1、第二章第二章 包装结构设计基础包装结构设计基础 主讲教师：李琛主讲教师：李琛主要内容主要内容v第一节第一节 纸包装容器纸包装容器v第二节第二节 纸包装绘图基础纸包装绘图基础 v第三节第三节 纸包装结构设计基本原理纸包装结构设计基本原理 研究对象研究对象纸质包装制品纸质包装制品, ,简称纸包装简称纸包装. .即以纸或以纸即以纸或以纸为主要材料的包装制品为主要材料的包装制品, ,如纸盒、纸箱、纸如纸盒、纸箱、纸袋、纸管、纸罐、纸桶以及各种纸浆模塑袋、纸管、纸罐、纸桶以及各种纸浆模塑制品等，还包括近年来新出现的纸杯、纸制品等，还包括近年来新出现的纸杯、纸盘、纸碗、纸瓶等等盘、纸碗、纸瓶等等“日常用品
2、日常用品” ” 。纸包装制品的结构设计与计算、加工成型纸包装制品的结构设计与计算、加工成型原理生产制造工艺等。重点内容是折叠纸原理生产制造工艺等。重点内容是折叠纸盒、瓦楞纸箱的结构设计与计算。盒、瓦楞纸箱的结构设计与计算。研究内容研究内容第一节第一节 纸包装容器纸包装容器一、纸包装容器的类型一、纸包装容器的类型1纸盒纸盒2纸箱纸箱3纸袋纸袋4纸杯纸杯 (碗碗)5纸罐纸罐6纸桶纸桶7纸浆模型制品纸浆模型制品纸盒纸盒折叠纸盒折叠纸盒粘贴（固定）纸盒粘贴（固定）纸盒管式折叠纸盒管式折叠纸盒盘式折叠纸盒盘式折叠纸盒管盘式折叠纸盒管盘式折叠纸盒管式粘贴纸盒管式粘贴纸盒盘式粘贴纸盒盘式粘贴纸盒管盘式粘贴纸
3、盒管盘式粘贴纸盒二、包装用纸材的主要性能参数二、包装用纸材的主要性能参数v定量：纸或纸板每平方米的质量，单位g/m2;v厚度：指在一定的压力下测得的纸材两表面的垂直距离，单位mm;v耐折度：指纸材在一定张力下所能承受的往复135的双折次数;v挺度：指在标准条件下，将一端夹紧的规定尺寸纸材试样弯曲角度至15时的力或力矩，单位mN或mNm;v耐破度：指纸材单位面积上所能承受的均匀增大的最大压力值，单位kPa;v撕裂度：指将预制切口的纸材试样撕裂至一定长度所消耗的功，单位mN;v戳穿强度：指用一定形状的角锥穿过纸板所需的功，单位Jv透气度：在一定面积和真空度条件下，每秒钟透过的空气量，单位m3/s;
4、v透湿度：在一定蒸汽压力下，水蒸气从纸材试样的一面透到另一面的质量，单位g/24hm2;v拉伸强度：指在规定条件下，单位宽度的纸材试样在断裂前所能承受的最大拉力，单位kN/m;v环压强度：指环形试样边缘受压直至压溃时所能承受的最大压力，单位kN/m;v平压强度：瓦楞原纸的强度指标，指在规定条件下，于瓦楞压塌之前原纸试样所能承受的最大压力，单位N/m;v边压强度：瓦楞纸板强度指标，矩形瓦楞纸板试样沿瓦楞方向能承受的最大压力，单位N/m;v粘接强度：瓦楞纸板强度指标，指使楞峰和面纸分离所需最大的力。三、纸容器加工成型常用术语三、纸容器加工成型常用术语v裁切：指将纸材按设计要求切断，使之与余料分离;
