瓦楞纸箱设计

瓦楞纸箱设计第1页，课件共57页，创作于2023年2月2．由设计人员决定装入数量的产品有些产品，如水果、烟酒、饮料、化妆品、洗衣粉之类，其尺寸和重量都很小。为了便于装卸和储运，必须一箱多件。对于这类产品，才要求考虑每箱装入的数量。可用TOPSPRO、CAPEPACK软件设计。第2页，课件共57页，创作于2023年2月影响产品装入数量的因素：(1)纸箱强度单瓦楞箱内装物质量限于50kg，最大综合尺寸限于200cm；双瓦楞箱内装物质量限于55kg，最大综合尺寸限于250cm。(2)装卸效率采用人力装卸时，内装物重量应体重的40％，质量以20kg左右为宜。内装物长度以70cm以下、宽度以40cm以下为好。这样便于两手抱起，而且使货物靠近人体轴线，降低工人的疲劳强度。(3)销售起点有些产品，既可以论斤论瓶零售，也可以论箱零售。但一箱不能装得太多。否则，销售起点太高，消费周期太长。(4)装载率为了降低运费和提高运输能力，不论是直接装车还是用托盘、集装箱集装，都要求货物达到规定的装载率。第3页，课件共57页，创作于2023年2月二、内装物的三维尺寸比

1．根据纸板用量确定长宽高的比例长宽高的比例取2：1：2时，瓦楞纸板用量最少。2．根据纸箱抗压强度确定长宽的比例长宽比取1.4：1时，纸箱抗压强度最高。3．根据黄金分割比确定长高的比例ABCDAD(=AB):AC=1:1.618第4页，课件共57页，创作于2023年2月三、箱内产品的缓冲与固定

1．固定作用防止产品在箱内移动与转动,避免运输中碰撞,降低产品破损率。2．固定与缓冲是相互联系的缓冲材料有固定的作用，固定材料也有缓冲的作用。3．纸箱附件具有固定和缓冲的作用纸箱型号为:09型.第5页，课件共57页，创作于2023年2月四、内装物的外轮廓尺寸

内装物的重量与外廓尺寸是选择瓦楞纸板和计算瓦楞纸箱尺寸的依据，所以确定内装物重量与尺寸是设计瓦楞纸箱的第一步。内装物的外廓尺寸除产品,还包括缓冲和固定材料的尺寸(如图)。为了使产品能顺利地装入箱内，各物品的各个接触面要预留1—2mm的间隙。第6页，课件共57页，创作于2023年2月第六节瓦楞纸箱的尺寸瓦楞纸箱的尺寸：瓦楞纸箱除了内尺寸和外尺寸外，还有确定箱坯上切断、开槽、压线位置的制造尺寸，如图。第7页，课件共57页，创作于2023年2月一、瓦楞纸箱的内尺寸

以内壁为基准，箱内三个方向上的有效尺寸称为纸箱的内尺寸。确定纸箱内尺寸的原则是，既要保证产品能顺利地装入箱内，又不使产品在箱内有明显的移动空间。因此纸箱内尺寸应稍大于内装物外廓尺寸。为了“稍大”而取的增量称为公差。用Xo表示内装物外廓尺寸。用ΔXo表示公差，可将纸箱内尺寸X′表达为：X′=Xo+ΔXo公差ΔXo在长度与宽度方向的取值为3—7mm;高度方向小型箱为1—3mm,中型箱为3—4mm，大型箱为5—7mm。大、中、小型箱内综合尺寸分别为：≥2000mm、≤2000mm、≤1000mm。

第8页，课件共57页，创作于2023年2月二、瓦楞纸箱的制造尺寸

制箱时的下料尺寸称为纸箱的制造尺寸;以展开的箱坯上的压线为度量的基准。在理想情况下制造尺寸比内尺寸大出一个纸板厚度；这个大出的尺寸称为内尺寸的伸放量。第9页，课件共57页，创作于2023年2月第10页，课件共57页，创作于2023年2月1．纸箱长、宽、高的制造尺寸用ΔX′表示内尺寸的伸放量，可将纸箱长、宽、高的制造尺寸表达为:X=X′+ΔX′其中X是纸箱内尺寸;

