隨著(zhù)各行業(yè)對瓦楞紙箱用量的增多，用戶(hù)對其功能也提出了更高的要求。在紙箱的結構設計方面，特別是在集裝箱裝箱運輸、貨架儲存方面，合理的尺寸、造型和配材不僅能節約成本，提供最優(yōu)的包裝解決方案，而且能保證產(chǎn)品在長(cháng)期的貨運過(guò)程中得到最有效的保護。在這樣的情況下，瓦楞紙箱的結構及尺寸設計也顯得日益重要。

一、瓦楞紙箱的箱型標準

紙箱的尺寸設計先從確定產(chǎn)品性質(zhì)及箱型開(kāi)始。先確定了箱型才能對各個(gè)部分的尺寸進(jìn)行設計和計算。

（一）國際紙箱箱型標準

國際瓦楞紙箱的箱型標準有兩大類(lèi)，一類(lèi)是經(jīng)國際瓦楞紙板協(xié)會(huì )批準，由歐洲瓦楞紙板制造工業(yè)聯(lián)合會(huì )（FEFCO）和瑞士紙板協(xié)會(huì )（ASSCO）聯(lián)合制訂的國際紙箱箱型標準；另一類(lèi)是日本、美國的國家標準。國際紙箱箱型標準中把箱型的文字名稱(chēng)用簡(jiǎn)單的4位～8位數字代號表示，各種箱型在標準中有圖例可查。

統一序號表示同一箱型種類(lèi)中不同的箱型結構，改型是各制造商對標準箱型的修改。不同廠(chǎng)家改型后綴碼所代表的箱型不同，但同廠(chǎng)家應該是唯一專(zhuān)用的。后綴碼方便建立CAD/CAM庫或專(zhuān)用箱圖庫。

如常用的02型紙箱，也稱(chēng)開(kāi)槽型紙箱，使用一頁(yè)紙板成型，連體的上、下?lián)u蓋可以封閉紙箱。一般在紙箱廠(chǎng)通過(guò)釘合、膠黏劑或膠帶紙粘合來(lái)接合接頭，接合邊長(cháng)根據所采用的瓦楞紙板的厚度而定，一般在25 mm～45 mm之間。02型也有插底結構，其特點(diǎn)是防止所裝物品從底部漏出。02型瓦楞紙箱在運輸時(shí)呈平板狀，使用時(shí)裝入內裝物封合搖蓋，應用最廣。

（二）國內紙箱箱型標準

我國參考國際標準制訂了國標GB/T6543-2008《運輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱》，規定了運輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱的基本箱型，其箱型代號如下表所示。

二、瓦楞紙箱的尺寸設計

在確定瓦楞紙箱的結構尺寸前，首先要考慮內裝商品的最大外徑、性質(zhì)和商品本身縮脹的公差系數，以及內裝商品是整體還是組合套裝。同時(shí)，還要考慮為保護內裝商品所加設的各種附件等。這就要求在設計安排和結構布局上要考慮多種因素對瓦楞紙箱結構尺寸的影響。

（一）尺寸規定

紙箱的規格一般用紙箱的內徑尺寸長(cháng)、寬、高表示，并按下列順序和代號給出尺寸，單位mm。

a.長(cháng)度（L）：箱內底面積長(cháng)邊尺寸；

b.寬度（B）：箱內底面積短邊尺寸；

c.高度（H）：箱內頂面到底面尺寸。

瓦楞紙箱的尺寸設計內容包括內徑尺寸、制造尺寸和外徑尺寸的設計。內徑尺寸為瓦楞紙箱成箱后內部空間尺寸；外徑尺寸為瓦楞紙箱成箱后外部輪廓尺寸，可用實(shí)際制造的尺寸加所使用的瓦楞紙板的厚度表示；制造尺寸為瓦楞紙箱在制造過(guò)程中使用的尺寸，可用內徑尺寸加所使用的瓦楞紙板的厚度為制造尺寸。

（二）尺寸的設計計算

1.內外徑及制造尺寸的計算

內徑尺寸的確定因素主要有內裝物最大外徑尺寸、按內裝物形式確定的公差系數、內裝物排列方式、內裝物隔襯與緩沖件的相關(guān)尺寸。內徑尺寸的計算可由下式得到：

Xi=Xmaxnx+d(nx－1) +k’ +T。

式中，Xi為紙箱內徑尺寸；Xmax為單個(gè)內裝物最大外徑尺寸；d為內裝物在紙箱內某一方向的排列數目；k’為紙箱內徑尺寸補償量；T是隔襯或緩沖件總厚度。長(cháng)度單位均為mm。需要滿(mǎn)足Xi >內裝商品的外徑尺寸。修正系數及公差系數可查表得到。

