基于榫头固定的天地盖盒子结构以及加工方法

基于榫头固定的天地盖盒子结构以及加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于榫头固定的天地盖盒子结构，包括底和边；所述边的数量至少为三个，该多个边之间合围后，形成上、下均贯通的空间，再由底固定在空间下侧后，以底和边构成内有向上开口的盒身；所述任意一个边上均设置有榫头槽；所述任意两个相邻的边均通过与榫头槽过盈配合的榫头相互固定连接；所述榫头凸起在边的外侧，并在边上形成抵住盖子的凸起。
【专利说明】基于榫头固定的天地盖盒子结构以及加工方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种盒子的结构，尤其是一种基于榫头固定的天地盖盒子结构以及加 工方法。

【背景技术】
[0002] 天地盖的盒子由于其内部空间大，所以被广泛的使用。
[0003] 但是现有的天地盖的盒子，一般都采用了纸质材质制造，结构工艺简单，而且使用 方面，也仅仅是采用了一种将盖子简单的套在底上的方式，在鞋盒、手机盒等领域运用十分 广泛。这种天地盖产品的生产成本低，相应的，结构简单，使用的时候，盖子一盖到底，盒子 的所有容积就等于底的容积。
[0004] 而相应的，为了增加盒子的容积，出现了一种在外侧壁上再设置一层比外侧壁还 要矮的侧壁做为盖子的托台，通过这个托台的设置，使得盖子盖在底上的时候，被托台卡 住，可以使得盒子在底的基础上，增加大量的盖子的容积。但是这种设置方法可以在纸质的 盒子上被广泛的使用。
[0005] 然而，盒子一般都是内置物品的，作为物品的外保护层，盒子的机构必须具备牢固 的特性，然而纸质的盒子一般受限于材质的特性，无法提供较高的承压性能，且在潮湿的环 境中明显不适用；而金属材质的盒子则由于金属的特性，加工工艺复杂，且生产成本极高， 自身重量又大，除了一些特殊的场合使用外，基本不适合大规模的推广使用；而草木材质的 盒子由于草木材质的基本特性，是最适合大规模推广使用的，但是这种材质的天地盖盒子 由于天地盖的特殊结构，需要使用双层的结构，所以这个成本需要增加很多。
[0006] 相应的，现有技术中，有出现通过榫头卡住盖子的一种天地盖结构，但是这种天地 盖一般都是采用的三角榫头，加工难度较高，需要使用熟练的工人进行操作，在减少了物料 成本的同时，增加了人工的成本，所以，并不适合推广使用。


【发明内容】

[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的基于榫头固定的天地盖盒子结 构以及加工方法。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于榫头固定的天地盖盒子结构，包括 底和边；所述边的数量至少为三个，该多个边之间合围后，形成上、下均贯通的空间，再由底 固定在空间下侧后，以底和边构成内有向上开口的盒身；所述任意一个边上均设置有榫头 槽；所述任意两个相邻的边均通过与榫头槽过盈配合的榫头相互固定连接；所述榫头凸起 在边的外侧，并在边上形成抵住盖子的凸起。
[0009] 作为对本发明所述的基于榫头固定的天地盖盒子结构的改进：所述边分别为四个 正四边形的左、前、右、后边；所述左、前、右、后边的两侧均设置榫头槽；所述左、后、右、前 四边依次排列后合围，所述左、后边的榫头槽，后、右边的榫头槽，右、前边的榫头槽以及前、 左边的榫头槽均分别嵌入榫头，并形成过盈配合。
[0010] 作为对本发明所述的基于榫头固定的天地盖盒子结构的进一步改进：所述边分别 为四个正四边形的左、前、右、后边；所述左、前、右、后边的两侧均为45°斜坡；所述左、前、 右、后边的两侧均设置榫头槽；所述所述左、后、右、前四边依次排列后合围，所述左、前、右 以及后边两侧的45°斜坡分别两个结合后形成90°角；所述左、后边的榫头槽，后、右边的 榫头槽，右、前边的榫头槽以及前、左边的榫头槽均分别嵌入榫头，并形成过盈配合。
