基于混粉內(nèi)沖液的微細(xì)電火花深小孔加工

劉 文，高聰明，陳 燁，夏 恒，余祖元

（1.大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧大連 116024；2.東京農(nóng)工大學(xué)機(jī)械系統(tǒng)工程系，日本東京 184-8588）

航空航天、汽車和化工等行業(yè)對深小孔結(jié)構(gòu)加工需求日益增加，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片氣膜冷凝孔、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴以及化纖噴絲板上的異型孔等[1-2]。微細(xì)電火花加工具有能加工任何導(dǎo)電材料、不受工件材料強(qiáng)度和硬度限制的優(yōu)點(diǎn)[3]。電火花加工至今仍是加工微小深孔的優(yōu)選方法，但在加工大深徑比微小孔時(shí)，其電蝕產(chǎn)物難以有效排出而導(dǎo)致加工效率低下[4]，同時(shí)孔的內(nèi)表面會(huì)在電火花放電的瞬時(shí)高溫和工作液快速冷卻作用下形成一定厚度的重鑄層和微裂紋。電火花加工的零件通常應(yīng)用于高溫、高應(yīng)力和高疲勞載荷的環(huán)境，工作時(shí)工件表面產(chǎn)生交變應(yīng)力，易發(fā)生斷裂、崩射[5-7]。對此，研究人員提出了高速電火花加工和混粉電火花加工技術(shù)[8-10]，通過改善放電加工環(huán)境來提高加工效率和加工質(zhì)量。之后，隨著電火花復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展，高速電火花加工和混粉電火花加工得到復(fù)合應(yīng)用，即在工作液中混入微粒粉末，用一定壓強(qiáng)將混粉工作液通過管電極送入加工區(qū)。Bai等[11-13]構(gòu)建了混粉近干式電火花加工 （powder mixed near dry electric discharge machine，PMND-EDM），在內(nèi)沖液壓強(qiáng)下通過管電極將氣-液-粉混合物的三相介質(zhì)輸送到加工區(qū)，研究了主要電參數(shù)以及混粉濃度、內(nèi)沖壓強(qiáng)和流量等非電參數(shù)對材料去除率（MRR）、電極損耗率（EWR）和表面粗糙度（SR）的影響。Lin等[14-15]采用壓縮氣體將磨料通過管電極輸送到加工區(qū)，構(gòu)建磨粒射流加工和電火花加工的混合工藝，研究了峰值電流、脈寬、磨料粒徑、磨料材料和內(nèi)沖壓強(qiáng)等參數(shù)對MRR、SR以及表面完整性等加工特性的影響，并優(yōu)化了加工參數(shù)。Arantes等[16]研究碳化硅（SiC）磨粒在不同電介質(zhì)、內(nèi)沖液壓強(qiáng)時(shí)對MRR和SR產(chǎn)生的影響，觀察到SiC顆粒嵌入重熔金屬表面以及大量硅元素沉積在加工表面。Wankhade等[17]研究了磨粒射流電火花加工的加工性能，也觀察到部分磨粒嵌入較軟的工件材料，這說明放電加工過程中的磨粒在電蝕的同時(shí)對工件產(chǎn)生磨蝕作用。

