发动机连杆初始裂解槽的预制是连杆裂解加工的关键技术。介绍了采用机械加工、线切割加工和激光加工等加工连杆初始裂解槽的方法，并对比分析r机械拉削、线切割、光纤传输激光切削和常规光束传输激光切削加工裂解槽的优缺点。阐述了连杆初始裂解槽加工技术及其裂解加工在国内外的应用现状。
1 前言
连杆裂解加工是一种新型连杆加工技术，其采用三维凹凸断裂面代替传统的加工面，保证了接合面的精确接合，并且无需对接合面进行加工，大大简化了连杆螺栓孔的结构设计和整体加工工艺，具有加工工序少、设备投资小、制造成本低、产品质量好、装配精度高、承载能力强、生产效率高等诸多优点，已成为连杆加工的发展方向。
在进行裂解加工时，首先需要在连杆大头孔适当位置设计并预制裂解槽(或缺口)，以形成初始裂解源，当施加裂解载荷后，在裂解槽根部形成很高的应力集中，局部区域应力迅速升高达到断裂应力，在几乎不发生塑性变形的情况下将连杆沿裂解槽断裂剖分。因此，初始裂解槽的预制不仅是裂解加工的首要工序，也是裂解加工的技术关键。为此，本文将对连杆初始裂解槽的加工工艺、加工方法及加工质量进行研究。
2 初始裂解槽预制
初始裂解槽的形状和尺寸分别由槽深、槽长、张角、曲率半径4个参数决定。在裂解过程中，要求裂解槽尖锐、深而窄、张角小，以提高应力集中系数，有效降低裂解加工载荷，从而减少裂解过程中因塑性变形而导致的连杆大头孔失圆，避免裂解缺陷，保证裂解加工质量。因此，对初始裂解槽的合理设计，能有效提高缺口效应与应力集中系数，继而降低裂解力，提高裂解效率与质量。初始裂解槽的加工方法主要有机械加工、线切割加工及激光加工等。
2.1 机械加工
机械加工裂解槽是以推／拉削加工为主，如图l所示。在切削过程中，通过刀柄上安装的刀具对裂解槽进行分层切削，从拉刀端头开始刀柄上每层刀具依次递增量为0.1 mm，刀片数量根据裂解槽的深度来决定，并且裂解槽的张角、曲率半径均由推／拉刀具刃口来决定。
图1 机械加工裂解槽示意
2.2 线切割加工
线切割放电加工裂解槽是利用线切割机床在连杆大头孔剖分面切割出裂解应力槽(见图2)。裂解槽的张角和曲率半径等参数均由钼丝直径来决定，通过在线切割设备上安装相应的夹具便能够完成初始裂解槽的加工。
图2 线切割加工裂解槽示意
2.3 激光加工
激光加工连杆裂解槽的原理是利用激光束与金属材料相互作用的特性进行精密切割。由于连杆初始裂解槽属于窄缝盲槽，其加工精度和槽面质量要求很高，一般的二氧化碳激光器无法满足裂解槽的加工精度和槽面的质量要求。由于Nd：YAG固体激光器的输出波长短、与金属的耦合效率高、加工性能良好、可与光导纤维耦合，且结构紧凑、质量轻，并能借助时间分割和功率分割成多路系统，便于柔性和远程激光加工，因此成为加工连杆裂解槽的首选光源。
利用Nd：YAG固体激光器进行裂解槽的加工时，首先将从Nd：YAG激光发生器发射出的激光束通过导光系统聚焦成具有高功率密度的激光束，并照射于连杆内壁欲切割处(图3)，激光能量迅速被连杆吸收，使欲切割处局部温度急剧上升，到达沸点后材料开始汽化并形成孔洞。随着光束与连杆相对位置的移动，最终在连杆大头孔的切割部位形成切缝。同时，切缝处汽化的金属被具有一定压力的辅助气体吹除，通过除尘系统将残渣吸收到残渣收集器，避免了环境污染。激光加工裂解槽通常有单激光切割头和双激光切割头两种形式。在使用1个切割头进行加工时。利用激光分时输出到两个交叉成90°布置的聚光器上，对2条裂解槽进行顺次切割，即在1次运动中只切割1条裂解槽。而采用双激光切割头加工裂解槽时，利用了功率分割的方法，将光束同时分配到2个呈90°布置的聚光器上，通过1次向下运动可以同时完成2条裂解槽的切割。
图3 YAG激光切割裂解槽示意
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