[0011] 作为对本发明所述的基于榫头固定的天地盖盒子结构的进一步改进：所述榫头为 平行四边形榫头。
[0012] 作为对本发明所述的基于榫头固定的天地盖盒子结构的进一步改进：所述平行四 边形榫头为矩形；所述左、前、右、后边的厚度为a ;所述矩形的宽边长度为V 2a ;所述矩形 的长边长度为2 V 2a;所述榫头嵌入榫头槽后，以边的外侧面为起点，在l/2a处切割成与 边的外侧面相互平行的边线。
[0013] 一种基于榫头固定的天地盖盒子的制造方法：通过如下的步骤完成：一、底边的 设置：根据使用的尺寸，确定厚度均为a的左、前、右、后四边；所述左、右两边的长、宽均相 等；所述如、后两边的长、宽均相等；根据左、如、右、后四边的尺寸，确定厚度为b的底；相对 于厚度为b的底，在左、前、右、后四边的一侧面分别设置宽为b的底槽；二、榫头的制作：根 据底边的尺寸，确定四块厚度分别为c的平行四边形榫头；三、设置榫头槽：根据平行四边 形榫头的厚度c，分别在左、前、右、后四边的两端上设置宽度为c-2mm的榫头槽；四、底边的 固定：所述左、前、右、后四边依次围绕底合围，所述底分别卡入左、前、右、后四边一侧面的 底槽内；所述四块榫头分别嵌入左、前两边的榫头槽，前、右两边的榫头槽，右、后两边的榫 头槽，后、左两边的榫头槽；并形成过盈配合；五、修边：将榫头在左、前、右、后四边上露出 的角切割，并分别形成与左、前、右、后四边相互平行的形状。
[0014] 作为对本发明所述的基于榫头固定的天地盖盒子的制造方法的改进：所述左、前、 右、后四边的两边均切割成45°斜坡；所述左、前、右、后四边依次围绕底合围后，通过45° 斜坡两两结合后，分别形成90°角。
[0015] 作为对本发明所述的基于榫头固定的天地盖盒子的制造方法的进一步改进：所述 平行四边形榫头嵌入左、前两边的榫头槽时，左、前两边所构成的角抵住平行四边形榫头的 一侧边，在该平行四边形榫头上与该侧边不相连的两个角分别抵住左边的外侧面和前边的 外侧面；所述平行四边形榫头嵌入前、右两边的榫头槽时，前、右两边所构成的角抵住平行 四边形榫头的一侧边，在该平行四边形榫头上与该侧边不相连的两个角分别抵住前边的外 侧面和右边的外侧面；所述平行四边形榫头嵌入右、后两边的榫头槽时，右、后两边所构成 的角抵住平行四边形榫头的一侧边，在该平行四边形榫头上与该侧边不相连的两个角分别 抵住右边的外侧面和后边的外侧面；所述平行四边形榫头嵌入后、左两边的榫头槽时，后、 左两边所构成的角抵住平行四边形榫头的一侧边，在该平行四边形榫头上与该侧边不相连 的两个角分别抵住后边的外侧面和左边的外侧面。
[0016] 作为对本发明所述的基于榫头固定的天地盖盒子的制造方法的进一步改进：所述 平行四边形榫头为矩形榫头；所述矩形榫头的宽边长度为V 2a ;长边长度为2 V 2a ;所述 左、前、右、后四边上榫头槽的切割方法为沿着45°斜坡的斜面垂直切入V 2a的距离；所述 矩形榫头沿着45°斜坡的斜面垂直嵌入任意两个紧贴的榫头槽内V 2a的距离；所述步骤 五中修边的时候，以边的外侧面起l/2a处，切割成边的外侧面相互平行的边。
[0017] 本发明的基于榫头固定的天地盖盒子结构以及加工方法中，采用的是一种平行四 边的榫头；由于这种结构的盒子一般都采用的是竹板加工的，而竹板在压制的过程中，往往 会产生整齐的直线纹路，如果对这种竹板进行切割的时候，如果沿着纹路进行切割往往十 分的方便，而如果不是沿着纹路进行的切割，则会造成切割表面不平整等问题，所以，一般 这种材质均会采用沿着纹路切割的方式进行切割。
