52瓦楞纸箱尺寸设计课件

第二节瓦楞纸箱尺寸设计尺寸设计影响因素容装量集装箱制箱工艺堆码装卸抗压强度托盘纸板用量单箱装载量纸箱尺寸设计：主要尺寸

即三维长、宽、高尺寸设计给定参数和边界约束条件；综合各方面因素；优化设计诸多因素密切相关寻求最佳尺寸？常用02类箱型—开槽式一页纸板成型一、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（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。排列数目改变——箱形改变，抗压强度改变，纸板用量改变图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。总装量一定，排列方向和排列数有多种选择n=122×3×2=12；2×6×1=12；4×3×1=12等10种排列数综合考虑各个因素，比较选择最佳的箱形尺寸。商品由于自身的特性，限定了排列方向多数采用立放；袋装产品多采用平放；可承重的采用立放；……瓦楞纸箱结构设计--纸箱尺寸设计

例5-1：某牙膏选用0201型瓦楞纸箱作外包装，内装中包装24盒，中包装外尺寸为190mm*140mm*120mm，试选择合适的排列方法。分析：牙膏软管在中包装盒内只能平放或侧放,中包装则选择立放最佳

即P型lL或Q型bL将中包装盒的长度、宽度与高度分别乘以倍数nlnbnh×1190140120×2380280240×3570420360×4760560480nlnbnh×5950700600×61140840720×7………………×8……………………如果综合考虑纸板用量、抗压强度、堆码状态、美学因素等条件，则0201箱形比例以L:B:H=1.5:1:1为最佳。瓦楞纸箱结构设计--纸箱尺寸设计

距1.5:1:1相差甚远，故舍弃。高度方向排列两层，先考虑4×3×2则，1140×560×120840×760×1202.04:1:0.211.11:1:0.16则，760×420×240570×560×2401.81:1:0.571.02:1:0.43因此，选定排列方式为：Q型：nL×nB×nH=4b×2l×3h齐列排列---排列整齐,便于计数

错列排列---利用了间隙行与行之间直线平齐列与列之间相对错位半径R2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圆柱体底面积—S1=1/4πD2

弓形面积—S2S2

=S扇形O1EF-S△O1EF=0.063D2S1/S2=12.5总排列行数与阴影组数的关系：m=M-1M—总排列行数；m—阴影组数列数与空间利用率的关系（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的最大整数。当Q>1时，齐列排列的空间利用率优于错列排列，当Q<1时则反之。

（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、理想尺寸比例与最佳尺寸比例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，mm

2、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2、理想尺寸比例最佳的尺寸比例，由纸板用量、强度因素、堆码状态、美学因等决定3、理想尺寸比例的单项决定因素①纸板用量同一容量，纸板用量越少，尺寸比例越理想。纸板用量的计算设0201型纸箱容积为V，纸板用量为S。S=2(L+B)×(H+B)(1)V=LBH(2)由（2）H=V/LB代入（1）S=2(L+B)(V/LB+B)=2(V/B+V/L+LB+B2)纸板用量的计算（3）代入（4），得L+2V/L2－L4/V=0即VL3+2V2－L6=0

解之，得2V=L3L3=－V（舍去）设V为定值，求S的一阶偏导数:∂S/∂L=2(B－V/L2)(3)∂S/∂B=2(L+2B－V/B2)(4)令∂S/∂L=0;∂S/∂B=0则B=V/L2L+2B－V/B2=0所以，即L:B:H=2:1:2

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A.RL对抗压强度的影响②抗压强度从理论上讲，RL为1的纸箱抗压强度最大。抗压强度是综合平衡中最重要的决定因素。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在一定范围内，RH的增大使抗压强度降低，但超过一定范围后，与抗压强度没有多大关系。（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）（c）销式回转堆码（RL=2）（d）瓦形堆码（RL=1.5或RL=1.33）B.RH对堆码状态的影响图5-62纸箱RH对堆码载荷的影响（4）美学因素当代造型美学常用比例有：A.黄金分割比例B.整数比例C.直角比例4．最佳尺寸比例图5-650201型纸箱纸板用量计算图三、瓦楞纸箱尺寸设计1．内尺寸（1）内尺寸确定因素a.内装物最大外尺寸；b.内装物排列方式；c.内装物公差系数；d.内装物隔衬与缓冲件的相关尺寸。（2）内尺寸计算公式除错列排列的圆柱形内装物以外，其他内装物的瓦楞纸箱内尺寸计算公式如下：式中——纸箱内尺寸，㎜——内装物最大外尺寸，㎜——内装物排列数目——内装物公差系数，㎜——衬格或缓冲件总厚度，㎜——内尺寸修正系数，㎜

图5-66中包装间隙系数（a）空包装（b）实包装（c）包装尺寸内装物公差系数d如下取值：中包装盒：±1-2mm/个针棉织品：±3mm/12件硬质刚性品：+1-2mm/个Li

BiHi小箱型中箱型大箱型3-73-71-33-45-7瓦楞纸箱内尺寸修正系数k’（mm）例5-2计算例5-1的瓦楞纸箱内尺寸。已知：lmax=190bmax=140hmax=120nL=4nB=2nH=3Q型排列求：Li、Bi、Hi