5、v压痕：指为了实现纸材的折叠，在纸材上压出的痕线;v切痕：指切断与压痕交替进行，也称间歇切断，多用于较厚纸板折叠线或易开线的加工，以L1/L2表示切断L1(mm)与压痕L2(mm)交替进行; 第二节第二节 纸包装绘图基础纸包装绘图基础 折叠纸盒、粘贴纸盒和瓦楞纸箱等纸包装是用平页折叠纸盒、粘贴纸盒和瓦楞纸箱等纸包装是用平页纸或纸板成型的，与塑料、玻璃、金属及纸浆模制品等纸或纸板成型的，与塑料、玻璃、金属及纸浆模制品等需要模具成型的包装容器或制品，在成型方法上明显不需要模具成型的包装容器或制品，在成型方法上明显不同，在结构上就有明显差异，因此，其结构设计的基本同，在结构上就有明显差异，因此，其结
6、构设计的基本方法也与众不同。方法也与众不同。 一、绘图设计符号与计算机代码一、绘图设计符号与计算机代码 （a）结构设计图）结构设计图 （b）折叠折叠成）折叠折叠成型简图型简图 1端内板端内板 2后内板后内板 3后板后板 4盖板盖板 5盖插入襟片盖插入襟片 6防尘襟片防尘襟片 7端板端板 8前板前板 9底插入襟片底插入襟片 10底板底板 11粘合板粘合板图图2-1 管式折叠纸盒结构设计图管式折叠纸盒结构设计图 折叠压痕线在纸包装结构中所起的作用如图所示：折叠压痕线在纸包装结构中所起的作用如图所示：平页纸板承压力较小，一旦压痕并进行适当折叠后，平页纸板承压力较小，一旦压痕并进行适当折叠后，承压力很
7、大。承压力很大。 在折叠压痕线中，内折、外折和对折可以这样理解：在折叠压痕线中，内折、外折和对折可以这样理解：不论是普通纸板还是瓦楞纸板均具有两面性，普通纸板不论是普通纸板还是瓦楞纸板均具有两面性，普通纸板有面层和底层、瓦楞纸板有外面纸和内面纸之分。有面层和底层、瓦楞纸板有外面纸和内面纸之分。v内折叠：将纸板沿压痕线折叠，折叠后纸板的底层 (或内面纸)相对的角小于180，面层 (或外面纸)相对的角大于180;v外折叠：将纸板沿压痕线折叠，折叠后纸板的面层 (或外面纸)相对的角小于180，底层 (或内面纸)相对的角大于180v内对折： 将纸板沿压痕线折叠 180，折叠后两底层 (或内面纸)相对；
8、v外对折：将纸板沿压痕线折叠180，折叠后两面层 (或外面纸)相对 ；2、制造商接头结构与计算机代码、制造商接头结构与计算机代码 下表为制造商接头结构的绘图线型、计算机代码与功能。下表为制造商接头结构的绘图线型、计算机代码与功能。3、提手绘图符号与计算机代码、提手绘图符号与计算机代码 4、瓦楞楞向与纸板纹向的绘图符号与计算机代码、瓦楞楞向与纸板纹向的绘图符号与计算机代码 1外面纸外面纸2瓦楞芯纸瓦楞芯纸3内面纸内面纸4机械方向机械方向5瓦楞楞向瓦楞楞向 瓦楞瓦楞盘式纸盒盒体盘式纸盒盒体的瓦楞的瓦楞楞向应与楞向应与纸盒纸盒长度方向平行长度方向平行。对于对于02类瓦楞纸箱类瓦楞纸箱则应则应与纸箱高
9、度方向平行与纸箱高度方向平行，以提高纸箱抗，以提高纸箱抗压强度和堆码强度。对于只有一组压痕线的瓦楞纸箱箱坯如压强度和堆码强度。对于只有一组压痕线的瓦楞纸箱箱坯如部分部分05类和类和06类类，瓦楞楞向应与该组压痕线垂直瓦楞楞向应与该组压痕线垂直，因为与瓦，因为与瓦楞楞向平行的纵压线，有可能压至楞腰处，使尺寸精度与折楞楞向平行的纵压线，有可能压至楞腰处，使尺寸精度与折叠性能不易保证。叠性能不易保证。 纸板纹向指纸板纵向即机械方向（纸板纹向指纸板纵向即机械方向（M.D.），它就是），它就是纸板在抄造过程中沿造纸机的运动方向，与之垂直的是纸板在抄造过程中沿造纸机的运动方向，与之垂直的是纸板横向（纸板横
