm3。
凝固点-6℃。
不溶于水。
微溶于乙醇。
溶于乙醚、氯仿。
不干性植物油。
主要成分为三油酸甘油脂，其次为软脂酸和亚油酸的甘油酯。
露置空气中会产酸败。
可以看出对空气中的氧气和水分敏感，对阳光和温度敏感，所以应在避光密封状态下保存。
1.2包装容器设计要求分析
由于设计是是食用橄榄油的包装，应保证橄榄油的安全卫生，以及存储过程中不能变质，所以对包装容器的密封性能和安全性能要求较高。
内装物为粘稠状液体，流动性比水差，所以在设计倾倒口的时候，应保证合理的大小。
并且包装橄榄油的容器不能和内装物发生化学反应，要保证内装物化学性质不变。
本次设计的橄榄油为家用实用橄榄油，所以包装容器的容量设计应该合理，如果容量过大，开启后需要较长时间食用完，容易变质变坏，所以本次设计确定包装容器的容量规格为2L。
2.包装容器的材料以及规格的确定
2.1包装容器材料的确定
2.1.1金属包装容器以及优缺点
金属包装容器具有以下优点：
1.优良的阻隔性能金属包装容器不仅可以阻隔诸如空气、氧气、水蒸气、二氧化碳等气体，还可以遮光，特别是阻隔紫外光，因此不会引起内包物的潮解、变质、腐败褪色以及香味的变化。
2.优良的力学性能因为金属包装容器刚性大、易操作，能经受碰撞、振动和堆叠，便于运输和储存，使商品的销售半径大为增加。
3.装潢美观金属容器一般都有美丽的金属光泽，再配以色彩艳丽的图文印刷，更增添了商品的美观性。
4.废弃易处理金属容器一般在用完后都可以回炉再生，循环使用。
既回收了资源、节约了能源，又可以消除环境污染。
即使金属锈蚀后散落在土壤中，也不会对环境造成恶劣影响。
缺点：
1.化学稳定性差在酸、碱、盐及潮湿空气的作用下，它易于锈蚀。
这在一定程度上限制了它的使用范围。
但现在使用各种性能优良的涂料，使这个缺点得以弥补。
2.经济性差即价格较贵。
这个缺点也正在通过技术进步而逐渐得到改进。
2.1.2金属材料种类的确定
镀锡薄钢板是以低碳薄钢板为原材料，两面通过热浸镀锡或电镀锡的方法，使薄钢板两面进行等后或等差镀锡获得的。
因为镀锡薄钢板因锡层无毒、无味、柔软、附着于钢基板上，使之具有良好的焊接性能，并具有光亮的外表。
具有原材钢板的力学性能，同时又有表面锡层的保护，克服了无锡钢板易生锈、不耐腐蚀的缺点，成型的金属包装容器，表面光亮美观，也易于涂饰和印刷，所以镀锡薄钢板在生产中被广泛应用，所以在此我们设计使用这种材料。
罐身，顶片以及底片的材料用0.32mm厚的镀锡薄钢板或者无锡薄钢板。
2.1.3金属罐罐口盖材料的确定
由于内装物是食用橄榄油，考虑到不污染内装物，并且具有良好的密封性，罐盖要无毒无味，所以选用高密度聚乙烯制作罐口盖。
2.1.4金属罐的辅助材料选择
（1）金属罐内涂料
内涂料是指金属罐内表面的涂料，它是为了防止金属罐盛装内装物长期直接接触使金属腐蚀或释放出金属离子污染内装物而必须使用的涂料，主要起保护装物的作用。
内涂料一般有以下几种：
①水果型涂料；②谷物型涂料；③肉类型涂料；④一般型涂料。
（2）金属罐外涂料
金属罐外壁涂覆涂料一般采用印铁方式，色泽鲜艳、光亮美观、容易保护，集装饰、广告、说明于一体。
主要分为如下几种：
①打底涂料。
用于金属表面并与油墨起连接作用，是金属和油墨之间的一层涂料，其作用是使涂膜牢固地附着金属表面上，并能油墨结合良好。
②白色涂料。
主要用于满版白色为底色的金属薄板印刷。
以使印在白色上面的彩色油墨更加鲜艳。
③照光油。
照光油也照光漆，涂布在印刷后的金属表面，能使表面增加光泽、美观，并可以保护印刷面。
同时，也使其增加一定硬度，使表面的涂膜具有一定的柔顺性和耐
（4）密封胶