上述學(xué)者均研究了大直徑孔的加工情況，采用的管電極外徑約為4～16 mm、內(nèi)徑約為2～12 mm。為進(jìn)一步探究混粉內(nèi)沖液工藝對深小孔加工效果的影響，本文采用外徑0.3 mm、內(nèi)徑0.15 mm的微細(xì)管電極進(jìn)行加工；為去除放電加工中在加工面上形成的重鑄層，將混粉溶液在高壓下通過管電極噴出，使溶液對工件表面產(chǎn)生磨蝕效果；為便于描述并使概念清晰，文中將粉末稱為磨料、微粒稱為磨粒。首先，本文通過正交試驗(yàn)確定了以自來水作為工作液的深小孔加工的最優(yōu)加工參數(shù)；然后在最優(yōu)參數(shù)基礎(chǔ)上，在工作液中分別混入不同導(dǎo)電性及粒徑的磨料并配成不同濃度的混粉工作液來開展深小孔加工，以及對比了相同加工參數(shù)下混粉與不混粉的加工效果，旨在確定磨料導(dǎo)電性、混粉濃度和粒徑對深小孔加工效果的影響。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)采用自研的微細(xì)電火花加工設(shè)備。加工裝置示意圖見圖1。機(jī)床主體為微細(xì)電火花三軸立式加工機(jī)床；液壓系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)和輸送磨料兩部分組成并通過閘閥控制兩部分獨(dú)立運(yùn)行；極間的放電狀態(tài)通過平均電壓檢測法來檢測。圖1中，R1為保護(hù)電阻（5Ω），R2為采樣電阻；由于采用恒壓電源，通過調(diào)節(jié)R2阻值來控制峰值電流，R2的實(shí)際阻值由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的開路電壓值和峰值電流值決定。

圖1 電火花加工裝置示意圖

1.2 內(nèi)沖液壓強(qiáng)及放電參數(shù)的確定

為確定最優(yōu)電火花加工參數(shù)，本文設(shè)計(jì)了四因素五水平的正交試驗(yàn)（表1）。試驗(yàn)條件為：工件是厚度3 mm的GH4169鎳基高溫合金；電極采用外徑0.3 mm、內(nèi)徑0.15 mm、長度140 mm的黃銅管電極；工作液為自來水；開路電壓為80 V、電極轉(zhuǎn)速180 r/min；采用正極性加工。開展正交試驗(yàn)時(shí)，關(guān)閉液壓系統(tǒng)Ⅱ（圖1），僅使用自來水作為工作液。本文基于正交試驗(yàn)結(jié)果對加工時(shí)間進(jìn)行方差分析，得到的最優(yōu)加工參數(shù)為：內(nèi)沖液壓強(qiáng)6 MPa、峰值電流13.3 A、占空比40%、脈沖頻率80 kHz?；旆酆?，采用此最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行加工。

表1 因素水平表

1.3 混粉方式

實(shí)驗(yàn)采用后混式的混粉結(jié)構(gòu)，即將磨料與高壓水在混粉腔中混合（圖2）。采用柱塞泵輸送磨料溶液，氣動(dòng)增壓泵提供高壓水；在混粉腔的磨料入口安裝單向閥，以防止高壓水倒沖進(jìn)磨料入口；在磨料溶液的容器中放置攪拌器，以保證混粉均勻。

圖2 后混式結(jié)構(gòu)

根據(jù)柱塞泵和氣動(dòng)增壓泵的流量比計(jì)算由柱塞泵輸送的磨料溶液混粉濃度 ρA，以控制從管電極噴射出的磨粒射流實(shí)際混粉濃度ρM。流量比及混粉濃度比的測算結(jié)果見表2。下文所述混粉濃度均指從管電極噴射出的磨粒射流的實(shí)際混粉濃度。

表2 柱塞泵與氣動(dòng)增壓泵流量比及混粉濃度比

磨料選用粒徑均分別為1、10、20 μm的氧化鋁（Al2O3）和碳化硅（SiC），其部分物理特性見表3。

表3 Al2O3和SiC的部分物理特性

基于每組加工參數(shù)進(jìn)行5次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。每加工1個(gè)孔，就用砂紙將管電極端部打磨平整；每次更換混粉工作液時(shí)，用清水將主軸、管道和泵體沖洗干凈，以保證實(shí)驗(yàn)中工作液無雜質(zhì)；測量工件前，先將工件放入無水乙醇并置于超聲波清洗機(jī)振蕩清洗30 min；加工孔出入口直徑及管電極內(nèi)外徑均用超景深顯微鏡拍攝圖片并通過ImageJ圖像軟件處理測量得到；實(shí)驗(yàn)結(jié)果均取5次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 混粉濃度對加工效果的影響

