刁厚昌 郭偉東 王傳龍

摘要：隨著白酒行業(yè)的不斷發(fā)展，白酒包裝在行業(yè)中的作用越發(fā)重要，鎖扣作為酒類包裝中的一個(gè)小零件，卻通常發(fā)揮著重要作用，白酒包裝盒能否實(shí)現(xiàn)對(duì)商品的有效保護(hù)都與鎖扣的功能息息相關(guān)。本文通過對(duì)鎖扣發(fā)展歷程的探究，剖析了白酒包裝鎖扣設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)控制點(diǎn)，由點(diǎn)及面不斷提升白酒包裝的附加值及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：白酒包裝;鎖扣設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TS261文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）02-0157-02

隨著社會(huì)的發(fā)展及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要，包裝不再單純是為了保護(hù)和儲(chǔ)藏產(chǎn)品的工具，它逐漸演變成一種符號(hào)，成為產(chǎn)品信息傳達(dá)與品牌文化推廣的重要載體[1]。對(duì)于一套完整的白酒包裝來說，鎖扣僅是包裝盒配件中很小的一部分，但它卻在整個(gè)包裝結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著重要作用。近年來，隨著白酒行業(yè)的復(fù)蘇，塑膠包裝生產(chǎn)廠家不斷增多[2]，鎖扣的使用越來越頻繁。然而隨著鎖扣生產(chǎn)廠家的不斷增多，很多廠家一味進(jìn)行產(chǎn)品模仿，鮮有自主創(chuàng)新，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鎖扣開啟困難，或在酒包裝運(yùn)輸中因鎖扣掉落，進(jìn)而包裝防護(hù)失效，出現(xiàn)酒瓶破壞等情況。因此，對(duì)鎖扣結(jié)構(gòu)合理性的研究也就顯得非常重要。

1 白酒包裝盒的鎖扣結(jié)構(gòu)概述

白酒包裝盒的鎖扣，行業(yè)內(nèi)也稱為卡扣，具有插銷的功能，同時(shí)兼顧了扣合功能，是酒包裝盒常用的連接固定件之一，鎖扣主要用于連接固定兩個(gè)可分離的部件，如盒體和底座、盒體和上蓋等部件。鎖扣的關(guān)鍵作用在于“鎖”和“扣”，指通過簡(jiǎn)易裝配（裝配強(qiáng)度要求較低），如通過“卡”或“扣”等動(dòng)作，達(dá)到“鎖緊、固定”包裝盒各配件的作用，通常鎖扣的表面有企業(yè)相應(yīng)的標(biāo)志，其裝配形式如圖1所示。

2 白酒包裝盒的鎖扣設(shè)計(jì)需注意的問題

固定和拔脫對(duì)于白酒包裝來說，似乎是兩個(gè)矛盾的問題，既要求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，便于開啟，符合人機(jī)工程原理，增加消費(fèi)體驗(yàn)，同時(shí)，又要求包裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，滿足運(yùn)輸條件要求[3]，如何解決這個(gè)矛盾的問題就成為我們?cè)O(shè)計(jì)白酒包裝鎖扣成敗的關(guān)鍵。鎖扣設(shè)計(jì)需要考慮以下幾方面問題：

2.1需注意包裝的材質(zhì)

若包裝材質(zhì)為紙張，在儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中受熱脹冷縮的影響較大且紙張模切鎖扣孔的誤差也相對(duì)較大，因此在進(jìn)行鎖扣設(shè)計(jì)時(shí)需適當(dāng)加大鎖扣與包裝的配合過盈量，而對(duì)于白酒塑膠包裝，受熱脹冷縮的變形影響相對(duì)較小且鎖扣孔相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，則可按正常理論值進(jìn)行鎖扣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.2 需注意平衡鎖扣固定與拉拔的關(guān)系

通常鎖扣連接固定酒包裝盒，是指鎖扣穿過包裝兩個(gè)不同的部件，然后把可拆卸的部分固定為一體，而鎖扣的拔脫是指鎖扣脫離包裝盒的整個(gè)過程。為避免包裝在正常運(yùn)輸中鎖扣脫離，通常設(shè)計(jì)者一味加大鎖扣與包裝的配合過盈量，導(dǎo)致消費(fèi)者開啟費(fèi)力甚至無法開啟包裝，影響消費(fèi)體驗(yàn)[4]，而如何平衡鎖扣固定與拉拔的關(guān)系，需通過力學(xué)分析和實(shí)際測(cè)試不斷優(yōu)化改進(jìn)。

