5-第五章-瓦楞纸箱结构设计-包装结构设计

第五章瓦楞纸箱结构设计通过本章的学习，使学生了解和掌握瓦楞纸箱结构设计基础知识，如箱型、箱形（尺寸比例）、尺寸计算、强度计算，并且会通过强度计算公式选择合适的材料配比。（1）了解瓦楞纸箱结构表示方法及瓦楞纸箱箱坯结构；（2）掌握国际箱型标准及命名方法，了解非标准瓦楞纸箱的结构类型及特点；（3）熟练选择内装物排列方式，了解尺寸比例、理想尺寸比例与昀佳尺寸比例；了解圆柱体内装物的错列排列方式；（4）熟练计算瓦楞纸箱内尺寸、外尺寸与制造尺寸；（5）了解瓦楞纸箱强度的影响因素；（6）能熟练应用凯里卡特公式及APM公式计算抗压强度，会应用沃福公式和马基公式；（7）掌握载荷、安全系数、昀大堆码强度、堆码性能系数的几个概念并能熟练应用有关公式（有托盘昀大堆码层数只要求会计算）；（8）能熟练综合应用上述公式，优化瓦楞纸板配料。一、瓦楞纸板结构二、瓦楞纸箱箱型标准三、瓦楞纸箱尺寸设计四、瓦楞纸箱强度设计五、瓦楞纸箱材料选择第五章第一节瓦楞纸板结构一、瓦楞纸板的表示方法1、原纸品种/定量/纸板层数/楞型表示法表示公式：外面纸品种—外面纸定量·瓦楞芯纸品种—瓦楞芯纸定量·内面纸品种—内面纸定量、瓦楞楞型F按瓦楞原纸技术指标（GB/T13023—1991）及箱纸板技术指标（GB/T13024—2003）规定，瓦楞芯纸分为A、B、C、D四个等级，面纸中普通箱纸板和牛皮挂面箱纸板按质量分为优等品、一等品和合格品，牛皮箱纸板分为优等品和一等品。瓦楞纸板结构2、原纸定量/瓦楞层数/楞型表示法表示公式：外面纸定量/夹芯纸定量/内外面纸定量—瓦楞芯纸定量/瓦楞层数、瓦楞楞型瓦楞层数用1或2表示，1代表单瓦楞，2代表双瓦楞3、纸板代号表示法表示公式：纸板代号—纸板类别号.同类纸板序号纸板代号用S或D表示，S代表单瓦楞，D代表双瓦楞瓦楞纸板结构二、瓦楞纸板厚度瓦楞纸板厚度计算公式如下：t——瓦楞纸板实际厚度，mmtn——内、外面纸与夹芯纸厚度，mmtmn——瓦楞芯纸厚度，mmFhn——瓦楞辊高度，mmd——瓦楞纸板制造过程中的厚度损失，mm()dFttthnmnn−++=图5-1瓦楞纸板厚度1—外面纸2—瓦楞芯纸3—内面纸4—内面纸厚度5—芯纸厚度6—瓦楞高度7—外面纸厚度瓦楞纸板结构图5—2瓦楞纸箱箱坯结构1—瓦楞方向2—制造商结构3—横切线4—横压线5—纵切线6—开槽7—侧板8—外摇盖9—内摇盖10—端板11—纵压线瓦楞纸板结构三、瓦楞纸箱箱坯结构1、瓦楞纸箱箱坯结构名称箱坯结构及名称如图5-2所示。2、切断①纵切线：与机械方向平行的切断线②横切线：与机械方向垂直的切断线瓦楞纸板结构3、压痕①横压线：与瓦楞楞向垂直的压痕线②纵压线：与瓦楞楞向平行的压痕线4、开槽开槽指在瓦楞纸板上切出便于摇盖折叠的缺口，其宽度一般为纸板计算厚度再加1mm（也可考虑为纸板计算厚度的2倍）。5、制造商接头制造商接头接合方式有以下三种形式（1）胶带粘合（TJ）（2）黏合剂粘合（GJ）（3）金属钉结合（SJ）瓦楞纸板结构6、箱面（板）对于长方体纸箱，其中4个垂直箱面分类为：a.端面：瓦楞纸箱的BH面b.侧面：瓦楞纸箱的LH面在箱坯状态下，端面和侧面称为端板和侧板7、摇盖02类纸箱一般带有摇盖，分类如下：a.内摇盖：与端板连接的摇盖b.外摇盖：与侧板连接的摇盖c.上摇盖：组成箱盖的摇盖d.下摇盖：组成箱底的摇盖8、楞向部分瓦楞楞向如图5-3所示图5-3瓦楞纸箱楞向设计（a）0203（b）0204（c）0205（d）0206（e）0301（f）0422（g）0510（h）0601瓦楞纸板结构第五章第二节瓦楞纸箱箱型标准箱型种类箱型序号改型后缀码标准箱型（统一码）瓦楞纸纸箱标准一、国际纸箱箱形标准1、基型即基本箱型，用4～8位阿拉伯数字表示：（1）01—商品瓦楞卷筒纸和纸板（2）02—开槽型箱（3）03—套合型纸箱（4）04—折叠型纸箱托盘（5）05—滑盖型纸箱图5-402类箱成型及填充方式（a）盖面填充（b）底面填充（c）端面填充（d）侧面填充图5-504类箱成型及填充方式（a）黏合（b）组装（c）锁合（d）内装填充物瓦楞纸纸箱标准图5-606类箱成型方式（0605箱）瓦楞纸纸箱标准（6）06—固定型纸箱（7）07—预黏合纸箱（8）09—内附件a.