密封胶的主要功用是在金属罐的二重卷边内实现密封。
在金属罐使用、装卸、贮存、运输期间、甚至当卷边发生物理撞击时，它都能对罐内装物起到保护作用。
常用密封胶有水性密封胶和溶剂性密封胶。
化学腐蚀性。
2.2包装容器规格以及形状的确定
根据GB17343—1998（包装容器/方罐）。
考虑到携带和使用的方便性，我们选择容积为2L横截面为正方形的方罐。
表2-1方桶的分类
类别
几何特征
公称容积（L）
实际容积（L）
I
横截面是正方形
3
3.10
2
2.05
II
横截面是长方形
4
4.33
4.25
3
3.62
3.17
2
2.08
1
1.15
1.15
表2-2II类桶的结构尺寸
类别
公称容积
长
宽
高
内长Ai
外长Ao
内宽Bi
外宽Bo
内高Hi
外高Ho
尺寸
极限
偏差
尺寸
极限
偏差
尺寸
极限
偏差
尺寸
极限
偏差
尺寸
极限
偏差
尺寸
极限
偏差
II
4
166
士2
169
士2
103
士2
106
士2
253
士2
261
士2
177
士2
180
士2
103
士2
106
士2
253
士2
261
士2
3
166
士2
169
士2
103
士2
106
士2
212
士2
220
士2
177
士2
180
士2
103
士2
106
士2
174
士2
182
士2
2
166
士2
169
士2
103
士2
106
士2
127
士2
135
士2
177
士2
180
士2
103
士2
106
士2
114
士2
122
士2
1
120
士2
123
士2
60
士2
63
士2
166
士2
174
士2
115
士2
118
士2
60
士2
63
士2
172
士2
180
士2
金属罐的罐型、结构的确定必须考虑包装要求和制造成本等综合因素。
影响成本的因素：
圆形罐和其他异型罐相比，不仅制作相对容易，而且用料较省。
因此在设计金属罐时，从节约用料、降低成本这一角度出发，应尽量采用圆形罐，但是同时必须考虑运输的方便性以及携带的方便性，因综合考虑。
此外，二片罐生产线的生产效率比三片罐高，但设备投资远比三片罐大，在确定金属罐的造型结构、进行经济核算时必须考虑这些因素。
应满足内装物的包装要求：
在选定罐型时，要根据内装物的特性、包装要求来确定金属罐的结构、形状、封口形状、底和盖以及侧缝的结构等。
此外，在金属罐的盖和底上要不要设置膨胀圈，罐身周围是否需要辊压环筋，都要视生产工艺、运输环境的具体要求而定。
综上所述，由于此次设计的是橄榄油包装金属罐，所以金属罐形状确定为横截面为正方形的三片罐。
3.金属罐容器的结构尺寸设计及计算
3.1金属罐外形结构
金属罐是由罐身、罐盖、罐底组成的三片罐，罐身纵接缝采用焊接成型，上下口缘翻边成缩颈翻边，与罐底罐底采用二重卷边。
由于此金属罐的内装物为不带气的液体，所以承受的压强较小，为了减少材料的，罐底采用平罐底。
如图3-1所示。
图3-1金属罐
3.2金属罐的尺寸设计
3.2.1罐身以及顶片尺寸的确定
图3-2罐身主视图尺寸图3-3罐身俯视图尺寸
罐身的主视图尺寸如图3-2所示，内高为200mm，宽为100mm。
俯视图如图3-3所示，由于罐的截面选择的是正方形方罐，所以俯视图为内边长为100mm的正方形。
计算金属罐的容积为V=200×100×100mm=2L
罐身板长度尺寸计算L=98×4+π（10+0.32）+3×2.53=432mm
罐身板宽度尺寸计算B=208+3.5=211.5
3.2.2罐口位置及尺寸
为了方便倾倒，罐口位置靠近边缘，尺寸位置如图3-4所示。
罐口半径为15mm，罐口中心距离边缘为25mm。