用粒徑均為1 μm的Al2O3和SiC，分別配置成質(zhì)量濃度為2、4、8 g/L的混粉工作液進(jìn)行加工，研究混粉濃度對加工效果的影響。

2.1.1 混粉濃度對加工效率的影響

MRR是判斷EDM加工效率的重要依據(jù)。材料去除率的計(jì)算為：

式中：Vw為工件材料去除體積；hw為工件厚度，hw=3000 μm；t為穿孔加工時(shí)間；DEN為加工孔入口直徑；DEX為加工孔出口直徑。

圖3是MRR與混粉濃度的關(guān)系圖?？梢姡噍^于在自來水中的加工情況，MRR會(huì)隨著Al2O3磨料的添入明顯降低，并且混粉濃度越大，MRR越小；添加SiC磨料后，MRR隨著混粉濃度的增加而提高。

圖3 MRR與混粉濃度的關(guān)系

不同于傳統(tǒng)的混粉電火花加工和高速電火花加工，在射流中添加磨料后，材料去除過程分為電加工電蝕和磨料沖蝕兩部分。Wong等[18]提出在電火花工作液中添加可導(dǎo)電的粉末，形成了 “橋接效應(yīng)”，擴(kuò)大了放電間隙，這有利于排出加工屑并減少短路、拉弧等非正常放電現(xiàn)象，從而提高加工效率；若在工作液中添加不導(dǎo)電的粉末，不僅無法形成“橋接效應(yīng)”來擴(kuò)大放電間隙，反而會(huì)導(dǎo)致不導(dǎo)電的粉末進(jìn)入加工區(qū)并干擾加工屑的排出，進(jìn)而降低加工效率。因此，添加Al2O3磨料降低了MRR，而添加SiC磨料提高了MRR。

入口處存在因二次放電使入口孔徑 “二次擴(kuò)大”的現(xiàn)象，而出口處無二次放電，故采用出口直徑及對應(yīng)所用管電極加工后的直徑計(jì)算對應(yīng)的放電間隙。放電間隙的計(jì)算式為：

式中：H為放電間隙；DA為加工后電極加工端外徑。

圖4是加工后的電極加工端示意圖。電極加工端近似圓臺(tái)。加工后電極加工端外徑的計(jì)算式為：

圖4 加工后的電極加工端示意圖

式中：DA1為加工后電極加工端大端外徑；DA2為加工后電極加工端小端外徑。

穿孔后的電極一般在穿出工件約1 mm處停止加工，而電極加工端全長可能大于1 mm，故本文所述加工后電極加工端大端是指電極前1 mm處較大的外徑，其尺寸≤300 μm。由此，加工的出口孔徑可能會(huì)略小于300 μm。不同混粉濃度對應(yīng)的出口直徑、管電加工端外徑及放電間隙值見表4。

表4 不同混粉濃度對應(yīng)出口直徑和所用管電極加工端直徑以及放電間隙

由式（4）所示的加工區(qū)域粉末顆粒數(shù)目計(jì)算公式[19]得到加工區(qū)域的磨粒數(shù)目，見表5。

表5 加工區(qū)域粒徑1 μm磨粒的數(shù)目

式中：N為加工區(qū)域磨粒數(shù)目；DEO為加工前管電極加工端外徑，DEO=300 μm；DEI為管電極內(nèi)徑，DEI=150 μm；ρ 為磨粒的密度，Al2O3密度為3.5 g/cm3，SiC密度為3.2 g/cm3；ci為不同混粉濃度時(shí)的粉末質(zhì)量分?jǐn)?shù)，c2=0.2%、c4=0.4%、c8=0.8%；ri為假設(shè)磨粒為球狀時(shí)的不同粒徑磨粒半徑。

