瓦楞纸箱结构设计尺寸压痕放缩量的一种算法

吴艳芬

(安徽新闻出版职业技术学院，安徽合肥230601)

WU Yanfen

(Anhui Press and Publishing Vocational and Technical College,Hefei 230601)



瓦楞纸箱结构设计尺寸压痕放缩量的一种算法

吴艳芬

(安徽新闻出版职业技术学院，安徽合肥230601)

从瓦楞纸板压痕点向纸板内发生转移的原理出发，以不同楞型、不同厚度瓦楞纸包装为样品，分别对压痕点距纸板内边转移量的影响因素及FEFCO 0201纸箱结构设计尺寸压痕放缩量的计算方法进行研究，得出外尺寸、制造尺寸的计算公式，压痕外转移量的计算公式，FEFCO 0201纸箱结构设计尺寸压痕放缩量的算法。

包装结构尺寸；压痕放缩量；瓦楞纸板

WU Yanfen

(Anhui Press and Publishing Vocational and Technical College,Hefei 230601)

0　引言

瓦楞纸箱结构设计中其制造尺寸与内尺寸之间缩放系数的确定已有很多学者进行过研究，例如孙诚等[1]专题研究了瓦楞纸箱制造尺寸的修正系数；陈淑荣等[2]基于标准托盘尺寸，建立了“从外而内，再从内而外”的计算瓦楞纸包装尺寸的方法；鄂玉萍等[3]提出一套仅适用于直角三角形结构尺寸设计的公式和方法。本文是基于从瓦楞纸板压痕点向纸板内发生转移的原理，以不同楞型、不同厚度、不同内容物形状为试样，通过试验分析了压痕点距纸板内边转移量的影响因素，提出FEFCO 0201纸箱结构设计尺寸压痕放缩量的一种算法。

1　试验材料和仪器[4]

材料：E、B、C、A瓦楞纸板(由合肥丹盛包装有限公司提供)，胶带，热熔胶。

仪器：厚度计、游标卡尺、Konsberg盒型切样机、螺旋测微器、定量仪。

软件：ArtiosCAD 12.1。

2　试验与分析

2.1内转移量b与外转移量c

试验采用厚度相同的瓦楞原纸、箱纸板为原材料，制成楞型为E、B、C、A各10张的瓦楞纸板，利用ArtiosCAD 12.1画图，Konsberg盒型切样机切样，制成设计尺寸为400 mm×400 mm×400 mm(长×宽×高)的FEFCO 0200型纸箱，如图1所示。压痕原理如图2所示。压痕点距瓦楞纸板外边转移量称为外转移量c，压痕点距瓦楞纸板内边转移量称为内转移量b。用游标卡尺测该样品的外尺寸，并计算平均值，根据公式外转移量c=1/2(外尺寸-设计尺寸)和内转移量b=瓦楞纸板厚度d-外转移量c，得出表1数据。

图1　FEFCO 0200纸箱俯视图(单位：mm)

楞型楞高d/mm箱纸板总厚度d1/mm瓦楞原纸总厚度d2/mm压楞系数γ设计尺寸/mm外尺寸/mm内转移量b/mm外转移量c/mmE1.50.450.111.30400401.20.90.60B30.760.181.38400402.021.00C40.900.201.50400402.42.81.20A51.120.241.58400403.03.51.50A51.120.111.58400402.63.71.30A51.120.181.58400402.83.61.40A51.120.201.58400402.93.561.43

图2　压痕原理图

图3　楞高对压痕转移量的影响

由表1实验结果，可建立楞高d对压痕转移量的影响关系(图3)，即当瓦楞原纸、箱纸板原材料厚度相等时，外转移量c随楞高d增长而增长。

采用不同厚度的瓦楞原纸、箱纸板制成同一楞高的A型瓦楞纸板，将这些不同原材料制成的A型瓦楞纸板利用ArtiosCAD 12.1画图，Konsberg盒型切样机切样，制成设计尺寸为400 mm×400 mm×400 mm(长×宽×高)的FEFCO 0200型纸箱，用游标卡尺测该样品的内尺寸，并计算平均值。根据公式内转移量b=1/2(设计尺寸-内尺寸)及外转移量c=瓦楞纸板厚度d-内转移量b，建立瓦楞原纸总厚度对外转移量的影响关系(图4)。