制造尺寸的計算為：

X=Xi +t +k

式中， 為瓦楞紙板制造尺寸， 為紙板厚度， 為修正系數。 值的大小與紙箱的具體尺寸有關(guān)。在實(shí)際使用過(guò)程中，由于內搖蓋的回彈作用，使其有向外翹起的趨勢。為減少由于這種原因而造成的凈空高度增加，高度方向上的值應為2t<k<3t。

外徑尺寸計算為：

X0=X+K

式中，X0為外徑尺寸，K為修正系數。

2.紙箱搖蓋尺寸的計算

瓦楞紙箱外搖蓋的制造尺寸也是需要注意的一個(gè)關(guān)鍵部位。在瓦楞紙箱外搖蓋對接封合的箱型中，如0201、0204、0207等，搖蓋寬度制造尺寸理論值應為箱寬制造尺寸的二分之一。但是，由于內搖蓋的回彈作用，箱蓋合上后并不是水平的，而是略?xún)A斜，外搖蓋必然在對接處產(chǎn)生一定的間隙。因此，外搖蓋的寬度并不是寬度的一半，而是稍長(cháng)，所以在實(shí)際的生產(chǎn)中要加上一個(gè)放大系數。放大系數可以通過(guò)三角函數計算得出。不過(guò)，由于紙箱自身的可塑性，也為了便于計算，多數企業(yè)都根據紙板的厚度計算出一個(gè)固定的放大系數。如下表所示：

紙箱搖蓋的放大系數

紙板厚度 3 mm以下 3 mm~5 mm 5 mm~8 mm 8 mm~12 mm

放大系數 無(wú) 加大1 mm 加大3 mm 加大4 mm

當然，這樣的放大系數只是適合于一般的瓦楞紙箱，如果遇到對搖蓋要求很高的紙箱，可以通過(guò)函數求出紙箱搖蓋的放大系數。另外，上表列出的放大系數不適合于寬度低于20 cm的紙箱。

3.接頭尺寸的設計

瓦楞紙箱通過(guò)粘合、釘合接頭來(lái)成型，接頭尺的尺寸一般根據瓦楞層數及工廠(chǎng)的工藝水平而定。為保持主箱面（LH面）的印刷面不被破壞，接頭一般應與LH面連接。單瓦楞接頭尺寸一般為35 mm～40 mm，雙瓦楞45 mm～50 mm，三瓦楞為50 mm。

4.紙箱落料規格的計算

生產(chǎn)的紙箱還是以0201型瓦楞紙箱為主，如下圖所示。根據上述所講，就可以計算出要將一個(gè)普通的0201型紙箱投于生產(chǎn)所需要耗費多少材料了。

0201 型紙箱結構及展開(kāi)圖

如上圖所示：

紙板的長(cháng)度=2L+2B+紙箱的結舌；

紙板的寬度=H+2倍的紙箱搖蓋。

根據公式，我們計算出紙箱的落料規格。這里計算出了紙箱的凈料規格，在生產(chǎn)時(shí)還會(huì )修邊。為了盡量節省材料，一般修邊尺寸不會(huì )大于1 cm?？拷Y舌的邊不需要修邊。異型箱落料尺寸根據同樣的原理即可算出，只是不同的箱型計算的公式不一樣而已。

三、尺寸的修正問(wèn)題

一般瓦楞紙板需通過(guò)模壓工藝使之能得到良好的彎折。模壓使瓦楞紙板的結構破壞，會(huì )導致里紙收縮、面紙延伸，這種彎折變化使瓦楞紙板的延伸尺寸成了瓦楞紙箱設計的基本尺寸。所以，瓦楞紙箱的內徑尺寸要比瓦楞紙箱展開(kāi)時(shí)的線(xiàn)與壓線(xiàn)間的距離要略短一些。這樣就要把縮小的那部分尺寸加進(jìn)去，這個(gè)加進(jìn)去的尺寸與使用的瓦楞紙板的厚度密切相關(guān)。瓦楞紙箱在實(shí)際生產(chǎn)中還要根據具體使用的設備選擇適當的修正系數和附加尺寸。修正系數值查表可得到。

制作瓦楞紙箱一般都是根據內徑尺寸來(lái)設計的。因為內徑尺寸比較容易確定，它以實(shí)物測量或者以組合套裝、合理的排列方式的外徑尺寸來(lái)實(shí)現并確定。但在實(shí)際操作中，無(wú)論是運費的計算，還是箱面標志中的體積，都要以外徑尺寸為準。因此在瓦楞紙箱設計中，不僅要根據內徑尺寸來(lái)確定制造尺寸，還要根據制造尺寸計算出外徑尺寸。

