瓦楞纸箱结构设计

∂S/∂L = 0 B=V/L2
∂S/∂B = 0
L+2B－V/B2=0
（3）代入（4），得 L+2V/L2－L4/V=0 即
解之，得 2V=L3 L3=－V（舍去）
VL3+2V2－L6=0
所以，
L 2V
3
B
13 2V 2
H 3 2V
即同一容量，纸板用量越少的尺寸比例：
L:B:H=2:1:2 ②抗压强度 a. RL对抗压强度的影响：
在实际设计中，纸板厚度t再加上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）。
02类瓦楞纸箱制造尺寸修正系数值（mm） 楞型 名称 L1 L2 B1 B2 H 6 4 6 3 9 3 2 3 2 6 2 1 2 1 3 9 6 9 5 18 A B E AB
设0201型纸箱容积为V，纸板用量为S。 S=2(L+B) ×(H+B)
V=LBH
由（2） 代入（1） H=V/LB S=2(L+B)(V/LB+B) = 2(V/B+V/L+LB+B2) 设V为定值，求S的一阶偏导数 ∂S/∂L = 2(B－V/L2)
∂S/∂B = 2(L+2B－V/B2)
令 则
（三）瓦楞纸箱材料选择
二、瓦楞纸箱
(一)瓦楞的类型与形状 Ⅰ、瓦楞种类及主要性能
瓦楞类型 楞高（mm） 楞数（个/30cm） 缓冲性能（顺序） 平面抗压能力
A 4.5-4.8 34±2 1 3
B 2.5-2.8 50±2 3 1
C 3.4-3.8 38±2 2 2
E 1.1-1.4 96±4
Ⅱ、瓦楞的形状
影响值的主要因素有：
a.双面粘贴时出现的楞高损失； b.瓦楞不正。 瓦楞纸板厚度 楞型 纸板厚度 楞型 纸板厚度 楞型 纸板厚度
A B C E
5.3 3.3 4.3 2.3
AA BB CC
10.4 6.1 8.4
AB AC BC
8.1 9.4 7.1
(三)瓦楞纸箱箱坯构造 瓦楞纸板只有经过分切、压痕、开槽开角以后， 才能制成瓦楞纸箱箱坯。箱坯结构主要包括纵压（痕） 线，横压（痕）线，开槽和接头。
Ⅱ、非标准瓦楞纸箱 1、包卷式纸箱
①包卷式纸箱结构
2、分离式纸箱
①改进型分离式纸箱 a.顶面连接方式； 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； 该结构具有如下特点： 连接工序可用手工操作。 ②新型分离式纸箱 有N型包卷式纸箱和F型包卷式纸箱。
(五)瓦楞纸箱之物理性能 1、厚度 2、边压强度 3、耐破强度
3、外尺寸
外尺寸计算公式如下： X0=X+ t +K 将后两项常数合并，仍用K表示 X0=X+K 式中 X0——纸箱外尺寸（mm）； X——纸箱制造尺寸（mm） K——纸箱外尺寸修正系数（mm）。
L2 Bi 小箱型 Hi 中箱型 大箱型
3-7
3-7
1-3
3-4
5-7
2、制造尺寸 ①箱体长度、宽度、高度制造尺寸计算公式
X=Xi+t
式中 X ——瓦楞纸箱长度、宽度或高度制造尺寸（mm）； Xi——纸箱内尺寸（mm）； t——瓦楞纸板厚度（mm）。 在实际生产中要根据具体情况加适当修正常数， X=Xi+t+k
可以发现只有 4b×2l×3h 560×380×360 方案最接近目标。 因此，选定排列方式为：
Q型：
nL×nB×nH=4b×2l×3h
Ⅱ、理想尺寸比例与最佳尺寸比例
1、尺寸比例
对于直角六面体瓦楞纸箱来说,尺寸比例定义如下：
L:B:H
或者，RL=L/B
RH=H/B
式中 RL——瓦楞纸箱长宽比；
RH ——瓦楞纸箱高宽比；
(二)原纸之性质
1、基重 2、厚度
3、破裂强度
4、环压强度 抗张强度、耐折度、挺度、透气度、撕裂强 度、防水性能等
一、原纸 （一）原纸种类 （二）原纸之性质
二、瓦楞纸箱
（一）瓦楞的类型与形状 （二）瓦楞纸板的厚度 （三）瓦楞纸箱箱坯构造 （四）瓦楞纸箱箱型结构 三、瓦楞纸箱结构设计 （一）瓦楞纸箱尺寸设计 （二）瓦楞纸箱强度设计
L——瓦楞纸箱长度尺寸（mm） B——瓦楞纸箱宽度尺寸（mm) H——瓦楞纸箱度度尺寸（mm）。