2.3 需注意材質(zhì)和工藝的選擇

為了節(jié)約成本和便于后序工藝處理，鎖扣通常采用ABS材料成型，需要注意的是鎖扣受真空鍍的影響較大，通常真空鍍后的鎖扣回彈力比鍍前明顯減弱，在包裝運(yùn)輸過程中可能會(huì)發(fā)生鎖扣脫離包裝的情況。因此，在鎖扣設(shè)計(jì)中可根據(jù)實(shí)際需要選擇鎖扣真空鍍的部位，選擇韌性更好的PC材料替代。

2.4 需注意安全性設(shè)計(jì)

在鎖扣設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量將與手接觸的部分設(shè)計(jì)為圓角或弧面，避免尖銳或不規(guī)則形狀，同時(shí)在產(chǎn)品生產(chǎn)中還需注意毛邊、毛刺等缺陷，盡可能減少因鎖扣設(shè)計(jì)或生產(chǎn)等缺陷導(dǎo)致的開啟包裝時(shí)劃傷手指等情況的發(fā)生[5]。

3 白酒包裝盒的不同類型鎖扣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

3.1 四爪式鎖扣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

四爪式鎖扣是指鎖扣的插銷部分由四個(gè)相同的爪式彈性件結(jié)構(gòu)構(gòu)成，因其結(jié)構(gòu)可靠、產(chǎn)品適應(yīng)性廣且生產(chǎn)成本較低而在白酒包裝盒上被廣泛使用，通常四爪式鎖扣采用ABS或PC材料熱塑成型，包裝開啟時(shí)拉拔鎖扣，爪式彈性件收縮后鎖扣脫離盒體完成開啟動(dòng)作，如圖2所示。

參數(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：h1> 3mm;h2> h3;φ1=7.9～8.2mm;φ3>φ1>φ2;d1>φ3-φ1>0.5mm;

h1為鎖扣與盒體、底座的配合段，也是鎖扣主要承受包裝跌落沖擊力的部分，h2為鎖扣與包裝盒的過盈配合段，h2尺寸越大，鎖扣受外力脫離包裝的風(fēng)險(xiǎn)越小;h3為鎖扣與包裝配合的導(dǎo)向段，其取值可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。

酒包裝行業(yè)為了便于鎖扣的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，通常對(duì)鎖扣φ1取值7.9～8.2mm，而包裝盒上的鎖扣孔取值8.3mm，即鎖扣裝配好后，鎖扣與包裝的鎖扣孔之間最大有0.4mm的間隙;φ2取值小于φ1，便于鎖扣裝配時(shí)更好地起到導(dǎo)向作用;φ3則根據(jù)包裝配合的實(shí)際需求來設(shè)計(jì)。需要特別注意的是，φ3-φ1的值必須小于d1，否則會(huì)因鎖扣變形量較小導(dǎo)致無法與包裝鎖扣孔配合的情況。

3.2 兩爪式鎖扣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

兩爪式鎖扣是在四爪式鎖扣模具加工相對(duì)復(fù)雜，生產(chǎn)周期相對(duì)較長(zhǎng)以及產(chǎn)品精度要求較高等背景下衍生而來。通常兩爪式鎖扣采用強(qiáng)制脫模方式，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)又兼顧了鎖扣的扣合固定功能。目前常見的兩爪式鎖扣有兩種材質(zhì)：一種是ABS材質(zhì)，另一種是PP材質(zhì)。其中PP材質(zhì)的鎖扣集成了拉環(huán)功能，即通過鎖扣自帶的拉環(huán)可拔脫鎖扣;而ABS材質(zhì)的鎖扣則需通過額外的拉環(huán)配件來實(shí)現(xiàn)拉拔功能，如圖3所示。

兩爪式鎖扣設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：兩爪式鎖扣參數(shù)設(shè)置與四爪式鎖扣基本相同，但因彈性結(jié)構(gòu)只有兩爪，受外力作用下更易變形。因此增大了兩爪彈性結(jié)構(gòu)的寬度，同時(shí)加強(qiáng)了hp段與包裝的過盈配合強(qiáng)度。

兩爪式鎖扣因彈性結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)于紙張類受潮易變形的包裝盒適應(yīng)性相對(duì)減弱。因此在酒包裝鎖扣選擇時(shí)，需根據(jù)具體情況選擇使用。

3.3 凸點(diǎn)式鎖扣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

凸點(diǎn)式鎖扣是兩爪式鎖扣的進(jìn)一步衍生產(chǎn)品，自開發(fā)以來，以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉和更優(yōu)的開啟體驗(yàn)受到客戶的廣泛好評(píng)。其設(shè)計(jì)原理主要是對(duì)鎖扣的基本功能進(jìn)行分割，即把鎖扣的“鎖”與“扣”功能分開，進(jìn)而減小鎖扣與包裝盒的過盈面，提升開啟體驗(yàn)感，如圖4所示。

