U钻加工孔：可转位刀片钻头如何切削

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  U钻加工孔到底是什么
• 2
  两片刀片如何分担切削
• 3
  U钻何时优于整体硬质合金钻
• 4
  何时不再适用
• 5
  U钻与整体硬质合金钻对比

U钻（常简称U钻）是一种可换钻尖钻头。钻头头部装两片可转位硬质合金刀片：内刀片伸到中心线，外刀片切出完整直径。刀体是短钢柄，带两条螺旋或直排屑槽。没有钎焊钻尖，也不需要重磨。

这种几何形状就是车间里把U钻加工孔叫成U钻的原因。通孔未钻穿时，外刀片会留下特征性的锥形或U形底面。盲孔上会看到中心小凸台加一个锥形座。如果图纸要求平底，这种钻头一次走刀做不出来。

两片刀片都是夹紧而非焊接，所以有效切削直径由刀片位置决定，不靠手工磨刃。换刀片后直径回到名义值，刀体不用动。这就是这种刀具全部的经济性理由。

刀体按设计做得短。典型长径比2:1到3:1，挠度低，所以同样进给下U钻比长麻花钻尺寸保持更好。更长的版本可到约5:1，但会牺牲刚性。

内刀片从中心切到约三分之一半径。靠近轴线处切削速度低，所以用韧性更好的牌号和更强的刃形。外刀片以全表面速度切剩余三分之二，所以用更锋利、更耐磨的牌号。

这种分工就是U钻能承受比同类高速钢钻更高表面速度的原因。每片刀片只承受它设计范围内的速度。Ø30 mm孔在200 m/min时，外缘速度很快，内缘仍在舒适范围。

两处刃口的切屑形成也不同。内刀片产生短而厚的切屑，容易断。外刀片产生较长较薄的切屑，需要足够每转进给才能干净断屑。进给太轻，外切屑会拉长缠绕刀体。

两片刀片同时切削，轴向推力在钻头轴线上平衡。这种平衡使刀具入钻时不会像磨得不好的两刃麻花钻那样跑偏。

孔大、批量小时选U钻。4140钢上Ø40 mm孔用整体硬质合金钻很慢，钻头本身也贵。这个尺寸的U钻刀体只占零头成本，而且只换刀片。

材料经常变时选它。只要匹配刀片牌号和几何形状，一个刀体能覆盖铝、304不锈钢、4130和铸铁。整体硬质合金钻按更窄的窗口采购，不容易跨材料族使用。

机床推力够但主轴转速不够时选它。U钻在中等转速、高每转进给下运行良好。在只有6,000 rpm的旧三轴铣床上，这种组合比小整体钻要的高转速更容易达到。

需要浅而准确的起始时选它。短刀体抗弯，入钻时孔位接近名义值。当孔是销孔或轴承座、入口点就是基准时，这很重要。

约Ø12 mm以下的小孔不是它的领域。刀片几何需要两个夹紧槽的空间，再小刀体壁太薄，承受不了扭矩。小孔用整体硬质合金。

薄壁和深孔也不适合这种刀具。超过约4:1深径比后刀体弯曲，孔直线度漂移，排屑不可靠。枪钻或带内冷的整体硬质合金钻更合适。

平底盲孔匹配不好。刀片留下锥面和中心凸台，要么加平底立铣刀清底，要么换钻头。液压歧管底部有密封座时，这道额外工序会吃掉加工节拍优势。

最后，U钻需要刚性装夹。如果工件振颤或虎钳松动，外刀片入钻时就会崩刃。先解决工件夹持，再怪刀片牌号。