平衬型（0900—0903）b.套衬型（0904—0929）c.间壁型（0930—0935）d.填充型（0904—0967）e.角型（0970—0976）f.组合内衬（0982—0999）图5-7组合型纸箱表示法（a）0204（b）0215（c）0214/0215瓦楞纸纸箱标准2、组合型组合型是基型的组合，即由两种及以上的基本箱型组成或演变而成，用多组数字符号来表示。图5—7所示箱型，上摇盖用0204型，下摇盖用0215型，表示方法：0204/0215（上摇盖/下摇盖）瓦楞纸纸箱标准3、封箱国际纸箱箱型标准规定了4种封箱方式（1）黏合剂封箱：用热熔胶或冷制胶（2）胶带封箱：图5-8（a）-（d）为国际箱型规定的4种胶带封箱方式（3）联锁封箱：图5-9为常见的0201型箱联锁封箱方式，其他箱型则视结构而定（4）U形钉封箱：图5-10（a）（b）为国际纸箱箱型规定的2种U形钉封箱方法图5-8胶带封箱图5-9联锁封箱图5-10U形钉封箱瓦楞纸纸箱标准图5-11包卷式瓦楞纸箱（a）外接头（b）内接头图5-12包卷式纸箱压痕线图5-13包卷式纸箱包装工艺（a）向上包卷（b）向下包卷瓦楞纸纸箱标准二、非标准瓦愣纸箱1、包卷式纸箱（1）普通包卷式纸箱图5-14N型包卷式纸箱（a）包卷箱板（b）H型中间隔板（c）装配图1-H板2—撕裂打孔线瓦楞纸纸箱标准（2）N型包卷式纸箱图5-14F型包卷式纸箱（a）包卷箱板（b）H型中间隔板（c）装配图1-H板2—撕裂打孔线3-分离用撕裂打孔线图5-16F型包卷式纸箱组装成型过程1-H板2—箱板（3）F型包卷式纸箱瓦楞纸纸箱标准图5-17DP型包卷式纸箱成型与分解过程（4）DP型包卷式纸箱瓦楞纸纸箱标准图5-18传统分离箱（a）捆扎（b）胶带连接（c）黏合剂连接图5-19盖板分离式纸箱成型与分离过程2．分离式纸箱（1）传统分离箱（图5-18）（2）改进型分离式纸箱a.盖板连接方式瓦楞纸纸箱标准图5-20分离式纸箱连接方式1-黏合接头2-撕裂打孔线3-连接板4-打孔线5-短摇盖6-摇盖黏合面b.粘合剂粘合方式c.连接板插入方式d.连接板间隙固定方式瓦楞纸纸箱标准图5-21分离式托盘1-侧内板2-侧板3-分离纸板4-分离线5-分离用指孔6-底板瓦楞纸纸箱标准图5-22三角柱形纸箱角隅结构图5-23三角柱形纸箱角隅补强结构3．三角柱型纸箱（1）三角柱纸箱的结构类型瓦楞纸纸箱标准图5-24三角柱形纸箱箱型（a）标准托盘型（b）敞口型（c）02盖密封型（d）托盘型（e）带盖托盘型图5-25三角柱形纸箱成型过程瓦楞纸纸箱标准图5-26化妆品增强型包装纸箱（a）箱盖（b）增强型箱底（c）箱体展开图1-A楞箱板2-开封片3-三角柱4-B楞纸板图5-27“BEAMS”八柱增强型托盘箱展开图瓦楞纸纸箱标准图5-28箱壁加固定大型摇盖箱图5-29塑料导板加强大型摇盖型1-增强木板2-三瓦楞纸板3-塑料导板4-托盘4．大型纸箱大型纸箱可分为两大类：（1）摇盖箱瓦楞纸纸箱标准图5-30可折叠摇盖大箱型（a）封盖前（b）封盖后图5-31短摇盖大型箱图5-32组合式大型套合箱1-体板2-H型导板3-三瓦楞纸板4-固定导板5-固定加强件6-瓦楞纸板层叠箱座图5-33前开式大型套合箱1-插入导板2-托盘连接螺栓孔（2）套合箱（罩盖箱）瓦楞纸纸箱标准图5-34深型大型套合箱1-箱盖2-塑料连接件固定孔3-箱体图5-35粉末、液体包装八棱柱大套合箱1-箱盖2-箱体3-箱底4-托盘图5-36可折叠箱体套盖图瓦楞纸纸箱标准图5-37箱内袋包装纸箱5．箱内袋瓦楞纸纸箱标准图5-38方便堆码托盘纸箱结构之一6．