ΔX是内尺寸的伸放量(见下表).楞型ABEABL16329L24216B16329B23215H96318第11页，课件共57页，创作于2023年2月2．纸箱接头的制造尺寸接头J的尺寸根据瓦楞层数和生产工艺水平确定。单瓦楞纸板为35—40mm，双瓦楞纸板为45—50mm，三瓦楞纸板为：50mm。3．纸箱摇盖的制造尺寸对于0201型纸箱,A型楞单瓦楞纸板的伸放量为2一3mm，AB型楞双瓦楞纸板的伸放量为4—5mm。第12页，课件共57页，创作于2023年2月三、瓦楞纸箱的外尺寸

纸箱箱面上的标志尺寸是它的外尺寸，箱体体积也是按照外尺寸计算的。纸箱的外尺寸大于制造尺寸，这个大出的尺寸称为外尺寸加大值。用ΔX表示。纸箱的外尺寸与制造尺寸的关系为:X"=X+ΔX其中X是纸箱制造尺寸;ΔX是外尺寸加大值:对于A型楞的单瓦楞纸板，加大值ΔX取5—7mm,对于AB型楞的双瓦楞纸板，加大值ΔX取8—12mm,高度的加大值取上限.第13页，课件共57页，创作于2023年2月[例]牙膏小包装每盒1支，中包装每盒12支。中包装外长L＝190mm，外宽b＝140mm，外高h＝120mm。大包装为运输包装，采用单瓦楞纸箱，每箱装入24个中包装，排列方法如图，试计算这种瓦楞纸箱的尺寸。

解：(1)内装物的外廓尺寸用Δ表示中包装之间的间隙，用n表示三个方向上中包装的个数，并取Δ＝1mm。于是，内装物的外廓尺寸为:L0＝4×140+3×1＝563mmB0＝2×190+1×1＝381mmH0＝3×120+2×1＝362mm第14页，课件共57页，创作于2023年2月

解续：⑵瓦楞纸箱的内尺寸取长度和宽度方向的公差Δ

X。＝5mm(取值为3—7mm)，取高度方向的公差Δ

Xo＝4mm(综合尺寸:563+381+362=1306mm;中型箱为3—4mm)。于是，瓦楞纸箱的内尺寸为:L＝Lo+ΔXo＝563+5＝568mmB＝Bo+ΔXo＝381+5＝386mmH＝Ho+ΔXo

＝

362+4＝366mm第15页，课件共57页，创作于2023年2月

解续：⑶瓦楞纸箱的制造尺寸运输包装用的单瓦楞纸板为A型瓦楞,内尺寸伸放量ΔX＝6（L1）、4（L2）、6（B1）、3（B2）、9（H）mm，摇盖伸放量取3mm，接头尺寸取40mm。于是，瓦楞纸箱的制造尺寸为

:L1＝L+ΔX＝568+6＝574mmL2＝L+ΔX＝568+4＝572mmB1＝B+ΔX＝386+6＝392mmB2＝B+ΔX＝386+3＝389mmH=H+ΔX=366+9=375mmF＝B1/2+ΔX=392/2+3=199mmJ=40mm.第16页，课件共57页，创作于2023年2月

解续：⑷瓦楞纸箱的外尺寸外尺寸加大值ΔX＝5—7mm，故瓦楞纸箱的外尺寸为

:L"＝L1+ΔX＝574+5＝579mmB"＝B1+ΔX＝392+5＝397mmH"＝H+ΔX＝

375+7＝382mm此题解完第17页，课件共57页，创作于2023年2月第七节瓦楞纸箱的抗压强度堆码载荷：纸箱抗压强度:瓦楞纸箱的堆码强度条件:

为了保证底层的货物不被压坏，纸箱的抗压强度必须大于堆码载荷，而且要有一定的安全系数.一、瓦楞纸箱的压缩实验

关于纸箱的抗压强度，目前理论不完善，通过压缩试验能得到纸箱抗压强度

。第18页，课件共57页，创作于2023年2月纸箱压力实验机温湿度预处理加载速度:12mm/nin压溃→纸箱抗压强度第19页，课件共57页，创作于2023年2月二、抗压强度的经验公式

美国林产研究所的凯里卡特公式:Pc为纸箱的抗压强度(N);Px为瓦楞纸板的综合环压强度(N/cm);Z为纸箱周长(cm);aXz为楞常数;J为箱常数;aXz与J的值见下表.楞型ABCABaXz8.365.006.1013.36J0.590.680.680.66第20页，课件共57页，创作于2023年2月瓦楞纸板的综合环压强度为:式中R是瓦楞纸板中所有面纸和中间垫纸的环压强度(N)，Rm是瓦楞纸板中所有芯纸的环压强度(N)，C是瓦楞展开系数(下表)，L是测试环压强度的试片长度，且L＝15.2cm。

.瓦楞型式ACBE展开系数1.5—1.61.4—1.51.35—1.41.2—1.3如果用原纸的环压指数计算瓦楞纸板的综合环压强度，则式中r是箱板纸的环压指数，Q是箱板纸的定量，rm是瓦楞原纸的环压指数，Qm是瓦楞原纸的定量。瓦楞纸板的瓦楞展开系数

第21页，课件共57页，创作于2023年2月

[例]单瓦楞纸箱的尺寸为70×46×46cm，内、外面纸为300g／m2的B等箱板纸，芯纸为180g／m2的B等瓦楞原纸，试求纸箱的抗压强度。解：(1)计算瓦楞纸板的综合环压强度Px由箱纸板技术指标知，箱板纸的环压指数r＝9.2N·m／g。由瓦楞原纸性质知，瓦楞原纸的环压指数rm＝7.7N·m／g。运输包装用单瓦楞纸板为A型瓦楞，其展开系数为C＝1.53。因此，瓦楞纸板的综合环压强度为：Px＝∑rQ十∑ＣrmQm＝9．2×300十9．2×300十1．53×7．7×180＝7640(N／m)第22页，课件共57页，创作于2023年2月续解：(2)计算瓦楞纸箱的抗压强度Pc纸箱周长为:Z＝2(L+B)＝2×(70+46)＝232(cm)查表得:A型瓦楞的楞常数Xz＝8.36，箱常数J＝0.59。因此，瓦楞纸箱的抗压强度为：

＝1.86×74.75×（8.36×4/232）2/3×232×0.59＝5348(N)第23页，课件共57页，创作于2023年2月

[例]双瓦楞纸箱的尺寸为49×37×29cm。内、外面纸的环压强度为450N。瓦楞芯纸和中间垫纸的环压强度为180N，试求纸箱的抗压强度。解：(1)计算瓦楞纸板的综合环压强度Px运输包装用双瓦楞纸板为AB楞，其展开系数为C＝1.53和1.36。因此，瓦楞纸板的综合环压强度为：Px＝（∑R十∑CRm）／15.2＝（450+450+180+1.53×180+1.36×180）/15.2＝109(N/cm)第24页，课件共57页，创作于2023年2月续解：(2)计算瓦楞纸箱的抗压强度Pc纸箱周长为:Z＝2(L+B)＝2×(49+37)＝172(cm)查表得:AB楞的楞常数Xz＝13.36，箱常数J＝0.66。因此，瓦楞纸箱的抗压强度为：

＝1.86×109×（13.36×4/172）2/3×172×0.66＝10557(N)＝10.56(kN)第25页，课件共57页，创作于2023年2月三、瓦楞纸箱的堆码强度条件

