木制品包装容器CADI普通木箱和滑木箱CAD.docx
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木制品包装容器CADI普通木箱和滑木箱CAD
木制品包装容器CAD〔I〕—普通木箱和滑木箱CAD
2,一|b
*壮血鲁1Jf,.）i容器及结构设计;一～
木制品包装容器CAD（I）——普通木箱
和滑木箱CAD
1引言
张华良
（西北轻工业学院
刘乘
成阳712081）
[摘要]提出的木制品包装容器CAD
（1）——普通木箱及柑木箱CAD,能
使传统的木箱设计实验程序化,自动化,软件采用菜单模快〞.形式,层次清楚,中
文提示,操作简单方便.可根据产品的特性及要求设计出既节省材料叉满足运输条
件的木箱包装.
关键词堕堕—CA—D
随着包装工业的开展,各种材料及各式各
样的包装容器也得到广泛应用,如:
纸盒,瓦楞
纸箱,木箱,塑料容器,金属容器,袋等.木箱是
一
种传统的包装容器及运输器具,随着森林资
源的日益贫乏,对于一些小型产品都用瓦楞纸
箱来代替木箱包装,但是对于大型的机电设备
及工农业产品主要是木箱包装,它在运输包装
容器中还占相当大的比例.
cAD技术是一门现代科学,应用日益广
泛,它可以提高设计质量,缩短设计周期,简化
设计过程,特别在机械领域应用已很成熟,但木
制品包装领域目前在我国还是空白,一些兴旺
国家如日本,美国等都开发有相应的软件.
术箱CAD系统主要包括三局部:
普通木
箱,滑木箱和框架木箱.在此只研究普通木箱和
滑木箱（框架木箱在另一篇文章中研究）.本软
件用c语言编程开发,采取〞菜单横快〞形式,
中文提示,层次清楚,操作简单方便.根据产品
的特性,可以设计出既节省材料又满足运输条
件的术箱（包括结构形式,各构件尺寸,钉合方
禾藉.装瘩嚣
法及相应展示图等）.
2木箱设计根底
普通木箱和滑木箱主要用于包装重量小于
15t产品,箱子的外尺寸一般为长600cm宽
150cnl高150cm以下,箱子的外尺寸长宽高
三边之和小于700cm.在产品木箱包装设计过
程中都要包含以下几个问题.
（1）木箱的种类及类型;
（2）造型及结构设计;
（3）强度计算及尺寸选取;
（4）钉钉及紧固方法;
（5）材积计算;
（6）有关展示图.
2.1木箱的分类
木箱从载重量大小可分为:
普通木箱,滑木
收稿甘朝l1994-07?
18
五
张华良等木制品包装容器CAD（【）——普通术箱和滑木箱CAD273
箱,框架木箱,硬质纤维板箱及菱镁砼箱等;从
有无防潮功能可分为:
封闭箱和花格箱两种.普
通术箱和滑术箱目前国内还没有统一标准,因
此本设计根据功能及内装物重量,并参照国外
标准,对术箱进行分类为A,B,c三种,其中A
型为封闭箱,B型为花格箱,c型为胶合板封闭
箱.
2.2木箱的造型及结构设计
2.2.1普通术箱结构设计
普通术箱由侧面,端面,底及盖组成,根据
端板及端档的结构.普通木箱又有以下形式:
1型:
无档木箱2型:
立档木箱
3型:
横档木箱4型:
内档木箱
5型:
框档木箱.
2.2.2滑术箱的结构设计
滑木箱由底座,侧面,端面及顶盖构成,先
将侧面和端面装在底座上,然后将顶盖装在侧
面和端面上而成.
（1）底座:
底座是滑木箱的底面,起安装
侧面和端面及支承内装物作用,它包括滑木,辅
助滑术,端木,底板及枕木.
（2）侧面:
A,B型的侧面结构是由侧档,
斜档,辅助立柱,梁承和侧板构成.
（3）端面:
A,B型端面的结构由端档
（立,横,中,斜）水平加强材和端板构成.