圖5是放電間隙與混粉濃度的關(guān)系圖。可見，當(dāng)混粉濃度逐漸增加，添加Al2O3磨料時(shí)的放電間隙幾乎無變化，并且其加工區(qū)的Al2O3磨粒數(shù)增加會(huì)進(jìn)一步阻礙加工屑排出，引起短路、拉弧，使非正常放電頻發(fā)，導(dǎo)致加工效率不斷降低；而添加SiC磨料后，隨著混粉濃度的增加，“橋接效應(yīng)”逐漸增強(qiáng)，放電間隙逐漸擴(kuò)大，從而改善了加工屑的流動(dòng)性，使加工效率不斷提高。

圖5 放電間隙與混粉濃度關(guān)系圖

圖6 是側(cè)壁放電間隙示意圖。側(cè)壁放電間隙是考慮了二次放電情況后測算的放電間隙。把加工孔沿軸向剖開，并將整個(gè)孔壁四等分，分別測量中間三點(diǎn)處的孔半徑，再減去管電極外半徑（150 μm），得到孔壁中間三點(diǎn)處的側(cè)壁放電間隙，分別為HS1、HS2和HS3，取其平均值即得孔壁側(cè)壁放電間隙HS。

圖6 側(cè)壁放電間隙示意圖

圖7 是側(cè)壁放電間隙與混粉濃度的關(guān)系圖?？梢姡噍^于正常的放電間隙，側(cè)壁放電間隙因二次放電而擴(kuò)大，并且隨著兩種磨料混粉濃度的增大而增大。這說明，隨著磨料混粉濃度增加，加工中的二次放電發(fā)生幾率變大。由于添加SiC磨料后產(chǎn)生“橋接效應(yīng)”，此時(shí)不同混粉濃度時(shí)的側(cè)壁放電間隙均比添加Al2O3磨料的更大。側(cè)壁放電間隙實(shí)際是在正常放電后通過二次放電“擴(kuò)大”的，所以被擴(kuò)大的側(cè)壁放電間隙并不能在第一時(shí)間起到改善加工屑流動(dòng)性、促進(jìn)排屑的作用。因此，盡管側(cè)壁放電間隙比正常的放電間隙更大，但該間隙對放電加工效率的影響比正常放電間隙的小，這也解釋了添加Al2O3磨料后的側(cè)壁放電間隙盡管會(huì)隨著混粉濃度的增大而增大，但對應(yīng)MRR無提高的現(xiàn)象。隨著加工時(shí)間延長，側(cè)壁放電間隙擴(kuò)大，更多的工作液能從側(cè)壁間隙流出，還是對加工屑排出起到積極作用。

圖7 側(cè)壁放電間隙與混粉濃度關(guān)系圖

為研究磨粒對小孔側(cè)壁的影響，將小孔剖開，通過掃描電子顯微鏡觀察到孔壁有刮痕并且有附著或嵌入孔壁的磨粒（圖8）。這說明，磨粒有效地且直接地參與了側(cè)壁材料（含重鑄層材料）的去除過程?？妆诠魏鄢叽邕h(yuǎn)大于磨粒的尺寸，這可能是磨粒在高速?zèng)_液下聚團(tuán)移動(dòng)造成的。

圖8 中部孔壁刮痕及磨粒SEM能譜分析

根據(jù)式（5）所示動(dòng)能定理式，可計(jì)算加工區(qū)域內(nèi)不同混粉濃度的磨料動(dòng)能。因射流攜帶磨料從管電極內(nèi)孔垂直沖擊工件表面，故磨料的動(dòng)能即為磨料的沖蝕能量。