1．堆码载荷产品装箱后形成包装件，包装件又称为货物。货物向上堆码时，最底层纸箱承受的堆码载荷为:式中W为每件货物(包装件)的重量，H为纸箱高度，h为堆码高度。一般仓库储存时，堆码高度h＝450cm(日本)。第26页，课件共57页，创作于2023年2月2．堆码强度条件

为了保护箱内产品，纸箱的抗压强度必须大于堆码载荷，而且要有合理的安全系数。这一要求称为堆码强度条件，其表达式为:Pc≥K•P

3．安全系数安全系数是由货物的储存期和储存条件决定：储存期少于30天K＝1．6储存期30—100天K＝1．65储存期100天以上K＝2第27页，课件共57页，创作于2023年2月第八节瓦楞纸箱设计举例设计要求：××脾64cm彩色电视机的质量为28kg，最大尺寸为674×425×480mm，仅在国内销售，储存期在半年以上。除电视机外，箱内还有泡沫缓冲垫，内装物外廓尺寸为746×485×550mm.解：(1)箱型选型采用0201型瓦楞箱;因为周长太大,所以采用二页箱.第28页，课件共57页，创作于2023年2月续解：(2)瓦楞纸板的选配①内销产品,故选用第二类瓦楞纸板。②内装物质量为28kg,最大综合尺寸1781mm(746+485+550)，应选用第二类第三种双瓦楞纸板(见表)，其代号为D2.3。③根据瓦楞纸板技术指标表，D2．3的技术指标为:耐破强度1373kPa;边压强度8330N／m;戳穿强度9.8J。④原纸的选配:根据箱纸板技术指标，选用C等箱板纸(内销)，其耐破指数为1.53kPa·m2／g，环压指数为6.5N·m／g。内、外面纸定量取340g／m2，中间垫纸定量取300g／m2。根据瓦楞芯纸技术指标，选用C等瓦楞芯纸(内销)，

两层瓦楞的定量均取160g／m2，其环压指数为5.5N·m／g。第29页，课件共57页，创作于2023年2月续解：⑤瓦楞纸板的耐破强度：按照选用的箱纸板，瓦楞纸板的耐破强度为：P=0.95∑σb=0.95x（1.53x340+1.53x300+1.53x340）=1424kPa⑥瓦楞纸板的定量：按照选用的箱纸板和瓦楞芯纸，瓦楞纸板的定量为：∑Q=340+340+300+（160x1.6+160x1.4）+100=1560g/m2其中粘合剂定量为100g/m2第30页，课件共57页，创作于2023年2月续解：(3)瓦楞纸箱的尺寸设计①内装物外廓尺寸:L0＝746(mm);B0＝485(mm);H0＝550(mm)②纸箱内尺寸:

X′=Xo+ΔXo公差ΔXo在长度与宽度方向的取值为3—7mm;高度方向小型箱为1—3mm,中型箱为3—4mm，大型箱为5—7mm。746+485+550=1781mm;因此为中型箱.L＝Lo+ΔXo＝746+6＝752mmB＝Bo+ΔXo＝485+5＝490mmH＝Ho+ΔXo

＝

550+4＝554mm第31页，课件共57页，创作于2023年2月

续解：③纸箱制造尺寸:运输包装用的双瓦楞纸板为AB型瓦楞,采用二页箱,内尺寸伸放量ΔX＝6（L2）、5（B2）、18（H）mm，摇盖伸放量5mm（实际取6mm,AB

）

，接头尺寸取50mm（双瓦楞）

。于是，瓦楞纸箱的制造尺寸为

:L=L2＝L+ΔX＝752+6＝758mmB=B2＝B+ΔX＝490+6＝496mmH＝H+ΔX=554+18=572mmF=B/2+ΔX=496/2+5=253mmJ=50mm第32页，课件共57页，创作于2023年2月第33页，课件共57页，创作于2023年2月续解：④纸箱外尺寸:对于AB型楞的双瓦楞纸板,外尺寸加大值ΔX＝8—12mm，高度的加大值取上限;故瓦楞纸箱的外尺寸为