（4）顶盖:
顶盖起承受顶盖载荷的作用,
包括横梁,顶板（以及防雨材料）
2.3强度计算及尺寸确定
2.3.1普通术箱构件尺寸确实定
（1）A型箱构件尺寸的计算方法
a.板的厚度侧面,盖,底的板厚把它视
作一个简支梁,将支点之间的距离（箱的内长或
围档的内间隔作为梁的长,而实际承受载荷的
板的宽度的总和作为梁的宽,内装物的载荷以
弯曲载荷作用于其上,当内装物是均布载荷时:
集中载荷时
/3L
一
4
/3L
一
√万
（1）
（2）
式中——木材的许用抗弯强度（Pa）
Ⅳ——内装物的载荷（N）;
L——箱的内长（m）;
b——底板宽度的总和（m）;
z——板厚（m）.
b.加强箱档的尺寸内装物的重量即
使在限制以内,但箱长一加大.作用于箱板的弯
矩也大,假设采用相同的板厚,就必须用许用抗弯
强度较大的材料,为弥补这一点,拟采用加强箱
档以减小作用于箱板的弯矩.加强箱档的尺寸
等于或大于端档的尺寸.
c.端档的尺寸因为侧面,盖和底都要
钉在端档上,为确保有足够的握钉力,端档的宽
必须是其厚的3倍以上.
（2）B型箱构件尺寸确实定
B型箱所需的板厚可按以下两种方法进行
确定:
a.根据木箱花格比率的增大,相应增加板
的厚度.
b.不改变板的厚度根据花格比率的太小
调节无支撑的间隔,以满足强度要求.
（3）板宽
a.A型和B型箱的侧面,盖,底及端面
的每一块板的板宽要在6cm以上.一面由三块
以上的板拼成时,平均板宽要在10.5cm以上,
另外,即使板宽缺乏6cnl,但在4.5cm以上
者,假设用波形钉,双尖钉或牯合剂拼接的可视作
一
块板.拼接要求按标准标准进行.
b,C型箱的胶合板的最小板宽为15cm,
平均板宽在25cm以上.
（4）普通木箱加强
a.加强箱档:
当无支撑间隔超过规定
值时.要使用加强箱档.
b.钢带:
钢带的数量和位置由实际条
件决定,使用时必须用机械勒紧,然后封合.
2.3.2滑木箱的构件尺寸确定
274包装工程PACKAGINGENGINEERINGVo1.15No61994
（1）底座尺寸确定
a.滑木:
是底座基部长度方向上的构
件,与枕木,侧面一起井同承当内装物的载荷,
它的尺寸根据内装物重量,箱的内长及滑木的
系列尺寸标准进行确定.
b.辅助滑木:
是装卸时所必须的构件,
辅助滑木的厚度主要是从便于挂绳索或易于插
入叉车的货叉来考虑.要求其宽度为滑术宽的
80以上.
C.端木:
端木是横向联结滑木的构件,
其上安装端面,其尺寸及联结用螺栓大小可根
据货物重量及箱体大小来确定
d.底板:
底板是横向搭在滑术上安装
的,它的厚度及宽度可根据货物重量,箱子大
小,载荷形式而定
e.枕木:
枕木起支撑内装物的作用,其
截面尺寸由外侧滑木的间隔,内装物的重量及
形状来确定,枕木的弯曲载可通过查表或计算
求得.
（2）侧面
侧面形式要根据侧档的长和箱体的外长来
确定,有以下几种形式:
仅有侧档,IN型,2N
型,2N+l型,4N型,4N+1型,1K型,2K型,
2K+1型,4K型.C型箱侧面的结构没有斜档,
但有侧横档.
a.侧档和辅助立柱:
侧档和辅助立柱构
成一体承受侧端面载荷,因而是受压构件,可由
下式计算
P一A
式中——受压强度（Pa）.
当28≤粤≤46（长柱）时,
{:
300}:
}（L/t）,
当6≤<<28的重量
和术箱的长度而定.
（3）端面
端面在结构上起将底窿,侧面和顶盖组装在一
起的作用,所以端档要比侧挡稍厚,端板的厚
度,宽度及防水方法与侧面相同.水平加强材的
尺寸为12cm×1.8cm以上
（4）顶盖
顶盖由横粱和顶板组成.
a.横梁:
横梁起支承顶盖载荷和承受起
吊绳索所施加的压缩载荷的作用,它的设计主
要按弯曲构件来考虑,一根横梁所承受的顶盖
载荷为
P一3923×1×L:
;
LI一一横梁长度（m）,
一一
横梁中心间隔（m）,
假设是均AD27S
（1）普通木箱的钉钉
由侧面,底及盖向端面钉钉,根据板厚确定
钉子的长度及钉子间的距离
（2）滑木箱的钉钉
除按普通木箱的规定外,在将侧面,端面装
在底座时.将侧面钉在滑术上和将端面钉在端
木上.所用钉子最少数量由钉子规格大小及内
装物重量而定.钉子的间隔为4~8cm.