[0018] 而在现有中，用到的三角形榫头在嵌入天地盖盒子的时候，往往是以斜边嵌入的 方式，而将两个直角边平行与盒子的外侧壁，但是由于切割材料时，需要沿着直线纹路切 害!]，所以这样切割后的三角形榫头往往会有竹板的直线纹路与边相互平行的问题，而本发 明中，采用的是平行四边形的榫头，在使用的时候，是斜向切入盒子的边内的，往往就会使 得该榫头的纹路与盒子的外侧壁之间交叉（如图4和图5所示），这样的话，由于纹路不平 行于盒子的外侧壁，在使用的强度方面，往往比纹路与盒子的外侧壁相互平行（如图7和图 8)的方式更加的牢固。
[0019] 而本发明的这种榫头加工方式在最后的加工的时候，也有相当大的优势，只需要 采用一般的机械设备对该榫头进行平推即可，在加工的时候，刀口用力的方向与盒身的外 侧壁平行，所以不会对盒身的外侧壁造成损坏，对提高产品的合格率方面有着极大的优势。

【专利附图】

【附图说明】
[0020] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0021] 图1是本发明的带榫头的天地盖盒子剖视后的结构示意图；
[0022] 图2是图1中盒身的俯视结构示意图；
[0023] 图3本发明的加工方法中，挖槽口 30后的结构示意图；
[0024] 图4图3中嵌入榫头3雏形后的结构示意图；
[0025] 图5图4中，将榫头3雏形进行切割后的结构示意图；
[0026] 图6是榫头3和边1 (包括左侧边11和前侧边12、前侧边12和右侧边13、右侧边 13和后侧边14、后侧边14和左侧边11这几种情况）的结构示意图；
[0027] 图7现有技术中的三角榫头嵌入盒身的结构示意图；
[0028] 图8是图7的三角榫头经过切割后的结构示意图；
[0029] 图9现有技术中的完成切割后的结构不意图。

【具体实施方式】
[0030] 实施例1、图1?图9给出了一种基于榫头固定的天地盖盒子结构以及加工方法。
[0031] 基于榫头固定的天地盖盒子结构，包括底4和边1 ;边1包括左、前、右、后边，即左 侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14 ;左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14的厚、 高均相等，左侧边11和右侧边13的边长相等，前侧边12和后侧边14的边长相等。在左侧 边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14的厚均为a ;底4的的厚为b ;底4的左侧、右侧边长 为右侧边13、后侧边14的边长加 l/2a的值，底4的前侧、后侧边长为前侧边12和后侧边 14的边长加 l/2a的值。相对的，在左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14的一个侧面 开底槽41，该底槽深l/2a，宽a。在左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14的两侧均切 割成45°斜坡，该45°斜坡与底槽41在同一个侧面。
[0032] 以上所述的左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14以底4为中心，开有底槽41 的一个侧面正对底4,将底4卡入相应的底槽41内；由于45°斜坡，所以此时，45°斜坡与 其他对应的45°斜坡两两结合后，形成90°角；继而使得左侧边11、前侧边12、右侧边13、 后侧边14以及底4形成矩形体结构的盒子。