3-4罐口位置尺寸
3.2.3提手位置以及尺寸
提手位置及外形尺寸如图3-5所示:
图3-5提手位置以及外形
3.3金属罐开启结构设计
罐盖选用无螺纹的瓶塞式罐盖，结构简单，方便开启，尺寸如图3-6所示。
1-罐盖2-罐顶
图3-6罐盖结构尺寸
4.金属罐的制造工艺
4.1金属罐制造工艺流程
三片罐的制造工艺流程如下：
（1）罐顶片（底片）：
板料分切→涂油→冲裁成型→圆边→注胶→烘干
（2）罐身：
板材下料→印刷→裁罐身→成圆→搭接焊结→补涂→烘干（滚筋）→翻边→封底→检验→罐装→封盖
4.2罐身纵缝焊接
三片金属罐的罐身板经过卷圆成型后，其侧缝需焊接，通常有锡焊和滚焊两种焊接方法。
由于锡焊焊锡中含铅量多，当内装物中含有有机硫化物时，产生黑色的硫化铅沉淀物会堵塞阀门，还会由于乙酸盐和硝酸盐的阴离子作用而溶解，从而引起侧缝的泄漏。
目前罐体纵接缝一般采用电阻滚焊法焊接，即罐体接缝通过电极被熔融以后加压焊合。
这种焊接法最大优点是不用焊锡，除白铁皮以外的钢板都可以使用，由于这种焊缝的强度比钢板本身高，所以不用担心锡焊罐中常常出现的蠕变问题。
4.3罐身与罐盖，罐底的封合
4.3.1封合形式
三片金属罐的罐身与罐盖，罐底的结合都是采用二重卷边工艺封合的，为保证罐的气密性，卷边必须外涂密封胶。
4.3.2二重卷边
罐身，罐顶片和底片使用的是同一种材料，厚度均为0.32mm。
二重卷边尺寸结构如图4-1所示
卷边厚度:
T=3×0.32+2×0.32+Ʃg=1.7
卷边宽度：
W=2.6×0.32+2.1+0.3=3.232
叠接率：
K=E/（W-2.6t-1.1t）×100％=61.77％
图4-1二重卷边
4.4装潢及内外喷涂工艺
4.4.1 内喷涂
因为金属罐容易被内装物腐蚀，容器一旦发生腐蚀造成穿孔，就会引起内装物泄露，所以必须对罐内表面进行内涂。
此外，选用的涂料生成的涂层不能和内装物发生不良反应，使涂层从金属上剥落、以至产生碎渣和沉淀物进入阀门，造成堵塞。
常用的涂料是乙烯树脂、环氧树脂和酚醛树脂。
对于侧缝罐，原料板的内面先做辊涂，制罐时沿侧缝会不同程度的露出一些金属，对于这一部分一定要进行侧壁涂的后处理。
4.4.2外喷涂
外喷涂是在金属罐的外表面喷涂油漆，使桶表面光滑美观、防止生锈、便于印刷商标、文字等。
其工艺流程为：
水分烘干→外喷涂→烘干。
外喷涂目前主要采用喷枪手工喷漆或自动化喷漆，常用的是静电自动喷漆。
喷涂的漆膜厚度、均匀度、附着力等都有一定的要求。
漆膜厚度一般不小于0.02mm，附着力不低于2级。
烘干指的是将喷涂后的金属罐通过远红外烘道，烘干油漆。
烘道一般采用电加热，由链条和托架输送金属罐。
在一些条件较差，自动化程度低的小厂，也常采用自然干燥的形式。
自然干燥优点是节省能源和投资，但效率低、占地大，光泽也不如烘干的好，不能满足高速制罐的需要。
5.计算校核
（1）结构尺寸及外观
尺寸用通用量具检测，用目测检查方捅外观质量。
（2）气密试验
按照GB/T17344的规定,达到试验压力后保持压力5min无渗漏。
（3）堆码试验
按照GB/T4857.3的规定，堆码试验时间为24h,经试验后，方桶应无明显变形与破损。
（4）提环拉力试验
将提环用适当的方法固定，然后在桶身上沿垂直向下方向加负载至额定值，5min内检查提环及其与捅体连接部位有无破损。
6.参考文献
[1]孙诚,等.包装结构设计（第3版）.北京：
中国轻工业出版社，2010
[2]周开明.销售包装结构设计.北京：
化学工业出版社,2005
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