（3）钉钉时注意一些标准要求
如:
要钉在木板较厚中心局部:
不得突出钉
帽钉尖,钉钉时要呈w型或x型布钉等.
2.5材积计算
经过以上几部后就可确定出木箝的结构类
型及构件的尺寸,以及所选用的木材树种和防
水材料等,那么.可根据各构件的长,宽,高尺寸
确定出各自的用料体积,再将它们相加就得到
所用木料的净体积,将净体积乘以1.2～l_25
即可得到使用材积,在此处可给出各构件的长,
宽,高尺寸以及数量,可按此数据结果进行下料
加工.
3木箱CAD系统结构设计
本文所开发的术制品包装容器CAD系统
是对话式自动设计系统,为了应用方便,把程序
结构设计成菜单模块的形式,由主菜单可进入
各个子菜单.每个子菜单也可以进入主菜单和
其它子菜单,子菜单还可包含子菜单等.
下面分别介绍各级菜单的内容及功能.
3.1一级菜单menu0
在前面将木箱分为普通木箱,滑木箝,框架
木箱等,因此主菜单为:
代号选择项子菜单名称
A普通木箱rilei1u1
B
C
D
ESC
滑木箱rtlenu2
内框架木箱menu3
外框架木箱menu4
结束
3.2二级菜单menul~menu4
由于本文局部役有涉及到框架木箱,所以
menu3,menu4暂不讨论.menul为普通木箱子
菜单.menu2为滑木箱子菜单.其内容为:
代号选择项子菜单名称
A造型及结构设计menu5（普通木箱）
B强度计算及尺寸确定
c有关展示图
D钉钉方法
E材积计算
F返回主菜单
menu6（滑木箱）
menu7（普通木箱）
menu8（滑木葙）
illenll9
menul0
rl~enllll
3.3三级菜单menuS~menu1l
menu5,menu6是普通木箝及滑木箱的造
型及结构设计:
menu7,menu8是普通木箱及滑
木箝的强度计算及尺寸确定,主要包括树种选
取以及各构件尺寸确实定;menul0是钉钉方
法,可确定钉子的规格型号,钉子的数量,钉钉
方式及要求等;menul1是材积计算:
可给出各
构件的的长,宽,高尺寸及数量,所用木材种类,
算出所用木材的体积.
menu9是图形库子菜单,主要包装以下内
容:
（1）A型普通木箱的种类menu901;
（2）B型普通木箱的种类menu902;
（3）C型普通木箱的种类menu903;
（4）加强箝档rftellu904;
（5）叉车货叉的插口menu905;
（6）中部的挂绳索口menu906;
（7）A型和B型滑木箱的侧档和斜档
menu907;
（8）C型滑木箱的侧档和斜档menu908;
276包装工程PACKAGINGENGINEERINGVo1.15No61994
（9）滑术箱端面的形式及结构
menu909;
（10）滑术箱多局部的组装方法
menu910;
（11）载荷等级menu9ll;
（12）菜单目录menu912.
3.4四级菜单,
menugOl~menugl2是有关结构及装配形
式的展示图子菜单.
3.5木箱CAD系统结构图
4结论
图1木箱CAD系统结梅图
（1）本程序设计采用菜单的形式,方便使
用,便于推广
（2）木箱结构CAD的实现可以减少人
工重复的繁琐劳动,提高效率,井可防止人为造
成的一些错误,具有重大社会效益和经济效益.
（3）本设计为术箱设计者提供了计算精
度高,设计时间短,通用性强的术箱CAD程
序,不管是否本专业技术人员.只要根据设计过
程中的汉字提示,由键盘输入相关数据参数,计
算机就能给出令人满意的结果,因此,适用面很
广.
CAD（I）forWoodenPackagingContainer——CADfor
GeneralWoodenBoxandSkidWoodenBox
ZhangHualiangLiucheng
A..dingtoCADtorwoodepackgingc0ntajner—CADfogenera|帅0de
nboxandsk_d,v.0denb.x,
d盼igotdasica1woodenboxcanbeCOntrolbyprogramandbeaut.mated
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nesitfoducdon,pro{otmsimple?
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Keywortls:
WoodenBoxStructureDesignCAD
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