4第二章管式折叠纸盒结构设计

4折叠纸盒结构设计4.1折叠纸盒结构设计基本原理4.1.1折叠纸盒的基本构成要素4.1.1.1面板面板是折叠纸盒的主要组成部分，它们定义了纸盒的主要成型结构。面板通常分为主侧面和副侧面。对常见的矩形纸盒而言，主侧面又可分为前面板和后面板；副侧面又可以分为左侧面板和右侧面板。主侧面副侧面主摇翼副摇翼插舌糊口前面板后面板左侧面板右侧面板主摇翼副摇翼糊口插舌4.1.1.2翼沿面板的自由边以铰链（折叠）的方式相联的元素。包括胶粘翼、防尘翼、褶翼等。1.胶粘翼用于涂胶以使纸盒粘结成型的结构元素。也叫糊口。2.防尘翼附着于副侧面上的结构元素。也叫副摇翼。副摇翼的主要作用是保持纸盒的密封性以及支撑或形成盒盖。3.褶翼也叫插舌，其功能为封闭纸盒。由于纸盒结构变化极大，结构元素形态多变，且业界目前尚无统一的术语。因此，本书中构成元素的叫法仅为一家之言。复习：纸盒的基本构成要素1、面板面板通常分为主侧面和副侧面。2、翼胶粘翼（也叫糊口）摇翼防尘翼（也叫副摇翼）褶翼（也叫插舌）前面板后面板左侧面板右侧面板主摇翼副摇翼糊口插舌折叠纸盒的特点优点a.成本低，强度较好，具有良好的展示效果，适宜大中批量的生产。b.与粘贴纸盒和塑料盒相比，占用空间小，运输、仓储等流通成本低廉。c.在包装机械上的生产效率高，可以实现自动张盒、装填、折盖、封口、集装、堆码等。d.结构变化多，能进行盒内间壁，摇盖延伸、曲线压痕、开窗、展销台等多种新颖处理。缺点a.强度较粘贴纸盒及塑料盒等多种刚性容器低。b.外观质地不够高雅，不宜作贵重礼品的包装。4.1.2折叠纸盒结构设计要素（不做要求）4.2管式折叠纸盒4.2.1管式折叠纸盒的组成根据国家标准规定，管式折叠纸盒的定义为：管式折叠纸盒是由一页纸板折叠，边缝接头通过粘合，而盒盖盒底部必须采用摇翼组装固定或封口的一类纸盒。1.成型角①顶面(底面)角（A成型角）纸盒成型后，相邻两体板的顶边(或底边)所夹的角。用→α1、α2、……表示。②侧面角（B成型角）在各体板中，体板的顶边(或底边)与其纵向棱线，即相邻两体板的压痕线、也是旋转成型的轴线所夹的角。用γ1、γ2、……表示。2.旋转角（1）管式折叠纸盒的旋转性：管式折叠纸盒的成型是体板沿同向依次旋转而实现的。在旋转过程中，体板以其相邻体板相交棱线(压痕线)为轴线所转过的角度为旋转角。用β1、β2、……表示，如图所示。管式折叠纸盒的旋转性：（2）旋转角求解公式任选一角隅A,由展开图知：∠P1AC=∠P2AB∠P1AP2=β∠CAB=∠P1AP2=β则：β=360°-（α+Σγn）β—旋转角，（°）α—A成型角，（°）γn—B成型角，（°）4.2.2管式折叠纸盒局部结构设计4.2.2.1盒盖结构盒盖是纸盒容器的门户。被包装物通过盒盖进入容器，用户又通过盒盖从容器中取用被包装物。因此，盒盖的设计应当尽可能地方便填充、取出等操作，并具有一定的密封性能，同时还应该满足一定的审美要求。1．插入式插入式折叠纸盒（a）飞机式（b）标准同向直插式（c）法国反插式tWtB/215插入式ttLL1LB/2Wt插卡式改进的插卡式错误的结构插入式盒盖锁合结构（a）隙孔锁合（b）槽孔锁合（c）曲孔锁合2．