式中：E為磨料的沖蝕能量；Mi為磨料的總質(zhì)量；v為磨粒沖蝕速度，即管電極出口射流速度；N為加工區(qū)磨粒數(shù)。

采用定量計(jì)時(shí)的方法測算內(nèi)沖壓強(qiáng)6 MPa時(shí)內(nèi)徑0.15 mm管電極的出口射流速度，即用秒表計(jì)時(shí)管電極口噴射出100 ml溶液的時(shí)間，再換算得到射流速度。從表6可見，不同混粉濃度對應(yīng)的射流速度基本相同。加工時(shí)，管電極出口端距離工件表面僅1 mm，對此可認(rèn)為無速度損失?？紤]人工計(jì)時(shí)存在計(jì)時(shí)反應(yīng)慢等誤差，對射流速度取整數(shù)，即取v=24 m/s。根據(jù)式（5）計(jì)算出加工區(qū)域內(nèi)單個(gè)磨粒的沖蝕能量及不同混粉濃度下總的沖蝕能量 （表6）?？梢?，磨料的沖蝕能量隨著混粉濃度逐漸增大，但相較于電加工的能量（微細(xì)電火加工單個(gè)脈沖放電能量一般為10-6～10-7J[20]），磨料的沖蝕能量很小，因此磨料的沖蝕主要起輔助加工作用，工件材料去除情況主要是由極間脈沖放電能量決定。

表6 各混粉濃度對應(yīng)的射流流量、速度及沖蝕能量

2.1.2 混粉濃度對電極損耗的影響

采用電極相對損耗率（REWR）判斷電極損耗情況，即計(jì)算電極損耗體積與去除的工件材料體積的比值[21]。本文根據(jù)電極損耗長度計(jì)算損耗體積。測量電極損耗長度是通過電接觸方式探測加工前、后電極在Z坐標(biāo)的差值。電極相對損耗率表達(dá)式為：

式中：VE為電極損耗體積；lE為電極損耗長度。

RWER與混粉濃度的關(guān)系見圖9。相比在自來水中加工的情況，添加Al2O3磨料會(huì)使REWR隨著混粉濃度的增加而降低；添加SiC磨料會(huì)使RWER隨著混粉濃度增加而增大。

圖9 REWR與混粉濃度關(guān)系圖

由圖9可見，Al2O3磨料是絕緣材料，隨著磨粒濃度增加，減弱放電脈沖對工件材料的有效去除。由于放電脈沖在去除工件材料的同時(shí)也去除電極材料，REWR會(huì)隨著Al2O3磨料濃度增加而降低。采用SiC混粉工作液加工時(shí)，SiC會(huì)在高溫高壓下局部分解再形成石墨及其他碳單質(zhì)[22]，如碳微粒或加工屑等電蝕產(chǎn)物分散至加工區(qū)，引起二次放電等非正常放電，且碳微粒隨著SiC磨料濃度增加而增加，使非正常放電更易發(fā)生，電極損耗隨之增加。

2.1.3 混粉濃度對孔徑的影響

圖10是加工孔出入口直徑與混粉濃度關(guān)系圖。與自來水中加工的情況相比較，添加Al2O3磨料后，加工孔入口孔徑隨著Al2O3磨料混粉濃度增加而擴(kuò)大；添加SiC磨料后，加工孔出口孔徑隨著SiC磨料混粉濃度增加而減小。SiC磨料混粉濃度增加使二次放電更易發(fā)生，加工孔入口處也更易發(fā)生二次放電；Al2O3磨料混粉濃度增加會(huì)導(dǎo)致排屑越發(fā)困難，降低加工效率，延長加工時(shí)間，加工孔入口處發(fā)生二次放電的幾率變大，入口孔徑也逐漸擴(kuò)大。

圖10 加工孔出入口直徑與混粉濃度關(guān)系圖

圖11是在同一倍數(shù)下拍攝的各混粉濃度對應(yīng)的加工孔剖面圖，可見加工孔入口處均有“擴(kuò)孔”現(xiàn)象，并且隨著Al2O3磨料混粉濃度的增加，其加工孔的錐度越來越明顯，而SiC磨料的添加提高了穿孔速度，所加工的孔錐度很小。