:L"＝L+ΔX＝758+10＝768mmB"＝B+ΔX＝496+10＝506mmH"＝H+ΔX＝572+12＝584mm第34页，课件共57页，创作于2023年2月⑷瓦楞纸箱的结构①纸箱用料:二页箱箱坯见前面图.每片箱坯的面积为:A0=（B+L）•（H+2F）+J•H=（758+496）•（572+2x253）+50x572=1.38m2每个纸箱所需瓦楞纸板的面积为2.76m2每个纸箱所需瓦楞纸板的质量为:2.76m2x1560g/m2=4.31kg.

第35页，课件共57页，创作于2023年2月②手孔设计:

原则:为了便于中小型瓦楞纸箱人力搬运，常在两端面上开手孔，其宽度b＝100mm，高度h＝40mm。手孔与钉距(图中为外尺寸)第36页，课件共57页，创作于2023年2月③钉合设计与封箱:由于是五层瓦楞箱,所以选用16号U形钉钉合;内销产品,钉的破坏载荷取p=25N;斜向排列,强度系数K=1;所需钉的数量:钉数定为12个，钉距为48mm，到顶、底两面的距离为25mm，如前页图。封箱选用宽度为80mm的胶带。第37页，课件共57页，创作于2023年2月⑸瓦楞纸箱的堆码强度①瓦楞纸箱抗压强度计算:瓦楞纸箱的周长为:Z=2•

（B+L）=2•（75.8+49.6）=250.8cm瓦楞纸板的综合环压强度:::

Px＝∑rQ十∑CrmQm＝（6.5×340+6.5×300+6.5×340）+（5.5×1.6×160+5.5×1.4×160）＝9010(N／m)=90.1(N/cm)其中展开系数为C＝1.6（A楞型）和1.4（B楞型）第38页，课件共57页，创作于2023年2月瓦楞纸箱的抗压强度:::查表得:AB楞的楞常数Xz＝13.36，箱常数J＝0.66;因此，瓦楞纸箱的抗压强度为：＝1.86×90.1×（13.36×4/250.8）2/3×250.8×0.66＝8959(N)第39页，课件共57页，创作于2023年2月②堆码载荷与强度校核:堆码载荷:货物(包装件)重量W是内装物重量和纸箱重量之和，其值为W=(28+4.31)x9.8=316.6N;堆码高度取450cm;安全系数取2(存100天以上);纸箱的堆码载荷为:强度校核:

PC>P;因为抗压强度比堆码载荷大得多，所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度。第40页，课件共57页，创作于2023年2月第九节瓦楞纸箱的制图一、一般规定（GB12986）

1．图纸幅面尺寸、图框格式第41页，课件共57页，创作于2023年2月2．图纸标题栏第42页，课件共57页，创作于2023年2月3．比例在绘制图形时，当槽宽或纸板厚度小于3mm以及斜度较小时，可不按比例而夸大画出。

绘制同一纸箱各种视图应采用相同的比例，并在标题栏中填写，当需局部放大或缩小时，必须另行标注。第43页，课件共57页，创作于2023年2月4．图线及画法第44页，课件共57页，创作于2023年2月4．图线及画法----续同一图样中同类图线的宽度应基本一致。内折线、外折线、间断线的线段长度和间隔应各自大致相等。波浪线用徒手画出。第45页，课件共57页，创作于2023年2月4．图线及画法----续------应用举例第46页，课件共57页，创作于2023年2月5．纸板、瓦楞纸板的截切面符号第47页，课件共57页，创作于2023年2月6．成型接合方式接合方式应绘制在立体图中接合部位(图2)，或在技术要求中用代号和文字说明