[0033] 在左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14上设置有底槽41的相反一侧面开有 榫头槽30 ;该榫头槽30沿着45°斜坡的斜边垂直切入的深度为V 2a ;该榫头槽30的宽度 为c-2mm ;在左侧边11、前侧边12、右侧边13以及后侧边14依次相互合围后，左侧边11、前 侧边12、右侧边13以及后侧边14之中任意两个边之间的两个榫头槽30均嵌入相应的平行 四边形榫头3 ;该榫头3为矩形榫头；榫头3的宽边长度为V 2a，长边长度为2 V 2a ;榫头3 的厚度为c ;通过厚度为c的榫头3嵌入宽度为c-2mm的榫头槽30内，由于有2mm的差值， 所以形成过盈配合；本发明选用的材质为竹板，在2_的差值内，嵌入的榫头3可以形成胀 力，牢牢的将两个侧边（左侧边11和前侧边12、前侧边12和右侧边13、右侧边13和后侧 边14、后侧边14和左侧边11)相互固定。而榫头3嵌入榫头槽30后，由于榫头槽30的深 度为V 2a，所以在边1(左侧边11、前侧边12、右侧边13以及后侧边14)的外侧面形成高为 a的等腰直角三角形面，将该等腰直角三角形面高的l/2a处截成与边1的外侧面相互平行 的边线，形成凸起，可以在使用天地盖盖子2的时候，使用凸起做卡位。
[0034] 在使用的时候，使用与本发明的盒子尺寸相符合的盖子2,在盖在本发明所述的盒 子上时，通过边1外侧面的l/2a凸起卡住盖子2。
[0035] 本发明的基于榫头固定的天地盖盒子的加工方法如下：
[0036] 通过如下的步骤完成：
[0037] 一、底4、边1的设置：
[0038] 根据盒子使用的尺寸，确定底4和边1的尺寸；
[0039] 左侧边11、前侧边12、右侧边13以及后侧边14的厚度均为a ;
[0040] 左侧边11、前侧边12、右侧边13以及后侧边14的高均相等；
[0041] 左侧边11和右侧边13的边长相等，前侧边12和后侧边14的边长相等。
[0042] 底4的的厚为b ;底4的左侧、右侧边长为右侧边13、后侧边14的边长加 l/2a的 值，底4的前侧、后侧边长为前侧边12和后侧边14的边长加 l/2a的值。
[0043] 二、底4、边1的加工：
[0044] 在左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14的一个侧面开底槽41，该底槽深 l/2a,宽 a。
[0045] 将左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14的两侧均切割成45°斜坡，该45° 斜坡与底槽41在同一个侧面。
[0046] 在左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14上设置有底槽41的相反一侧面开榫 头槽30 ;该榫头槽30沿着45°斜坡的斜边垂直切入的深度为V 2a ;该榫头槽30的宽度为 c-2mm〇
[0047] 三、榫头的制作：
[0048] 根据底边的尺寸，确定四块厚度分别为c的平行四边形榫头3 (矩形）；
[0049] 榫头3的宽边长度为V 2a ;长边长度为2 V 2a。
[0050] 四、底4、边1的固定：
[0051] 在左侧边11、前侧边12、右侧边13以及后侧边14的45°斜坡上均涂抹胶水；
[0052] 左侧边11、前侧边12、右侧边13、后侧边14以底4为中心，底槽41的一个侧面正 对底4,并将底4卡入相应的底槽41内；
[0053] 左侧边11、前侧边12、右侧边13以及后侧边14之间的的45°斜坡依次两两配合， 并通过胶水进行临时固定，形成矩形体结构的盒子雏形。
[0054] 五、榫头3固定：
[0055] 左侧边11和前侧边12、前侧边12和右侧边13、右侧边13和后侧边14以及后侧 边14和左侧边11中的榫头槽30两两组合，并分别嵌入相应的榫头3 (左侧边11和前侧边 12、前侧边12和右侧边13、右侧边13和后侧边14以及后侧边14和左侧边11中的八个榫 头槽30两两组合后形成四个槽供四个榫头3分别嵌入）。
[0056] 榫头3嵌入的时候，通过橡胶榔头轻轻敲击，就可以将榫头3沿着榫头槽30卡入， 并形成过盈配合。
[0057] 此时，榫头3嵌入左侧边11和前侧边12的两个榫头槽30时，左侧边11和前侧边 12所构成的直角抵住榫头3的一侧边，在该榫头3上与该侧边不相连的两个角分别抵住左 侧边11的外侧面和前侧边12的外侧面；