圖11 加工孔出入口直徑與混粉濃度關(guān)系圖

2.1.4 混粉濃度對孔壁表面粗糙度的影響

將加工孔沿軸向剖開，用MITAKA非接觸形貌儀測量孔壁表面粗糙度Ra。孔壁表面粗糙度與混粉濃度的關(guān)系如圖12所示，相比自來水中加工的情況，添加Al2O3磨料會(huì)惡化孔壁表面粗糙度，而添加SiC磨料會(huì)改善表面粗糙度；隨著兩種磨料混粉濃度的增大，孔壁表面粗糙度值均逐漸增大。

圖12 孔壁表面粗糙度與混粉濃度關(guān)系圖

2.2 粒徑對加工效果的影響

為研究粒徑大小對加工性能的影響，將粒徑均為1、10、20 μm的Al2O3和SiC磨料分別配置成濃度2 g/L的混粉工作液進(jìn)行加工，并測量加工結(jié)果。

2.2.1 粒徑對加工效率的影響

由式（1）計(jì)算得到的各粒徑對應(yīng)MRR與磨料粒徑關(guān)系見圖13。可見，隨著Al2O3和SiC磨料粒徑的增大，MRR均降低。

圖13 MRR與磨粒粒徑關(guān)系圖

根據(jù)式（2）和式（3）計(jì)算得到的各粒徑對應(yīng)管電極加工端直徑和放電間隙見表7。

表7 不同粒徑對應(yīng)出口直徑和管電極加工端直徑及放電間隙

圖14和圖15分別是放電間隙和側(cè)壁放電間隙與磨料粒徑的關(guān)系圖?？梢姡S著磨料粒徑的增大，放電間隙和側(cè)壁放電間隙均增大，但增幅較小，這可能是因?yàn)殡S著極間放電的進(jìn)行，磨粒粒徑越大，越易被擊碎。

圖14 放電間隙與磨料粒徑關(guān)系圖

圖15 側(cè)壁放電間隙與磨料粒徑關(guān)系圖

2.2.2 粒徑對電極損耗的影響

根據(jù)式（6）計(jì)算各粒徑對應(yīng)的REWR，得到的REWR與磨料粒徑關(guān)系見圖16?？梢姡琑WER隨著Al2O3磨粒的粒徑增大呈下降趨勢，隨著SiC磨粒的粒徑增大而增大。下文將就其原因作分析。

圖16 RWER與磨料粒徑關(guān)系圖

圖17是添加2 g/L混粉濃度的Al2O3磨料后采樣電壓值隨著時(shí)間變化的情況。可見，粒徑分別為1、10 μm的Al2O3磨料，其加工時(shí)間及短路頻率相近。粒徑為1、10 μm時(shí)，對應(yīng)電極損耗基本一致；粒徑為20 μm時(shí)，電脈沖無法擊穿Al2O3顆粒，阻礙了電脈沖對工件的有效放電，電極損耗隨之減少；磨粒對加工屑排出及電極進(jìn)給的阻礙效果增強(qiáng)，短路越發(fā)頻繁，使電極頻繁抬刀，延長放電間隔。

圖17 添加2 g/L濃度Al2O3磨料的采樣電壓值和加工時(shí)間關(guān)系

圖18是添加2 g/L濃度SiC磨料的采樣電壓值隨著時(shí)間變化的情況。可見，隨著SiC磨粒的粒徑增大，短路現(xiàn)象較少。加工區(qū)的SiC磨粒被極間放電擊碎，并被高溫分解析出碳微粒而形成電蝕產(chǎn)物。這些具有導(dǎo)電性的電蝕物與磨粒增加了放電間隙的導(dǎo)電性，使放電間隙極易被擊穿。磨料粒徑的變化對放電間隙和側(cè)壁放電間隙的影響較小 （圖14和圖15），電蝕產(chǎn)物的流動(dòng)性不能被有效改善，又因磨料粒徑越大越會(huì)阻礙電蝕產(chǎn)物排出，使二次放電等非正常放電發(fā)生幾率變大，電極損耗隨之增加。