图4　瓦楞纸板原材料总厚度对外转移量的影响

由图4可知，楞高同为5 mm的A瓦楞，原材料总厚度越厚，外转移量越大，外转移量与瓦楞原纸总厚度成正比。

由以上试验可知，瓦楞纸板的外转移量随楞高增大而增大，随瓦楞纸板原材料总厚度增大而增大。根据图2瓦楞压痕原理图，可得出瓦楞纸板外转移量的计算公式为

c=d1+γd2

式中：c为瓦楞纸板外转移量，mm；d1为箱纸板总厚度，mm；γ为压楞系数；d2为瓦楞原纸厚度，mm。

2.2以正方体、椭球体、瓶体为内容物的FEFCO 0201纸箱包装尺寸算法

令内尺寸为L×B×H，FEFCO 0201纸箱的结构设计图如图5所示。

图5　FEFCO 0201结构设计图(单位：mm)

根据图1结果，可知L1+=L+2b，L2+=L+2b，B1+=B+2b，B2+=B+b，外摇盖的局部剖析图如图6。

由图6分析可计算得出设计尺寸为

1/2B+=1/2B+b-1/2

图6　外摇盖剖析图

设计尺寸H+分为3种情况：

1)内尺寸L=B，内容物为规则正方体，其纸箱侧视剖析图如图7。

图7　正方体内容物纸箱剖析图

由图7分析可计算得出设计尺寸为

H+=H+2b+2d

2)L远远大于B，内容物为椭球体，其纸箱侧视剖析图如图8。

由图8分析可计算得出设计尺寸为

H+=H+2b

图8　椭球体内容物纸箱剖析图

图9　瓶体内容物纸箱剖析图

3)L略大于B，内容物为顶尖底平的瓶体，其纸箱侧视剖析图如图9。

由图9分析可计算得出设计尺寸为

H+=H+2b+d

3　结论

本文通过试验研究了内、外转移量与瓦楞纸板楞高、瓦楞纸原材料总厚度的关系，得出以下结论：

1)外转移量c=1/2(外尺寸-设计尺寸)，内转移量b=瓦楞纸板厚度d-外转移量c。

2)外转移量的计算公式为c=d1+γd2。

提出了FEFCO0201纸箱结构设计尺寸压痕放缩量的一种算法，如表2所示。

表2FEFCO0201纸箱结构设计尺寸压痕放缩量算法

设计尺寸计 算 公 式正方体内容物椭球体内容物瓶体内容物L1+L+2bL+2bL+2bL2+L+2bL+2bL+2bB1+B+2bB+2bB+2bB2+B+bB+bB+b1/2B+1/2B+b-1/21/2B+b-1/21/2B+b-1/2H+H+2b+2dH+2bH+2b+d

[1]孙诚,金国斌,王涛,等.包装结构设计[M].北京：中国轻工业出版社，2010: 140-146.

[2]陈淑荣,曹国荣,郑宜.基于托盘标准尺寸的瓦楞纸箱尺寸设计方法研究[J].中国印刷与包装研究,2014(1):56-59.

[3]鄂玉萍,吕绍荣,王志伟.三角形瓦楞纸制品的结构尺寸设计[J].江南大学学报(自然科学版),2009(1):72-75.

[4]陈沈慧.兼具运输和展示功能的纸包装结构设计及应用实例[D].无锡：江南大学,2008.

责任编辑：唐海燕

An Algorithm on the Indentation Scale for Corrugated Carton Structural Design

Factors of transfer amount from indentation point to inside edge was analyzed according to the principle that the corrugated cardboard indentation point would transfer into the cardboard.Method of calculating indentation scale for the structural design of corrugated carton FEFCO 0201 was studied by taking corrugated packaging of different shapes and thickness as samples.The research came up with calculation formulae for exterior dimensions,manufacturing dimensions,indentation transfer amount,and indentation scale for the structural design of corrugated carton FEFCO 0201.

packaging structure dimension;indentation scale;corrugated board

10.3969/j.issn.1671-0436.2016.04.010

2016- 01-11

安徽省教育厅高等学校自然科学研究项目(KJ2015A426)；安徽省教育厅高等教育振兴计划项目(2014zdjy179)

吴艳芬(1977—)，女，副教授。

TB484.1

A

1671- 0436(2016)04- 0043- 04