白酒包装盒的锁扣结构设计简析

刁厚昌 郭伟东 王传龙

摘要：随着白酒行業的不断发展，白酒包装在行业中的作用越发重要，锁扣作为酒类包装中的一个小零件，却通常发挥着重要作用，白酒包装盒能否实现对商品的有效保护都与锁扣的功能息息相关。本文通过对锁扣发展历程的探究，剖析了白酒包装锁扣设计的注意事项及相应的结构设计参数控制点，由点及面不断提升白酒包装的附加值及市场竞争力。

关键词：白酒包装;锁扣设计;结构设计

中图分类号：TS261文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2021）02-0157-02

随着社会的发展及市场经济的需要，包装不再单纯是为了保护和储藏产品的工具，它逐渐演变成一种符号，成为产品信息传达与品牌文化推广的重要载体[1]。对于一套完整的白酒包装来说，锁扣仅是包装盒配件中很小的一部分，但它却在整个包装结构中承担着重要作用。近年来，随着白酒行业的复苏，塑胶包装生产厂家不断增多[2]，锁扣的使用越来越频繁。然而随着锁扣生产厂家的不断增多，很多厂家一味进行产品模仿，鲜有自主创新，经常会出现锁扣开启困难，或在酒包装运输中因锁扣掉落，进而包装防护失效，出现酒瓶破坏等情况。因此，对锁扣结构合理性的研究也就显得非常重要。

1 白酒包装盒的锁扣结构概述

白酒包装盒的锁扣，行业内也称为卡扣，具有插销的功能，同时兼顾了扣合功能，是酒包装盒常用的连接固定件之一，锁扣主要用于连接固定两个可分离的部件，如盒体和底座、盒体和上盖等部件。锁扣的关键作用在于“锁”和“扣”，指通过简易装配（装配强度要求较低），如通过“卡”或“扣”等动作，达到“锁紧、固定”包装盒各配件的作用，通常锁扣的表面有企业相应的标志，其装配形式如图1所示。

2 白酒包装盒的锁扣设计需注意的问题

固定和拔脱对于白酒包装来说，似乎是两个矛盾的问题，既要求设计结构合理，便于开启，符合人机工程原理，增加消费体验，同时，又要求包装结构稳定，满足运输条件要求[3]，如何解决这个矛盾的问题就成为我们设计白酒包装锁扣成败的关键。锁扣设计需要考虑以下几方面问题：

2.1需注意包装的材质

若包装材质为纸张，在储存运输过程中受热胀冷缩的影响较大且纸张模切锁扣孔的误差也相对较大，因此在进行锁扣设计时需适当加大锁扣与包装的配合过盈量，而对于白酒塑胶包装，受热胀冷缩的变形影响相对较小且锁扣孔相对标准，则可按正常理论值进行锁扣的结构设计。

2.2 需注意平衡锁扣固定与拉拔的关系

通常锁扣连接固定酒包装盒，是指锁扣穿过包装两个不同的部件，然后把可拆卸的部分固定为一体，而锁扣的拔脱是指锁扣脱离包装盒的整个过程。为避免包装在正常运输中锁扣脱离，通常设计者一味加大锁扣与包装的配合过盈量，导致消费者开启费力甚至无法开启包装，影响消费体验[4]，而如何平衡锁扣固定与拉拔的关系，需通过力学分析和实际测试不断优化改进。

2.3 需注意材质和工艺的选择

为了节约成本和便于后序工艺处理，锁扣通常采用ABS材料成型，需要注意的是锁扣受真空镀的影响较大，通常真空镀后的锁扣回弹力比镀前明显减弱，在包装运输过程中可能会发生锁扣脱离包装的情况。因此，在锁扣设计中可根据实际需要选择锁扣真空镀的部位，选择韧性更好的PC材料替代。

2.4 需注意安全性设计

在锁扣设计时应尽量将与手接触的部分设计为圆角或弧面，避免尖锐或不规则形状，同时在产品生产中还需注意毛边、毛刺等缺陷，尽可能减少因锁扣设计或生产等缺陷导致的开启包装时划伤手指等情况的发生[5]。

3 白酒包装盒的不同类型锁扣结构设计分析

3.1 四爪式锁扣结构设计

四爪式锁扣是指锁扣的插销部分由四个相同的爪式弹性件结构构成，因其结构可靠、产品适应性广且生产成本较低而在白酒包装盒上被广泛使用，通常四爪式锁扣采用ABS或PC材料热塑成型，包装开启时拉拔锁扣，爪式弹性件收缩后锁扣脱离盒体完成开启动作，如图2所示。

参数设计要点：h1> 3mm;h2> h3;φ1=7.9～8.2mm;φ3>φ1>φ2;d1>φ3-φ1>0.5mm;

h1为锁扣与盒体、底座的配合段，也是锁扣主要承受包装跌落冲击力的部分，h2为锁扣与包装盒的过盈配合段，h2尺寸越大，锁扣受外力脱离包装的风险越小;h3为锁扣与包装配合的导向段，其取值可根据实际情况设计。

