雕刻基础

CNC 雕刻工艺：完整指南

本指南面向需要在金属和塑料零件上获得清晰、可重复标记的工程师和采购人员。内容涵盖刀具、参数、工装夹具以及检验项目，这些决定了 CNC 雕刻工艺能否适用于你的零件。

±0.005 mm 公差Ra 0.2–0.8 μm 表面粗糙度最小字符高度 1.5 mm无最小起订量

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快速解答

雕刻是轻量铣削走刀，不是钻孔30–90° 单刃刀具去除 0.05–0.2 mm 材料形成标记。

深度是主要质量变量0.05–0.15 mm 在多数零件上清晰可读；更深标记会产生毛刺并导致刀具断裂。

刀具跳动决定边缘质量跳动保持在 0.01 mm 以下，否则刀尖在第一次走刀时就会崩刃。

工装夹具保护可见面切入软质垫板，使刀尖退出时不撕裂边缘。

激光雕刻是替代方案适用于平面、喷漆或阳极氧化表面，字符高度可小至 1.5 mm。

基础

雕刻是一种受控的划痕。旋转刀具——通常是 30°、60° 或 90° 夹角的单刃刀具——沿刀路在表面下方几百分之一毫米处走刀。刀尖负责切削，刀柄只传递旋转。

这种几何形状很重要，因为刀尖几乎没有刚性。0.1 mm 刀尖的 60° 刀具在 0.1 mm 深度处留下约 0.12 mm 宽的 V 形槽。同一把刀推到 0.4 mm 深度时，切出的槽宽 0.46 mm，刀尖受力足以在硬质夹杂物上折断。

多数车间在零件完成后才进行雕刻。可见面已达到最终 Ra 0.8–1.6 μm，因此槽边产生的任何毛刺都是缺陷，不改变表面就无法抛光去除。

该工艺适用于平面或缓曲面、零件号、logo、刻度标记和可追溯性代码。深雕装饰、尖锐内角和小于 1.5 mm 字符高度的文字，更适合用激光打标或完全不同的工艺处理。

刀具

60° 单刃硬质合金刀具可覆盖多数作业。在 0.08–0.12 mm 深度下切出清晰可读的槽，并能承受铝和黄铜中 0.05 mm 步距的走刀。客户需要耐轻微磨损的宽浅标记时用 90°。小零件上的精细文字用 30°，但要接受深度超过 0.1 mm 时刀尖会崩刃。

涂层选择取决于材料。无涂层硬质合金适用于铝、黄铜和塑料。TiAlN 适用于不锈钢和工具钢，否则刀尖在走刀几百毫米后就会磨圆。碳纤维和磨蚀性复合材料的长批次加工值得使用金刚石涂层。

刀柄直径应为 3.175 mm 或 6 mm。6 mm 刀柄配热缩或液压刀柄比 3.175 mm 刀具配夹头跳动更小，实际目标为跳动低于 0.01 mm。用千分表在刀柄上测量，不要在刀尖上测。

绝不要为省一次装夹而使用崩尖刀具。槽宽会变化，深度读数会漂移，后半段加工与前半段不匹配。当实测槽宽偏离名义值超过 0.02 mm 时，更换刀具。

参数

刀具小，所以主轴转速高。铝件上 12,000–18,000 rpm 属正常。不锈钢降到 8,000–12,000 rpm，刀具寿命会更短。POM 和 PMMA 等塑料用 10,000–14,000 rpm 配锋利无涂层刀具可获得干净边缘；转速过高会把切屑熔化回槽内。

每齿进给很小。单刃刀具的实用范围为每齿 0.01–0.03 mm，在 15,000 rpm 下即 150–450 mm/min。从低端开始，听颤振声，再逐步提高。雕刻走刀中的颤振表现为槽底波纹，抛光无法掩盖。

每次走刀深度不应超过刀尖宽度的一半。0.1 mm 刀尖每次走 0.05 mm，走两次达到 0.1 mm。在不锈钢上单次下刀 0.2 mm 是我们收到的来料加工中最常见的刀尖断裂原因。

填充区域的步距为槽宽的 40–60%。槽宽 0.1 mm 时即 0.04–0.06 mm。更细的步距外观更好，但加工节拍线性增加。在 30 × 30 mm 的 logo 面板上，步距从 0.06 mm 改为 0.03 mm，加工时间可能从约 20 分钟翻倍到 40 分钟。

工装夹具

雕刻刀具向侧向和下方推挤材料。当槽延伸到零件边缘之外时，刀尖没有可切削的支撑，边缘会撕裂。解决办法是使用牺牲垫板。在零件正下方夹一块平整的铝或亚克力，将刀具对零件表面清零，让刀尖切入垫板 0.05 mm。

薄壁件用真空吸盘和双面胶比压板更可靠。1 mm 铝板在三点夹紧下会翘曲，即使机床 Z 轴保持完美，刻字深度也会在表面各处变化。

曲面需要四轴装夹或仿形工装。在 Ø400 mm 转台上，圆柱件可以分度定位，使刻字保持在弧顶附近。标记应控制在顶点 ±15° 以内；超出后，有效深度会随表面角度变化。

加工前清洁表面。零件下方的一颗切屑会将其局部顶起，该区域的刻痕会切得更深。用 IPA 擦拭并吹干，然后重新对零。

如何执行

选择方法

两者都能产生永久标记。选择取决于表面、深度要求和批量大小。