10、向（C.D.）。）。（如何判断纸板纹向）（如何判断纸板纹向） l一般情况下一般情况下纸板纹向应垂直于折叠纸盒的主要纸板纹向应垂直于折叠纸盒的主要压痕线压痕线。所谓主要压痕线，就是在折叠纸盒的。所谓主要压痕线，就是在折叠纸盒的长、宽、高中，数目最多的那组压痕线。长、宽、高中，数目最多的那组压痕线。 具体地说，对于具体地说，对于管式折叠纸盒，纸板纹向应垂直于管式折叠纸盒，纸板纹向应垂直于纸盒高度方向纸盒高度方向；而；而盘式折叠纸盒则应垂直于纸盒长度方盘式折叠纸盒则应垂直于纸盒长度方向向。这样，可以在两条主要压痕线的跨距内提供更高的。这样，可以在两条主要压痕线的跨距内提供更高的挺度，避免盒壁部分发生
11、鼓胀或凹陷，有利于纸盒盒体挺度，避免盒壁部分发生鼓胀或凹陷，有利于纸盒盒体坚挺平直。坚挺平直。 在粘贴纸盒中错用贴面纸的纹向也有可能引起盒面在粘贴纸盒中错用贴面纸的纹向也有可能引起盒面卷曲。在长的深型盒上，贴面纸尺寸较小的方向应与纸卷曲。在长的深型盒上，贴面纸尺寸较小的方向应与纸张纹向平行。张纹向平行。 二、设计尺寸标注二、设计尺寸标注 1、尺寸代号、尺寸代号 2、设计尺寸、设计尺寸 （1）内尺寸（）内尺寸（Xi） 内尺寸指纸包装的容积尺寸。内尺寸指纸包装的容积尺寸。 对于长方体纸包装容器，可用对于长方体纸包装容器，可用LiBiHi( / hi)表示。表示。 （2）外尺寸（）外尺寸（Xo） 外
12、尺寸指纸包装的体积尺寸。外尺寸指纸包装的体积尺寸。 对于长方体纸包装容器，用对于长方体纸包装容器，用L0B0H0（ / h0）表示。）表示。 （3）制造尺寸（）制造尺寸（X） 制造尺寸指生产尺寸制造尺寸指生产尺寸 制造尺寸不限于长、宽、高，且长、宽、高尺寸不止一制造尺寸不限于长、宽、高，且长、宽、高尺寸不止一 组，所以不能用组，所以不能用LBH表示。表示。3、纸包装主要尺寸、纸包装主要尺寸 对于长方体纸包装来说，一般有三个主要尺寸：对于长方体纸包装来说，一般有三个主要尺寸： 长度尺寸：纸包装容器盖部长边尺寸。长度尺寸：纸包装容器盖部长边尺寸。 宽度尺寸：纸包装容器盖部短边尺寸。宽度尺寸：纸包装
13、容器盖部短边尺寸。 高度尺寸：纸包装容器从盖顶到容器底部的垂直尺寸。高度尺寸：纸包装容器从盖顶到容器底部的垂直尺寸。4、盒（箱）坯尺寸、盒（箱）坯尺寸 盒（箱）坯尺寸用下式表示盒（箱）坯尺寸用下式表示: 1st尺寸尺寸2nd尺寸尺寸 式中，式中，1st尺寸为与粘合线平行的盒（箱）坯尺寸，尺寸为与粘合线平行的盒（箱）坯尺寸，2nd尺尺寸为与粘合线垂直的盒（箱）坯尺寸。寸为与粘合线垂直的盒（箱）坯尺寸。三、纸包装各部结构名称三、纸包装各部结构名称 一般情况下盒（箱）板面积等于一般情况下盒（箱）板面积等于LB、LH或或BH的称其为板的称其为板（Panel），小于上述数值则称其为襟片），小于上述数值则