[0058] 榫头3嵌入前侧边12和右侧边13的两个榫头槽30时，前侧边12和右侧边13所 构成的直角抵住榫头3的一侧边，在该榫头3上与该侧边不相连的两个角分别抵住前侧边 12的外侧面和右侧边13的外侧面；
[0059] 榫头3嵌入右侧边13和后侧边14的两个榫头槽30时，右侧边13和后侧边14所 构成的直角抵住榫头3的一侧边，在该榫头3上与该侧边不相连的两个角分别抵住右侧边 13的外侧面和后侧边14的外侧面；
[0060] 榫头3嵌入后侧边14和左侧边11的两个榫头槽30时，后侧边14和左侧边11所 构成的直角抵住榫头3的一侧边，在该榫头3上与该侧边不相连的两个角分别抵住后侧边 14的外侧面和左侧边11的外侧面；
[0061] 六、修边：
[0062] 由于榫头槽30的深度为V 2a，所以在边1(左侧边11、前侧边12、右侧边13以及 后侧边14)的外侧面形成高为a的等腰直角三角形面，将该等腰直角三角形面高的l/2a处 截成与边1的外侧面相互平行的边线，形成凸起。
[0063] 对比例：
[0064] 三角形榫头；
[0065] 三角形榫头一般采用直角三角形，并将直角三角形的斜边嵌入盒子，形成盒子的 固定，但是由于三角形的两个锐角边和直角边保留在盒子的盒身外侧面，且由于两个锐角 会与盒子的盒身外侧面形成倒钩角，这样的话十分的危险，而如果将这个倒钩角修去，则需 要巨大的人力资源。
[0066] 针对三角形榫头和本发明的平行四边榫头加工效率进行测试：
[0067] 盒身以及榫头的制作时间均为相同；
[0068] 但是，在榫头卡入盒身后，榫头的切割时间差异相当的明显：
[0069] 平行四边形榫头通过机械设备直推，八次直推所花费的时间为4秒，且确定保留 在盒身外侧作为卡位天地盖的凸起上均为钝角；
[0070] 三角形榫头由于加工精度要求，无法通过机械设备直接直推，只能通过人工采用 木工凿刀进行精确的修边，一个盒子，需要对八个面的凸起进行修正，且不能对盒身的表面 损坏，使用的时间为10分钟，差异相当的明显。
[0071] 本发明中，在对边4、底1等的加工中，对边4、底1等的加工尺寸有较严格的限制， 但是由于本发明仅仅对边4、底1等的相应加工尺寸进行限制，而这种边4、底1的设置仅仅 需要通过机械设备就能简单的加工出来，而且，现在大量的使用了可编程的数控式机械设 备进行加工，基本上能完美的控制边4、底1等的尺寸问题。而本发明的优势就在于减少了 人工的参与，在保证使用的合理性上（安全，在榫头没有锐角，不会在使用的时候通过锐角 撕裂塑料袋或者割破手指等），无需人工对盒子的某些部位进行精修，实现生产时间的大量 节省。
[0072] 最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明 不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直 接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 基于榫头固定的天地盖盒子结构，包括底和边；所述边的数量至少为三个，该多个 边之间合围后，形成上、下均贯通的空间，再由底固定在空间下侧后，以底和边构成内有向 上开口的盒身；其特征是：所述任意一个边上均设置有榫头槽；所述任意两个相邻的边均 通过与榫头槽过盈配合的榫头相互固定连接； 所述榫头凸起在边的外侧，并在边上形成抵住盖子的凸起。
2. 根据权利要求1所述的基于榫头固定的天地盖盒子结构，其特征是：所述边分别为 四个正四边形的左、前、右、后边； 所述左、前、右、后边的两侧均设置榫头槽； 所述左、后、右、前四边依次排列后合围，所述左、后边的榫头槽，后、右边的榫头槽，右、 前边的榫头槽以及前、左边的榫头槽均分别嵌入榫头，并形成过盈配合。