方便堆码箱瓦楞纸纸箱标准图5-39方便堆码托盘纸箱结构之二图5-40方便堆码的果蔬运输托盘箱瓦楞纸纸箱标准图5-41瓦楞纸板缓冲角垫7．瓦楞纸板缓冲包装瓦楞纸纸箱标准图5-42“MC包装件”及其包装笔记本电脑工艺过程图5-43笔记本电脑缓冲包装（a）A型部件展开图（b）B部件展开图（c）组装图1-侧板2-底板3-端板4-锐角凸起结构5-“”形结构瓦楞纸纸箱标准5-44电饭煲缓冲包装5-45瓦楞纸板缓冲包装箱（a）底部缓冲衬展开图（b）底部缓冲衬组装图（c）“U”形缓冲衬展开图（d）“U”形缓冲衬组装图（e）缓冲纸箱（f）缓冲结构装配图瓦楞纸纸箱标准5-46缓冲瓦楞纸箱（a）展开图（b）组装图瓦楞纸纸箱标准图5-47纸板堆积材料（a）交错层叠（b）并行层叠（c）蜂窝形瓦楞纸板图5-48各种缓冲部件的成型（a）角垫（b）槽垫（c）棱垫1-V形压痕2-V形切角瓦楞纸纸箱标准图5-49蜂窝衬垫包装（a）角垫（b）方棱垫（c）圆棱垫（d）框式单元包装垫（e）框式垫（f）镜垫（g）托盘（h）玻璃镜整体包装方案图5-50各种缓冲结构的组合使用瓦楞纸纸箱标准图5-51Camicon隔板结构（a）隔板（b）固定形隔板（c）缓冲底隔板（d）三角形隔板（e）盘式隔板（f）连箱型隔板图5-52隔板结构之一（a）2×2隔板（b）3×2隔板8．隔板瓦楞纸纸箱标准5-53隔板结构之二（a）3×2隔板（b）成型图（c）4×3隔板5-54隔板结构之三（a）3×2隔板（b）4×3隔板瓦楞纸纸箱标准第五章第三节瓦楞纸箱尺寸设计一、內装物排列方式1、长方体內装物排列方式（1）排列数目式中——瓦楞纸箱装量，件——瓦楞纸箱长度方向上内装物排列数目，件——瓦楞纸箱宽度方向上内装物排列数目，件——瓦楞纸箱高度方向上内装物排列数目，件HBLnnnn××=nLnBnHn（2）排列方向立放：lb//LB内装物底面//纸箱底面侧放：bh//LB内装物端面//纸箱底面平放：lh//LB内装物侧面//纸箱底面图5-55可以帮助进一步理解，其中P、Q、R、S、T、V分别代表6种不同的排列方向。LbLl////BlBb////LhLb////BbBh////LlLh////BhBl////图5-55內装物排列方向（a）外包装纸箱（b）內装物立放（c）内装物侧放（d）内装物平放（3）排列方式排列数目与排列方向的综合为排列方式。瓦楞纸箱装量数目决定内装物的可能排列数目种类很多，而每一种排列数目又有6种可能的方向，所以构成一个瓦楞纸箱可以有多种排列方式，而每一种排列方式又对应着一种箱形尺寸。2、圆柱体内装物排列方式（1）错列排列图5-56圆柱体内装物错列排列（2）列数与空间利用率关系①列数与空间利用率关系m=M-1②排列优数（Q）式中：Q——排列优数；M——排列行数；N——奇数行排列列数；INT(M/2)——不大于M/2的昀大整数。当Q1时，齐列排列的空间利用率优于错列排列，当Q1时则反之。)2()]1(231[MINTMNNMQ−−+=（3）错列排列列数优化值域列数优化值域就是在错列排列中，当行数一定时，奇数行排列列数在该值范围内则空间利用率一定优于齐列排列，而且数值越大，空间利用率越高，而在该值域范围之外，空间利用率一定低于齐列排列。二、理想尺寸比例与昀佳尺寸比例1、尺寸比例尺寸比例定义如下：式中：——瓦楞纸箱长宽比——瓦楞纸箱高度比——瓦楞纸箱长度尺寸，mm——瓦楞纸箱宽度尺寸，mm——瓦楞纸箱高度尺寸，mmHBL::BLRL/=BHRH/=LRLRHRLBH2、理想尺寸比例图5-57瓦楞纸箱尺寸比例3、理想尺寸比例的单项决定因素（1）纸板用量（2）抗压强度A.RL对抗压强度的影响图5-58瓦楞纸箱箱面应力分布图5-59RL与抗压强度关系曲线B.RH对抗压强度的影响图5-60纸箱高度与抗压强度关系曲线（3）堆码状态A.RL对堆码状态的影响：有两类堆码形式，一类是平齐堆码（重叠堆码），一类是交错堆码。图5-61纸箱RL对堆码状态的影响（a）平齐堆码（b）井式堆码（RL=2）