14、称其为襟片Flap）。其中）。其中LB板称板称为盖板或底板，为盖板或底板，LH板称为侧板，板称为侧板，BH板称为端板。在插入式盒板称为端板。在插入式盒（箱）盖或盒（箱）底结构中，连接盖板或底板的襟片称为插（箱）盖或盒（箱）底结构中，连接盖板或底板的襟片称为插入片（入片（Tuck）。）。 当侧板与盖板连接时，则该侧板称为后板，其相对的另一当侧板与盖板连接时，则该侧板称为后板，其相对的另一侧板为前板。当纸包装为多层结构时，内部板可称为侧内板侧板为前板。当纸包装为多层结构时，内部板可称为侧内板(前前内板或后内板内板或后内板)、端内板、底内板等。所有的、端内板、底内板等。所有的LH板与板与BH板统称板
15、统称为体板。为体板。v襟片按其功能可称为防尘襟片、粘合襟片或锁合襟片。襟片按其功能可称为防尘襟片、粘合襟片或锁合襟片。或者按其连接板的名称叫做侧板襟片、侧内板襟片、或者按其连接板的名称叫做侧板襟片、侧内板襟片、端板襟片或端内板襟片。端板襟片或端内板襟片。 v 在盘式结构中，同时连接端板与侧板的襟片称为蹼角在盘式结构中，同时连接端板与侧板的襟片称为蹼角（Web Corner） 图图2-15 管式纸包装结构名称管式纸包装结构名称 1-板板1 2-板板2 3-板板3 4-板板4 5-盖插片盖插片1 6-盖板盖板1 7-盖片盖片2 8-盖片盖片4 9-底片底片4 10-底板底板3 11-底插片底插片3
16、 12-底片底片2 13-接头接头 14-底板底板1 15-盖板盖板3图样尺寸标注示例图样尺寸标注示例第三节第三节 纸包装结构设计基本原理纸包装结构设计基本原理 一、结构要素一、结构要素 不论何种材料的包装容器，其结构体都可认为是点、不论何种材料的包装容器，其结构体都可认为是点、线、面、体的组合，但是，对于折叠纸盒、粘贴纸盒与瓦线、面、体的组合，但是，对于折叠纸盒、粘贴纸盒与瓦楞纸箱这类纸包装，由于原料楞纸箱这类纸包装，由于原料平面纸板的物理特性，平面纸板的物理特性，其点、线、面、体和角等结构要素是由平面纸板成型为立其点、线、面、体和角等结构要素是由平面纸板成型为立体包装的关键。体包装的关键。
17、 图图 纸盒（箱）类包装造型结构体纸盒（箱）类包装造型结构体（a a）旋转成型体）旋转成型体 （b b）对移成型体）对移成型体 （c c）正）正- -反揿成型体反揿成型体 1、点、点 如图所示的纸包装基本造型结构体上，有三类结构点：三面或多面相所示的纸包装基本造型结构体上，有三类结构点：三面或多面相交点、两面相交点和平面点。交点、两面相交点和平面点。 a.旋转点旋转点 b. 重合点重合点 c.正反揿点正反揿点 2、线、线 a.预折线：在纸盒（箱）制造商接头自动接合过程中仅需预折线：在纸盒（箱）制造商接头自动接合过程中仅需折叠折叠130且恢复原位的压痕线，或者说当纸盒呈平板状且恢复原位的压痕线，
18、或者说当纸盒呈平板状接合接头时并不需要对折的压痕线就是预折线。接合接头时并不需要对折的压痕线就是预折线。b.作业线：作业线：作业线是作业压痕线的简称作业线是作业压痕线的简称。为使纸盒（箱）。为使纸盒（箱）在平板状态下制造商接头能准确接合，盒坯需要折叠在平板状态下制造商接头能准确接合，盒坯需要折叠180的压痕线，或者说当纸盒（箱）以平板状准确接合制造商的压痕线，或者说当纸盒（箱）以平板状准确接合制造商接头时需要对折的压痕线是作业线。接头时需要对折的压痕线是作业线。3、面、面 因为平面纸页成型的原因，纸盒（箱）面只能是平面因为平面纸页成型的原因，纸盒（箱）面只能是平面或简单曲面。或简单曲面。a.固
