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 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 1、 2、 表 示 。 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 1、 2、 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 1、 2、 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 = CAB = P1AP2 = 则 ： = 360 - （ + n ） 旋 转 角 ， （ ） A成 型 角 ， （ ） n 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 t B/2 L B/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 1 2-盖 片 2 3-盖 片 3 4-盖 片 4 5-底 片 4 6-底 片 3 7-底 片 2 8-底 片 1 9-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 1 2-底 片 2 3-底 片 3 4-底 片 4 a、 b与 纸 盒 长 宽 比 的 关 系 ：当 =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 90 时 ,则 a、 b确 定 原 则 是 a+ b= 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 45W/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 （ ） 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 （ ） 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 ， + = 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 3 4-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 = E4DE3 /2 又 ED、 E3D、 E4D应 重 合 ， D1DE = D1DE3 已 知 ： D1DE=2 E2DC= D1DC=1 E 3DC = 1-2 由 此 得 = E4DE3 /2=（ - CDE3 ） /2=（ +2-1） /2 = + E3DC= 1/2（ +2-1） +（ 1-2） 简 化 ， 得 =1/2（ +1-2） 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 2= 1=90 代 入 粘 合 余 角 公 式 ， 得 = 1/2 = 90 则 = 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 =120 ， 2 = 1 = 90 所 以 = 1/2 = 60 正 三 棱 柱 管 式 折 叠 纸 盒 自 锁 底 结 构 因 为 =60 ， 2 = 1 = 90所 以 = 1/2 = 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 1， 另 一 个 为 2。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 。