标记工艺说明

CNC点针标记：点针打标的工作原理

点针打标头驱动硬质合金或金刚石针头以每秒数千次的频率冲击工件表面，形成一排浅压痕，可读作文本、Data Matrix码或序列号。本指南介绍其工作原理、关键深度设置，以及哪些零件几何形状不适合使用CNC点针标记。

深度 0.01–0.5 mm硬质合金或金刚石针头电镀后仍可识读

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原理

CNC点针标记是一种冲击式打标头，不是切削刀具。电磁或气动执行机构将硬化针头压入工件，然后回退。该循环以每秒100至400次的频率重复。针头循环时，机床沿X、Y轴移动打标头或零件，使每次冲击与上一次保持固定距离。

压痕之间的间距即点距。点距为0.1 mm时，点相互重叠，可读作连续线条。点距为0.3 mm时，得到一排可见的分离点。两者都清晰可读；选择取决于标记的识读方式以及后续表面处理。

零件材料不会被去除。材料被挤压并向两侧流动，在每个压痕周围形成微小的凸起边缘。正是这个边缘使点针标记能经受喷丸、阳极氧化和大多数涂装工艺。激光标记位于表面，而针标记则嵌入表面。

变量

深度是工程师争论最多的单项设置。典型范围为0.01 mm至0.5 mm，其中0.05至0.15 mm覆盖了铝和钢上大多数序列号作业。更深会在承受疲劳载荷的零件上形成应力集中点。更浅则标记在去毛刺工具轻走一刀后就会消失。

冲击力与深度相互关联。针头需要足够的力使材料屈服，而该力随硬度增大。6061铝可在低设置下打标。17-4PH不锈钢和Inconel需要更大的力、更短的针头寿命，且通常需要二次走刀才能达到相同的视觉对比度。

点距对可读性的影响大于深度。对于Data Matrix码，使用更紧的点距，以便读取器分辨各个单元。对于打在大铸件上供人眼识读的零件号，较宽的点距可节省加工节拍且不损失可读性。

还有第四个常被遗忘的设置：针头几何形状。90°锥角留下的压痕形状与120°锥角不同。较窄的锥角集中冲击力，有助于加工硬质合金，但针尖磨损更快。

几何限制

针头是直杆。标记点上方需要避空，视打标头型号约为30至60 mm。该避空要求排除了深腔、内凹台肩以及壁高超过针头本体的内角。

平面容易处理。如果机床能对旋转轴分度并沿长度方向打标，或者文本足够短、能落在曲率范围内，圆柱轴也可行。用固定打标头在曲面上打标会改变从中心到边缘的有效深度，因此在小直径上应保持代码较窄。

薄壁零件是难点。以高冲击力打标时，1 mm壁厚会在背面鼓出。解决办法是加背衬、降低冲击力设置或改用激光打标。这三种方案并非总有一种正确；取决于背面是否为密封面。

材料

硬度决定冲击力。6061铝、7075铝、C36000黄铜和1018低碳钢在中等设置下打标清晰。304和316不锈钢可行，但倾向于涂抹而非切削，因此标记看起来较柔和，需要稍深的走刀才能保持对比度。

TC4钛合金和Inconel处于边界。它们可以打标，但针头寿命下降，压痕倾向于形成更高的凸起边缘。在航空航天零件上，如果标记区域靠近圆角或密封面，该边缘可能成为问题。去毛刺可去除边缘，但会增加一道工序。

塑料的表现又不同。POM和ABS发生塑性变形，因此标记可能随时间松弛，尤其是零件受热时。对于塑料零件，激光打标通常是更好的选择，我们在报价点针标记方案前会明确说明。

涂层和电镀零件需要决定工序顺序。在阳极氧化前打标，氧化层会覆盖标记，可能使其变淡。在电镀后打标，会局部破坏涂层，露出裸金属。对于硬质阳极氧化，先打标并接受较浅的识读效果，或对该区域进行遮蔽。

工艺整合

CNC 点针打标机的实际优势在于它与切削刀具共用同一运动平台。在五轴机床上，打标头可装入刀库，像其他刀具一样调用。位置来自同一工件坐标系，因此标记落在模型指定的位置。

这对可追溯性很重要。如果序列号来自加工内孔的同一装夹，就能把标记与该零件的实测尺寸关联起来。检测数据与身份信息保持在一起。

加工节拍不大。12 个字符、0.2 mm 间距只需几秒。12 × 12 mm 的 Data Matrix 码在 0.1 mm 间距下耗时更长，因此应把码放在不处于循环关键路径的面上。

在最终精加工工序之后打标通常是检测前的最后一步。在钜亮五金（GreatLight），打标与阳极氧化、喷砂处于同一站式精加工流程内，避免工序之间外发往返。

选材

按零件状态比较，而不是按设备价格。