3. 根据权利要求1所述的基于榫头固定的天地盖盒子结构，其特征是：所述边分别为 四个正四边形的左、前、右、后边； 所述左、前、右、后边的两侧均为45°斜坡；所述左、前、右、后边的两侧均设置榫头槽； 所述所述左、后、右、前四边依次排列后合围，所述左、前、右以及后边两侧的45°斜坡 分别两个结合后形成90°角；所述左、后边的榫头槽，后、右边的榫头槽，右、前边的榫头槽 以及前、左边的榫头槽均分别嵌入榫头，并形成过盈配合。
4. 根据权利要求2、3所述的基于榫头固定的天地盖盒子结构，其特征是：所述榫头为 平行四边形榫头。
5. 根据权利要求4所述的基于榫头固定的天地盖盒子结构，其特征是：所述平行四边 形榫头为矩形； 所述左、前、右、后边的厚度为a ; 所述矩形的宽边长度为V 2a ; 所述矩形的长边长度为2 V 2a ; 所述榫头嵌入榫头槽后，以边的外侧面为起点，在l/2a处切割成与边的外侧面相互平 行的边线。
6. -种基于榫头固定的天地盖盒子的制造方法：其特征是：通过如下的步骤完成： 一、 底边的设置： 根据使用的尺寸，确定厚度均为a的左、前、右、后四边； 所述左、右两边的长、宽均相等；所述前、后两边的长、宽均相等； 根据左、前、右、后四边的尺寸，确定厚度为b的底； 相对于厚度为b的底，在左、前、右、后四边的一侧面分别设置宽为b的底槽； 二、 榫头的制作： 根据底边的尺寸，确定四块厚度分别为c的平行四边形榫头； 三、 设置榫头槽： 根据平行四边形榫头的厚度c，分别在左、前、右、后四边的两端上设置宽度为c-2mm的 榫头槽； 四、 底边的固定： 所述左、前、右、后四边依次围绕底合围，所述底分别卡入左、前、右、后四边一侧面的底 槽内； 所述四块榫头分别嵌入左、前两边的榫头槽，前、右两边的榫头槽，右、后两边的榫头 槽，后、左两边的榫头槽；并形成过盈配合； 五、修边： 将榫头在左、前、右、后四边上露出的角切割，并分别形成与左、前、右、后四边相互平行 的形状。
7. 根据权利要求6所述的基于榫头固定的天地盖盒子的制造方法，其特征是：所述左、 前、右、后四边的两边均切割成45°斜坡；所述左、前、右、后四边依次围绕底合围后，通过 45°斜坡两两结合后，分别形成90°角。
8. 根据权利要求7所述的基于榫头固定的天地盖盒子的制造方法，其特征是：所述平 行四边形榫头嵌入左、前两边的榫头槽时，左、前两边所构成的角抵住平行四边形榫头的一 侧边，在该平行四边形榫头上与该侧边不相连的两个角分别抵住左边的外侧面和前边的外 侧面； 所述平行四边形榫头嵌入前、右两边的榫头槽时，前、右两边所构成的角抵住平行四边 形榫头的一侧边，在该平行四边形榫头上与该侧边不相连的两个角分别抵住前边的外侧面 和右边的外侧面； 所述平行四边形榫头嵌入右、后两边的榫头槽时，右、后两边所构成的角抵住平行四边 形榫头的一侧边，在该平行四边形榫头上与该侧边不相连的两个角分别抵住右边的外侧面 和后边的外侧面； 所述平行四边形榫头嵌入后、左两边的榫头槽时，后、左两边所构成的角抵住平行四边 形榫头的一侧边，在该平行四边形榫头上与该侧边不相连的两个角分别抵住后边的外侧面 和左边的外侧面。
9. 根据权利要求8所述的基于榫头固定的天地盖盒子的制造方法，其特征是：所述平 行四边形榫头为矩形榫头； 所述矩形榫头的宽边长度为V 2a ;长边长度为2 V 2a ; 所述左、前、右、后四边上榫头槽的切割方法为沿着45°斜坡的斜面垂直切入V 2a的 距离； 所述矩形榫头沿着45°斜坡的斜面垂直嵌入任意两个紧贴的榫头槽内V 2a的距离； 所述步骤五中修边的时候，以边的外侧面起l/2a处，切割成边的外侧面相互平行的 边。
【文档编号】B27M3/34GK104118615SQ201410325756
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】付成 申请人:杭州朴上寸村文化艺术有限公司