圖18 添加2 g/L濃度SiC磨料的采樣電壓值和加工時(shí)間關(guān)系

2.2.3 粒徑對孔徑的影響

圖19是加工孔出入口直徑與磨料粒徑關(guān)系圖?？梢姡チ狭皆龃髷U(kuò)大了入口孔徑；Al2O3磨料粒徑增大逐漸擴(kuò)大了出口孔徑，而SiC磨料粒徑增大卻逐漸減小了出口孔徑。粒徑越大，越會(huì)阻礙加工屑的排出且SiC磨粒在加工過程中產(chǎn)生碳微粒，加上磨料粒徑增大不能明顯擴(kuò)大放電間隙和側(cè)壁放電間隙，電蝕產(chǎn)物流動(dòng)性得不到有效改善，使入口處的二次放電幾率變大，導(dǎo)致入口直徑擴(kuò)大。

圖19 加工孔出入口直徑與磨料粒徑關(guān)系圖

2.2.4 粒徑對孔壁表面粗糙度的影響

孔壁表面粗糙度與磨料粒徑的關(guān)系見圖20?？梢姡S著兩種磨料的粒徑增大，孔側(cè)壁表面粗糙度值呈現(xiàn)了先減小后增大的趨勢。

圖20 孔壁表面粗糙度與磨料粒徑關(guān)系圖

3 結(jié)論

本文采用導(dǎo)電性和粒徑不同的Al2O3和SiC磨料分別與自來水混合成不同濃度的工作液并使用微小管電極進(jìn)行微小深孔加工，研究了磨料導(dǎo)電性、混粉濃度和粒徑對加工效率、電極損耗、加工孔徑及孔壁表面粗糙度的影響，得出如下結(jié)論：

（1）添加導(dǎo)電性較好的SiC磨料有利于提高加工效率、減小出入口孔徑、降低孔壁表面粗糙度；添加不導(dǎo)電的Al2O3磨料有利于降低電極損耗。

（2）受射流帶動(dòng)，磨料在電加工蝕除材料的同時(shí)會(huì)在孔壁上留下刮痕甚至嵌入孔壁，有效證明了磨料對工件有沖蝕作用，可去除側(cè)壁的重鑄層，并在一定程度上提高加工效率。

（3）隨著SiC磨料混粉濃度增大，加工效率提高，電極損耗、出入口直徑差和孔壁表面粗糙度值均增大；隨著SiC磨料粒徑增大，加工效率降低，但電極損耗和出入口直徑差增大，而孔壁表面粗糙度值先減小后增大；SiC磨料粒徑為1 μm、混粉濃度為8 g/L時(shí)，穿孔速度最快，加工效率相比于自來水中的提高了32%；SiC磨料粒徑為1 μm、混粉濃度為2 g/L時(shí)，出入口直徑差和孔壁表面粗糙度值最小，相比于自來水加工的分別減小9.4%和28%。

（4）隨著Al2O3磨料混粉濃度增大，加工效率降低和電極損耗均降低，而出入口孔徑擴(kuò)大、孔壁表面粗糙度值增大；隨著Al2O3磨料粒徑增大，加工效率和電極損耗均減小，而出入口孔徑擴(kuò)大、孔壁表面粗糙度先減小后增大；Al2O3磨料粒徑為20 μm、混粉濃度為2 g/L時(shí)，電極損耗最小，相比于自來水中的減小了43%。

（5）放電能量的大小、二次放電的多寡、孔壁粘著的磨粒多少以及磨粒對孔壁刮擦產(chǎn)生的刮痕深淺等綜合地影響著孔壁表面粗糙度值的大小。