解：查表取代入公式，得Li=140×4+(4－1)+5=568(mm)k’L=5k’B=5k’H=4d=1Bi=190×2+(2－1)+5=386(mm)Hi=120×3+(3－1)+4=366(mm)（3）采用错列排列包装的内尺寸计算公式圆柱体内装物采用错列排列时，包装内尺寸计算公式如下：

高度内尺寸计算公式同齐列排列。式中：Li=包装长度内尺寸（列方向长度尺寸）Bi=包装宽度内尺寸（行方向长度尺寸）N——错列排列奇数行列数M——错列排列行数d——间隙系数Ki——内尺寸修正系数

个数增加率=

单位面积降低率=

a.当错列排列列数在列数优化值域范围内，可以提高圆柱体内装物在包装中的空间利用率，从而达到减量化及降低生产、运输、仓储成本的目的。b.列数优化值域与圆柱体内装物的大小即直径D无关。2、制造尺寸（1）箱体长、宽、高度制造尺寸计算公式

式中——瓦楞纸箱长、宽、高度制造尺寸，㎜——纸箱内尺寸，㎜——瓦楞纸板计算厚度，㎜——由内向外纸板层数——箱面系数

式中X－瓦楞纸箱长、宽或高度制造尺寸（mm）；

Xi－纸箱内尺寸（mm）；

t－瓦楞纸板计算厚度（mm）；

ｎ１－由内向外纸板层数；ａ－系数．X=Xi+（ｎ１－ａ）t在实际生产中要根据具体情况加适当修正常数，

X=Xi+t+k在实际设计中，纸板厚度t再另上1—3（mm）的修正系数而合并成一个常数，仍用k表示。X=Xi+k式中X

——瓦楞纸箱制造尺寸（mm）；

Xi——纸箱内尺寸（mm）；

k——纸箱制造尺寸修正系数（mm）。X=Xi+t02类瓦楞纸箱制造尺寸修正系数值（mm）楞型名称ABEABL1L2B1B2H646393232621213969518k值的大小与纸箱的具体尺寸有关。L2和B2是纸箱接合部门两侧面的长和宽，必须L1L2＞B1B2＞所以KL1>KL2KB1>KB2图5-67瓦楞纸箱内尺寸、外尺寸与制造尺寸的关系

（a）“└┘”形结构（b）“∟

”形结构（2）对接摇盖制造尺寸式中F——纸箱对接摇盖宽度，㎜B1——纸箱非接合端面宽度制造尺寸，㎜Xf——摇盖伸长系数，㎜楞型名称ABEAB0201020302040204020502052-30-22-30-20-22-31.5-20-11.5-20-10-11.5-20-100-1000-14-51-34-51-31-34-502类纸箱摇盖伸长系数（mm）接头J的尺寸一般根据瓦楞层数及工厂的工艺水平而定瓦楞纸箱接头制造尺寸（mm）纸板种类单瓦楞双瓦楞三瓦楞J35-4045-5050接头一般应与LH面连接。（3）接头尺寸例5-3计算例5-2中的瓦楞纸箱制造尺寸，选用A楞纸板。已知：Li=568Bi=386Hi=366求：L、B、H、J、F解：查表取kL1=6kL2=4kB1=6kB2=3KH=9J=35xf=2L1=Li+kL1=568+6=574(mm)L2=Li+kL2=568+4=572(mm)B1=Bi+kB1=386+6=392(mm)B2=Bi+kB2=386+3=389(mm)H2=Hi+kH=366+9=375(mm)J=35(mm)F=B1/2+xf=392/2+2=198(mm)（4）03类箱型制造尺寸

式中——03类箱盖制造尺寸，㎜——03类箱体内尺寸，㎜——03类箱盖制造尺寸修正系数，㎜隔板总长度制造尺寸计算公式：隔板中间间隔宽度尺寸计算公式：隔板端点间隔宽度尺寸计算公式：式中——隔板总长度，㎜——纸箱内尺寸，㎜——纸箱内尺寸修正系数，㎜——隔板中间间隔宽度尺寸，㎜——隔板端点间隔宽度尺寸，㎜——排列数目，件——纸板计算厚度，㎜（7）06类附件制造尺寸a.平套型衬件b.隔板型衬件图5-70隔板设计图（8）模切机生产箱型制造b.自锁底结构c.锁舌结构图5-71瓦楞纸箱锁底式结构（0215）通锁有关尺寸计算公式如下：

半锁有关尺寸计算公式如下：

式中——锁舌高度，㎜——锁孔宽度，㎜——纸板计算厚度，㎜如锁孔恰好开在对折线上时，锁孔宽度应为

例5-4，箱型0201；0933，5×3，B楞纸板，纸箱内尺寸为200×120×200（mm），取4，试计算隔板尺寸。已知：Li=200Bi=120Hi=200k’=4nL=5nB=3求：l1、l2、D1、D2、D3、D4

解：查表5-1取t=3长隔板尺寸l1=200-4=196(mm)D1=[200-(5-1)×3]/5=38(mm)D2=38－4/2=36(mm)（9）包卷式纸箱包卷式纸箱也是模切成型的，其制造尺寸修正系数不同于0201型箱。3.外尺寸外尺寸计算公式如下：

将后两项常数合并，仍用表示：

式中——纸箱外尺寸，㎜——纸箱最大制造尺寸，㎜——纸箱外尺寸修正系数，㎜瓦楞纸箱外尺寸修正系数（mm）楞型ABEABK5-73-51-38-12例5-5计算例5-3中的瓦楞纸箱外尺寸已知：L=