锁口式锁口式封口结构锁口式折叠纸盒1-盖片12-盖片23-盖片34-盖片45-底片46-底片37-底片28-底片19-粘合接头3．插锁式插入与锁口相结合。封口强度高，可靠性强。插锁式折叠纸盒4．正揿封口式正揿封口式结构是在纸盒盒体上进行折线或弧线的压痕，利用纸板本身的挺度和强度，揿下盖板来实现封口。其特点是包装操作简便，节省纸板，并可设计出许多别具风格的纸盒造型，但仅限装小型轻量内装物。正揿封口盖（揿压式）揿压封口式纸盒可以在盒体上设计展示板、吊挂孔（钩）或双壁结构形式。可吊挂或自立正揿封口式纸盒（a）可吊挂式（b）自立兼吊挂式锁口或双壁正揿封口式纸盒掀压式5．粘合封口式粘合封口式盒盖是将盒盖的主盖板与其余三块襟片粘合。有两种粘合方式，图a为双条涂胶，图b为单条涂胶。这种盒盖的封口性能较好，开启方便，适合高速全自动包装机。粘合封口式盒盖6．显开痕盖为了能够及时显示盒盖开启痕迹，防止非法开启包装而换之以有危害性物品，保证消费者生命与健康安全，保护商品信誉，对于与公众生命息息相关的食品与医药包装可采用显开痕盖。显开痕盖即盒盖开启后不能恢复原状且留下明显痕迹，以引起经销人员和消费者警惕。防盗盖半切缝显开痕盖7.摇盖式摇盖式封口结构，是将盒体某个体板的延长部分，设计成以体板顶边压痕线为轴线，能反复开启的连体盒盖。8．连续摇翼窝进式（襟片连续插别式）这是一种特殊锁口形式，它可以通过连续顺次折叠使盒盖片组成造型优美的图案，装饰性极强，可用于礼品包装，缺点是组装稍嫌麻烦。4.2.2.2盒底结构纸盒盒底主要承受内装物的重量，也受压力、振动、跌落等情况的影响。同时，如果盒底结构过于复杂，将造成包装机结构复杂或包装速度降低，而手工组装又耗时耗力。所以，对于管式折叠纸盒，盒底结构尤为重要。一般的设计原则是既要保证强度，又要力求成型简单。一般而言，上述常用的盒盖结构中有许多也同时可以用作盒底，如插入式、插卡式、揿压式等。但连续折插式由于其表面不平整等原因，通常不用作盒底。1．锁底式锁底式结构能包装多种类型的商品，盒底能承受一定的重量，因而在大中型纸盒中广泛采用。（1）o、p连线位于盒底矩形中位线（2）o、p点与各自邻近旋转点的连线同盒底边L所构成角度为∠b，同盒底边B所构成的角度为∠a。锁底式结构1-底片12-底片23-底片34-底片4∠a、∠b与纸盒长宽比的关系：当α=90°L/B≤1.5∠a=30°∠b=60°1.5＜L/B≤2.5∠a=∠b=45°L/B＞2.5，则如下图（c）所示，增加锁底啮合点，即将纸盒长边按奇数等分,且∠a+∠b=90°可提高盒底承重强度。当α≠90°时,则∠a、∠b确定原则是∠a+∠b=α插舌锁底结构锁底式盒底的设计要点是：主摇翼上凹槽的槽底到主摇翼压痕线之间的距离为纸盒厚度的一半，凹槽的宽度可任意确定，一般取小于纸盒宽度的2/3为宜。若纸盒较宽，则可以设置多个凹槽，所有凹槽的总宽度应小于纸盒宽度的2/3。由于凹槽的宽度可以任意确定，因而凹槽的槽底尖角的位置则往往是不确定。而在盒底锁合后，要求副摇翼上斜边的自由端点与槽底尖角重合。因此在设计时需要做一些辅助线以保证设计的准确性。