19、定面：固定面：独立板成型的面独立板成型的面，如管式盒盒体侧面与端面、，如管式盒盒体侧面与端面、盘式盒底面等，每个板一般应有盘式盒底面等，每个板一般应有2条及以上压痕线。条及以上压痕线。 b.组合面：组合面：由若干个板或襟片相互配合而成型的面由若干个板或襟片相互配合而成型的面，需要，需要采用锁、粘、插等方法进行固定。这些板或襟片一般只有采用锁、粘、插等方法进行固定。这些板或襟片一般只有1-2条压痕线。条压痕线。4、体、体 从纸包装成型方式上看，其基本造型结构可分为以下三从纸包装成型方式上看，其基本造型结构可分为以下三类：类： a.旋转成型体：通过旋转方法而由平面到立体成型，管式、旋转成型体：通过
20、旋转方法而由平面到立体成型，管式、盘式、管盘式属此类。盘式、管盘式属此类。 b.对移成型体：通过盒坯两部分纸板相对位移一定距离而对移成型体：通过盒坯两部分纸板相对位移一定距离而由平面到立体成型，非管非盘式属此类。由平面到立体成型，非管非盘式属此类。 c.正反揿成型体：通过正反揿方法成型纸包装间壁、正反揿成型体：通过正反揿方法成型纸包装间壁、封底、固定等结构的造型体。封底、固定等结构的造型体。5、角、角 相对于其他材料成型的包装容器，点、线、面等要素所相对于其他材料成型的包装容器，点、线、面等要素所共有的角是旋转成型体类的纸包装成型的关键。共有的角是旋转成型体类的纸包装成型的关键。 A成型角成型
21、角：盖面或底面上以旋转点为顶点的角。：盖面或底面上以旋转点为顶点的角。 A成型外角成型外角：A成型角与圆周角之差为成型角与圆周角之差为A成型外角成型外角 。 即即 = 360 -A成型外角（度）；成型外角（度）； A成型角（度）成型角（度） B成型角成型角：在侧面与端面上以旋转点为顶点的角度为：在侧面与端面上以旋转点为顶点的角度为B成型成型角，角， 用用n表示。表示。旋转性、成型角与旋转角旋转性、成型角与旋转角 旋转性：盒体的连续性旋转成型的特性旋转性：盒体的连续性旋转成型的特性称为管式折叠纸盒的旋转性称为管式折叠纸盒的旋转性 A A成型角成型角成型后成型后，相邻两体板的底边（或顶边）所构成的
22、角，相邻两体板的底边（或顶边）所构成的角度，用度，用a a 表示。表示。B B成型角成型角成型后成型后，底边（或顶边）与旋转轴所形成的角度，底边（或顶边）与旋转轴所形成的角度，用用 r r1 1、r r2 2表示。表示。旋转角旋转角在成型过程中在成型过程中，每两两体板的底边（或顶边）以其，每两两体板的底边（或顶边）以其交点为轴所旋转的角度为旋转角交点为轴所旋转的角度为旋转角。二、成型理论二、成型理论旋转角求解公式旋转角求解公式 就每一个旋转点就每一个旋转点 =3600-(+ ) B成型角之和（度）成型角之和（度）a+ b= 12ab如图：如图： 1 =90， 2 =110，a=60 , b=30， 求旋转角求旋转角的值。的值。ab