當然，也可根據托盤(pán)或集裝箱的內徑尺寸來(lái)確定紙箱的外徑尺寸，使紙箱的長(cháng)、寬、高與運輸工具相適應，實(shí)現機械化運輸，提高運輸效率。由于瓦楞紙箱的堆碼方式不同，故應使堆碼物體的垂直投影面積與托盤(pán)尺寸相適合。若能讓紙箱從內向外逐級計算的箱體尺寸與由外向內逐級計算的箱體尺寸基本吻合，則可得到最優(yōu)化的瓦楞紙箱尺寸。當然，最佳設計方案還是應由外向內逐級進(jìn)行。

實(shí)際生產(chǎn)中，客戶(hù)提供給我們的往往只有內裝產(chǎn)品的尺寸或樣式，這就需要我們計算出紙箱的外徑尺寸和制造尺寸。特別是采用集裝箱運輸的產(chǎn)品，對紙箱外徑的計算尤為重要。在對瓦楞紙箱進(jìn)行測量時(shí)，雖然都可以直接用工具測量出其具體的尺寸，然而在測量的過(guò)程中，由于壓痕線(xiàn)的影響，會(huì )導致測量的結果不夠精確。特別是對使用過(guò)的廢舊紙箱尺寸的測量，應嚴格測算，以保證尺寸設計的準確性，保證后期托盤(pán)或集裝箱裝柜順利進(jìn)行，并能很好的保護商品。一個(gè)好的紙箱設計方案可以在運輸上節約大量的成本。

四、設計中的方法原則

包裝結構設計是從包裝和生產(chǎn)實(shí)際條件出發(fā)，依據科學(xué)原理對包裝的外形構造及內部附件進(jìn)行的設計。設計時(shí)必須保證結構有足夠的強度、硬度及抵抗其他環(huán)境的能力。從包裝的目的來(lái)看，必須考慮以下兩個(gè)方面，一是保護產(chǎn)品的首要功能，二是滿(mǎn)足現代包裝的重要特征，如運輸、加工特性等。

合格的紙箱產(chǎn)品，從正確的結構設計開(kāi)始。設計人員不僅要真正的理解客戶(hù)的意圖，還要熟悉后序加工工藝。只有這樣，才能把客戶(hù)的意圖轉化為合格的產(chǎn)品，并能保證后序加工順利進(jìn)行。設計人員在設計開(kāi)始前要了解內裝物的性質(zhì)、形狀、尺寸、重量，內裝物的排列方式、運輸方式、堆碼方式，內裝物的倉儲環(huán)境、運輸路線(xiàn)和時(shí)間以及紙箱箱型和制作材料等信息。

國內的紙箱設計，存在技術(shù)和指導思想方面的一些問(wèn)題，缺乏系統的分析，從而使得所設計出來(lái)的包裝不能夠滿(mǎn)足人機工程學(xué)以及技術(shù)經(jīng)濟合理性等方面的要求。這一點(diǎn)，在紙箱尺寸設計中反映得十分明顯。

我國只是對紙箱的箱型作了明確的規定，而對紙箱的尺寸大小卻無(wú)具體要求，主要由設計者來(lái)定。而設計者在確定紙箱尺寸時(shí)又主要是考慮兩方面的因素：一是能夠包容得下內容物；二是具有足夠的強度。其實(shí)，制約紙箱大小和形狀的因素除去包裝內容物外，還有許多其它的因素，如人機工程學(xué)方面的因素、托盤(pán)的尺寸、貨車(chē)車(chē)廂的尺寸大小、集裝箱空間的尺寸大小、配貨架的尺寸大小等。這些因素間既相互獨立，又相互制約影響；既要考慮包裝功能，也要考慮方便性。所以設計時(shí)只有系統地、綜合地把握住所有的制約因素，才能夠真正合理地確定紙箱的尺寸大小。

綜上所述，紙箱的尺寸設計是瓦楞紙箱結構設計中很重要的一項工作。一個(gè)合格的紙箱產(chǎn)品要具有保護性和良好的造型。特別是集銷(xiāo)售包裝和運輸包裝功能于一身的紙箱，合理的尺寸將是紙箱設計的關(guān)鍵。因為尺寸的變化將直接影響到紙箱的各種性能的變化?？傊?，在瓦楞紙箱的結構設計中，要根據使用的制造設備、不同的生產(chǎn)工藝、不同楞型構成的瓦楞紙以及內裝商品的種類(lèi)和性質(zhì)來(lái)確定。只有掌握了設計瓦楞紙箱的結構、尺寸相關(guān)的內容后，才能制造出保護商品、美化商品的瓦楞紙箱。