W/2W/2具体做法如下：（1）从主摇翼压痕线靠近副摇翼的那个端点向同一侧的槽底尖角画一条辅助线；（2）在副摇翼所在的侧面上画一条铅垂的辅助线，基位置位于该侧面宽度的1/2处；（3）以第一条辅助线的起点为圆心，从该点到其与槽底尖角的交点之距离为半径，画一段弧，与第二条辅助线相交。该交点即为副摇翼上斜边的自由端点。另一主摇翼上斜边的端点可以利用同一方法通过副摇翼斜边画出。2．自锁底自锁底即自动锁底式纸盒结构是在锁底式结构的基础上改进而来的。盒底成型以后仍然可以折叠成平板状运输，到达纸盒自动包装生产线以后，只要撑开盒体，盒底成封合状态，省去了其他盒底的成型工序和成型时间。因此，这种结构比较适合自动化生产和包装。在管式盒中，只要有压痕线能够使盒体折叠成平板状，都可设计自锁底。（1）设计条件a.在盒体上，要存在两条纵向压痕线（棱线），以这两条线为折线，可将盒体折叠成拼板状；b.盒底的对边、对角相等；c.盒底的底边数、也即是体板数为2n个。自动锁底结构4545W/2W/23W/4自锁底成型过程易折结构（2）粘合角与粘合余角自锁式盒底的关键结构是一条与纸盒底边呈角的折叠线，角以外部分将与相邻底片粘合形成锁底。a.粘合角（δ）粘合角即与旋转点相交的盒底折叠线与裁切线所构成的角度，亦即自锁底主片的粘合面中，以旋转点为顶点的两条粘合面边界线所构成的角度叫粘合角，即∠C2BG和∠E2DF。b.粘合余角（δ´）在自锁底盒主底片上，与旋转点相交的折叠线和盒体与盒底的交线所构成的角度叫粘合余角。理论上，δ+δ´=α长方体管式盒自锁底结构及盒底成型过程示意图（a）中：1-底片1（主底片）2-底片2（副底片）3-底片34-底片4（3）粘合余角求解公式下图是一个棱台型纸盒，为简便起见，只分析其中一对摇翼：将盒底主摇翼以DC为轴内折180°则∠E2DC=∠E4DC∵DF1为对称轴∴∠E3DF1=∠E4DF1=δ=∠E4DE3/2又∵ED、E3D、E4D应重合，∴∠D1DE=∠D1DE3已知：∠D1DE=γ2∠E2DC=α∠D1DC=γ1∠E3DC=γ1-γ2由此得δ=∠E4DE3/2=（α-∠CDE3）/2=（α+γ2-γ1）/2δ´=δ+∠E3DC=1/2（α+γ2-γ1）+（γ1-γ2）简化，得δ´=1/2（α+γ1-γ2）一般管式折叠纸盒自锁底成型分析图（4）棱柱形管式折叠纸盒自锁底结构在棱柱形管式折叠纸盒的结构中，因为γ2=γ1=90°代入粘合余角公式，得δ´=1/2αα=90°则δ´=45°另一种自锁底结构，由于它的主底片是一块整板（LB），所以称其为增强式自锁底。增强式自锁底结构(a)同位重型自锁式(b)异位重型自锁底四棱柱折叠纸盒自锁底结构六棱柱管式折叠纸盒自锁底结构因为α=120°，γ2=γ1=90°所以δ´=1/2α=60°正三棱柱管式折叠纸盒自锁底结构因为α=60°，γ2=γ1=90°所以δ´=1/2α=30°注意:a.在某一旋转点的两个B成型角中，与粘合余角相邻的角为公式中的γ1，另一个为γ2。如果两者交换了位置，公式应相应变动。b.两个主底片上的相交点有时为粘合余角角度限制，不一定能设计在盒底中心点，这时可沿盒底中位线向左右相对移动适当距离。习题第二篇思考题5，11，12，13，18。随意找出一个管式折叠纸盒，画出其盒片图并正确地标注尺寸。