当RL、RH一定时，纸箱的形状也就一定。决定瓦楞纸 箱形状的仅仅是长、宽、高三个尺寸之间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ比例关系。
2、理想尺寸比例 最佳的尺寸比例，则由纸板用量、强度因素、堆 码状态乃至美学因素所决定。 3、理想尺寸比例的单项决定因素 ①纸板用量 同一容量，当然纸板用量越少，尺寸比例越理想。
① 02 开 槽 型 纸 箱。
② 03 —— 套 合 型 纸 箱 。
③ 04 —— 折 叠 型 纸 箱 。
④ 05 —— 滑 盖 型 纸 箱 。
⑤ 06 —— 固 定 型 纸 箱 。
⑥ 07 —— 自 动 型 纸 箱
⑦ 09 —— 内 衬 件 。
2、组合型 组合型是基本型的组合，即由两种以上基本箱 型所组成，用多组四位数字或代号来表示。 例 瓦楞纸箱上摇盖用0204型，下摇盖用0215型图。
4、粘合强度
5、定量 6、戳穿强度 7、水分 8、抗压强度
一、原纸 （一）原纸种类 （二）原纸之性质
二、瓦楞纸箱
（一）瓦楞的类型与形状 （二）瓦楞纸板的厚度 （三）瓦楞纸箱箱坯构造 （四）瓦楞纸箱箱型结构 三、瓦楞纸箱结构设计 （一）瓦楞纸箱尺寸设计 （二）瓦楞纸箱强度设计
（三）瓦楞纸箱材料选择
三、瓦楞纸箱结构设计 （一）瓦楞纸箱尺寸设计 Ⅰ、内装物排列方式 在进行瓦楞纸箱尺寸设计时，必须对内装物排列 方式、理想尺寸比例进行全面考虑。
表示方法：上摇盖/下摇盖 即0204/0215
我国国家标准GB6543—86（瓦楞纸箱）参考国 际箱型标准系列规定了运输包装用单瓦楞纸箱和瓦 楞纸箱的基本箱型，其箱型代号如表所示 。
国家标准箱型
分类编号 02 03 04 09
箱型编号 0201 0202 0203 0204 0205 0206 0310 0325 0402 0900-0976
接头一般应与LH面连接。 ③对接摇盖制造尺寸。 摇盖伸长系数，用 xf 表示。
F=B1/2+xf F——纸箱对接摇盖长度（mm）； B1——纸箱非接合箱面宽度制造尺寸（mm）； xf——摇盖伸长系数（mm）。
02类纸箱摇盖伸长系数（mm） 楞型 名称 0201 0203 0204 0204* 0205 0205* 1.5-2 0-1 1.5-2 0-1 0-1 1.5-2 1.5-2.5 0-1.5 1.5-2.5 0-1.5 0-1.5 1.5-2.5 3.5-4.5 1-2.5 3.5-4.5 1-2.5 1-2.5 3.5-4.5 B C BC
寻找相应的L与B。 则， 1140×560 ×120 840 ×760 ×120
2.04 : 1 : 0.21 1.11 : 1 : 0.16
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， 760 ×420 ×240 570 ×560 ×240
1.81 : 1 : 0.57 1.02 : 1 : 0.43
1、排列数目 内装物在瓦楞纸箱内的排列数目用下式表示：
n=nL×nB×nH 式中 n ——单个瓦楞纸箱内装物总数； nL——瓦楞纸箱长度方向上排列内装物数目； nB——瓦楞纸箱宽度方向上排列内装物数目； nH——瓦楞纸箱高度方向上排列内装物数目。 2、排列方向 对于内装物来说，按其本身的长度、宽度与高度 （l、b、h）和瓦楞纸箱的长度、宽度与高度（L、B、 H）的相对方向，同一排列数目可以有6种排列方向。 即，立放
从最佳堆码状态考虑，以采用为1.5的尺寸比例为理 想。
b. RH对堆码状态的影响： 一定条件下， 增大可以提高纸箱堆码强度。
④美学因素 当代造型美学常用比例有： a.黄金分割比例：
尺寸比例
L:H=1.618:1(1:0.618)
b.整数比例： 这种比例是以正方形为基础而派生出的边 长为1:1，2:1，3:1……n:1之整数比例的矩形。
②纵压线与横压线 按压痕线方向与瓦楞楞向的不同关系，压痕又 可分为： a.纵压线：与瓦楞楞向平行的压痕线。 b.横压线：与瓦楞楞向垂直的压痕线。 ③压痕的作用 压痕的 主要作用，是使 瓦楞纸板按预定 位置准确地弯折， 以实现精确的纸 箱内尺寸。