酒包装行业为了便于锁扣的标准化、系列化、模块化，通常对锁扣φ1取值7.9～8.2mm，而包装盒上的锁扣孔取值8.3mm，即锁扣装配好后，锁扣与包装的锁扣孔之间最大有0.4mm的间隙;φ2取值小于φ1，便于锁扣装配时更好地起到导向作用;φ3则根据包装配合的实际需求来设计。需要特别注意的是，φ3-φ1的值必须小于d1，否则会因锁扣变形量较小导致无法与包装锁扣孔配合的情况。

3.2 两爪式锁扣结构设计

两爪式锁扣是在四爪式锁扣模具加工相对复杂，生产周期相对较长以及产品精度要求较高等背景下衍生而来。通常两爪式锁扣采用强制脱模方式，简化了模具结构，提高了生产效率和生产质量，同时又兼顾了锁扣的扣合固定功能。目前常见的两爪式锁扣有两种材质：一种是ABS材质，另一种是PP材质。其中PP材质的锁扣集成了拉环功能，即通过锁扣自带的拉环可拔脱锁扣;而ABS材质的锁扣则需通过额外的拉环配件来实现拉拔功能，如图3所示。

两爪式锁扣设计注意事项：两爪式锁扣参数设置与四爪式锁扣基本相同，但因弹性结构只有两爪，受外力作用下更易变形。因此增大了两爪弹性结构的宽度，同时加强了hp段与包装的过盈配合强度。

两爪式锁扣因弹性结构的变化，对于纸张类受潮易变形的包装盒适应性相对减弱。因此在酒包装锁扣选择时，需根据具体情况选择使用。

3.3 凸点式锁扣结构设计

凸点式锁扣是两爪式锁扣的进一步衍生产品，自开发以来，以质优价廉和更优的开启体验受到客户的广泛好评。其设计原理主要是对锁扣的基本功能进行分割，即把锁扣的“锁”与“扣”功能分开，进而减小锁扣与包装盒的过盈面，提升开启体验感，如图4所示。

凸点式锁扣设计注意事项：凸点式锁扣是在插销的末端独立出一个区域来设置弹力结构凸起，同时为了保证弹片的变形量，通常弹片有效变形力臂d1> 2mm，且锁扣整体壁厚设置较薄，既可减少产品克重，同时在保证弹片变形量的情况下简化模具结构。

此类锁扣没有严格意义上的导向段，因锁扣整体壁厚较薄，φ2通常是φ1正常拔模角后的尺寸，仅作倒角处理，同时因锁扣弹性结构段较少，通常增大φ1尺寸来减少锁扣与包装锁扣孔之间的间隙。在包装开启时，也因凸起式锁扣与包装盒的过盈配合段较少，包装开启较顺畅，体验感较佳。

3.4 防伪锁扣结构设计

防伪锁扣是锁扣的另一种形态，是指把包装盒的防伪结构与常规锁扣相结合，通过常规的拉拔锁扣动作，在锁扣脱离包装盒的同时，实现包装盒部件的物理破坏。防伪锁扣装配时需要区分方向，通常把包装盒的锁扣孔设置为条形孔，而锁扣的弹力片采用条形的弹力结构。以常规拉拔锁扣开启包装的动作为例，防伪锁扣大概有以下两种形式：

3.4.1 卡环+卡扣防伪锁扣结构

卡环+卡扣防伪锁扣的灵感来源于膨胀螺丝，即卡扣在外力作用下压入卡环，卡环的弹力结构受卡扣的膨胀作用与包装紧密配合，此时卡扣与卡环形成一个完整的防伪锁扣，通常卡扣与卡环扣合后结构不可逆，如图5所示。

参数设计要点：d1≤d3;d4= d1+ 0.8mm;h3= h2+ 0.3 mm;此类防伪锁扣是由两个部件共同组成的防伪锁扣，需由两次装配动作完成防伪卡扣，装配稍显繁琐。

3.4.2 一体式防伪锁扣

—体式防伪锁扣是卡环+卡扣防伪锁扣的升级版，其原理主要采用功能分割的方式，把防伪结构部件与锁扣承受包装跌落冲击力的插销部件位置分割，不仅减弱了防伪锁扣的装配强度，同时还因插銷部件的支撑减弱了防伪结构强度，提升了包装开启的用户体验。实测拉拔开启力由以前的100N以上减弱到40N左右，如图6所示。

4 结语

本文通过对锁扣的发展历程及相应的结构设计探究，剖析了锁扣结构设计时需要注意的关键控制点，为后续锁扣的创新设计提供了思路和借鉴。同时锁扣作为包装配件中的一个零件，未来或会承担越来越多的功能，甚至改变现有形态和作用。在未来的锁扣设计中，我们还需进一步探索锁扣的未来发展趋势，从而促进酒包装行业的持续发展。

参考文献

[1]孙鲁宁，中国现代白酒包装特性的研究[J].艺术教育，2012 （06）：148-149

[2]刁厚昌，白酒塑胶包装防伪结构设计浅析[J].工业设计，2019 （11）：159-160.

[3]崔华春.酒包装设计发展趋势研究[D].江南大学，2004

[4]柯胜海，论包装开启方式人性化设计的影响因素[J].中国包装工业，2009 （08）：34-36.

[5]吴培熙.塑料制品生产工艺手册[M].北京：化学工业出版社，2004.