凸點(diǎn)式鎖扣設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：凸點(diǎn)式鎖扣是在插銷的末端獨(dú)立出一個(gè)區(qū)域來設(shè)置彈力結(jié)構(gòu)凸起，同時(shí)為了保證彈片的變形量，通常彈片有效變形力臂d1> 2mm，且鎖扣整體壁厚設(shè)置較薄，既可減少產(chǎn)品克重，同時(shí)在保證彈片變形量的情況下簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。

此類鎖扣沒有嚴(yán)格意義上的導(dǎo)向段，因鎖扣整體壁厚較薄，φ2通常是φ1正常拔模角后的尺寸，僅作倒角處理，同時(shí)因鎖扣彈性結(jié)構(gòu)段較少，通常增大φ1尺寸來減少鎖扣與包裝鎖扣孔之間的間隙。在包裝開啟時(shí)，也因凸起式鎖扣與包裝盒的過盈配合段較少，包裝開啟較順暢，體驗(yàn)感較佳。

3.4 防偽鎖扣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

防偽鎖扣是鎖扣的另一種形態(tài)，是指把包裝盒的防偽結(jié)構(gòu)與常規(guī)鎖扣相結(jié)合，通過常規(guī)的拉拔鎖扣動(dòng)作，在鎖扣脫離包裝盒的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)包裝盒部件的物理破壞。防偽鎖扣裝配時(shí)需要區(qū)分方向，通常把包裝盒的鎖扣孔設(shè)置為條形孔，而鎖扣的彈力片采用條形的彈力結(jié)構(gòu)。以常規(guī)拉拔鎖扣開啟包裝的動(dòng)作為例，防偽鎖扣大概有以下兩種形式：

3.4.1 卡環(huán)+卡扣防偽鎖扣結(jié)構(gòu)

卡環(huán)+卡扣防偽鎖扣的靈感來源于膨脹螺絲，即卡扣在外力作用下壓入卡環(huán)，卡環(huán)的彈力結(jié)構(gòu)受卡扣的膨脹作用與包裝緊密配合，此時(shí)卡扣與卡環(huán)形成一個(gè)完整的防偽鎖扣，通?？叟c卡環(huán)扣合后結(jié)構(gòu)不可逆，如圖5所示。

參數(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：d1≤d3;d4= d1+ 0.8mm;h3= h2+ 0.3 mm;此類防偽鎖扣是由兩個(gè)部件共同組成的防偽鎖扣，需由兩次裝配動(dòng)作完成防偽卡扣，裝配稍顯繁瑣。

3.4.2 一體式防偽鎖扣

—體式防偽鎖扣是卡環(huán)+卡扣防偽鎖扣的升級(jí)版，其原理主要采用功能分割的方式，把防偽結(jié)構(gòu)部件與鎖扣承受包裝跌落沖擊力的插銷部件位置分割，不僅減弱了防偽鎖扣的裝配強(qiáng)度，同時(shí)還因插銷部件的支撐減弱了防偽結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提升了包裝開啟的用戶體驗(yàn)。實(shí)測(cè)拉拔開啟力由以前的100N以上減弱到40N左右，如圖6所示。

4 結(jié)語

本文通過對(duì)鎖扣的發(fā)展歷程及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究，剖析了鎖扣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的關(guān)鍵控制點(diǎn)，為后續(xù)鎖扣的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了思路和借鑒。同時(shí)鎖扣作為包裝配件中的一個(gè)零件，未來或會(huì)承擔(dān)越來越多的功能，甚至改變現(xiàn)有形態(tài)和作用。在未來的鎖扣設(shè)計(jì)中，我們還需進(jìn)一步探索鎖扣的未來發(fā)展趨勢(shì)，從而促進(jìn)酒包裝行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]孫魯寧，中國(guó)現(xiàn)代白酒包裝特性的研究[J].藝術(shù)教育，2012 （06）：148-149

[2]刁厚昌，白酒塑膠包裝防偽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)淺析[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2019 （11）：159-160.

[3]崔華春.酒包裝設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)研究[D].江南大學(xué)，2004

[4]柯勝海，論包裝開啟方式人性化設(shè)計(jì)的影響因素[J].中國(guó)包裝工業(yè)，2009 （08）：34-36.

[5]吳培熙.塑料制品生產(chǎn)工藝手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.