2、开槽
是指在瓦楞纸板上切出便于折叠的缺口， 其宽度一般为纸板厚度再加1mm。
k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 L1 ＞ L2
②接头尺寸 所以
B1 ＞ B2 KL1>KL2 KB1>KB2
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 J 单瓦楞 35 -40 双瓦楞 45-50 三瓦楞 50
开槽中心线要尽量与压痕中心线对齐，前 后左右的偏差要越小越好。
3、接头 接头的接合方式与封箱方式一样，都有三种 形式；胶带粘合、粘合剂粘合和金属钉钉合。
①胶带粘合。
②粘合剂粘合。 ③金属钉接合。
(四)瓦楞纸箱箱型结构 瓦楞纸箱箱型结构，在国际上通用由欧洲瓦楞纸 箱制造商联合会（FEFCO）和瑞士纸板协会（ASSCO） 联合制定的国际纸箱箱型标准。 Ⅰ、国际纸箱箱型标准 按照国际纸箱箱型标准，纸箱结构可分为基型 和组合型两大类。 1、基本型 一般用四位数字表示，前两位表示箱型种类， 后两位表示同一箱型种类中不同的纸箱式样。
l∥L 侧放 b∥L
l∥L h∥L
平放
b∥L h∥L
例：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，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。
lh∥LB 或 bh∥LB
而中包装盒则选择立放为最佳。
即 P型
l∥L
或 Q型 b ∥L
将中包装盒的长度、宽度与高度分别乘以倍数 ×1 ×2 ×3 ×4 ×5 ×6 ×7 ×8 ……
nl 190 380 570 760 950 1140 …… ……
nb 140 280 420 560 700 840 …… ……
nh 120 240 360 480 600 720 …… ……
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。
从理论上讲，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，由上 图可发现，当RL=1.4时，纸箱抗压强度最高。 b. RH对抗压强度的影响： 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（或重叠堆码），一类是交错堆码。
(二)瓦楞纸板的厚度 瓦楞纸板厚度是瓦楞纸箱设计中一个非常重要的 因素，一般是原纸厚度与瓦楞高度之和。
瓦楞纸板厚度计算公式如下：
t=t1+t2+tm+fh-d
t——瓦楞纸板厚度（mm）； t1——外面纸厚度（mm）；
t2——内面纸厚度（mm）；
tm——瓦楞芯纸厚度（mm）； fh——瓦楞辊高度（mm）； d——瓦楞纸板制造过程中的厚度损失（mm）。
瓦楞纸箱是一种十分重要的包装容器， 其用量一直名列榜首
一、原纸 （一）原纸种类 （二）原纸之性质
二、瓦楞纸箱
（一）瓦楞的类型与形状 （二）瓦楞纸板的厚度 （三）瓦楞纸箱箱坯构造 （四）瓦楞纸箱箱型结构 三、瓦楞纸箱结构设计 （一）瓦楞纸箱尺寸设计 （二）瓦楞纸箱强度设计
（三）瓦楞纸箱材料选择
一、原纸 (一)原纸种类 1、牛皮纸板 2、瓦楞芯纸 3、白卡
②内尺寸计算公式
Xi=xmaxnX=d(nX-1)+k’+T
式中
Xi ——纸箱内尺寸（mm） xmax——内装物最大外尺寸（mm） nX——内装物在纸箱内某一方向的排列数目； d——内装物公差系数（mm）
K’——纸箱内尺寸修正系数（mm）
T——衬格或缓冲件总厚度（mm）
内尺寸修正系数见表
瓦楞纸箱内尺寸修正系数（mm）
e.直角比例
这种比例依次为
2 : 1, 3 : 1, 4 : 1 n： 1
4、最佳尺寸比例
0201型箱的最佳尺寸比例应为： L：W：L=1.5 : 1 : 1。
Ⅲ、瓦楞纸箱的尺寸设计 1、内尺寸 ①内尺寸确定的因素 a.内装物最大外尺寸； b.按内装物形式确定的公差系数； c.内装物排列方式； d.内装物隔衬与缓冲件的相关尺寸。