CN114473816A - 一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，包括机械臂，所述机械臂的输出端设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有抛光组件，所述抛光组件包括主轴、导电导液滑环和抛光头，所述主轴的一端固定在所述驱动电机的输出端，且另一端与所述抛光头固定连接，所述导电导液滑环的转子固定在所述主轴上，所述抛光头远离所述主轴的一端开设有漏液孔；所述抛光头的下方设置有用于安装并抛光工件的抛光池，还包括导电模块和导液模块，所述导电模块用于将直流电源的正极和负极分别连接至所述工件和所述抛光头，所述导液模块用于向所述抛光头内通入电解抛光液。本申请具有能够对导电材料任意曲面工件高效、超精密抛光的效果。
Description
技术领域
本申请涉及电化学机械抛光的技术领域，具体涉及一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置。
背景技术
抛光工艺一般作为工件精密加工的最后一道工序，能获得高精度的工件表面，但机械抛光方法都存在去除效率低、加工时间长的不足。电化学抛光又称电解抛光，将工件作为阳极，通过控制电流对工件进行选择性腐蚀溶解，能够快速去除工件表面材料并对工件表面进行整平。为同时满足高效和超精密的抛光，可采用将电化学抛光与机械抛光相结合的电化学机械抛光(ECMP)技术，该加工技术能实现低压力、高可控性的材料去除抛光。目前，平面工件的电化学机械抛光装置的研究已经较为成熟，例如：申请号为201711115032.6的一种磨粒浮动式自适应电化学机械抛光加工方法及装置，申请号为201819692821.0的一种用于双面电化学机械抛光平面构件的设备及方法，申请号为201910546739.5的一种超声电化学机械抛光蓝宝石衬底材料的装置，相比之下，能应用于球面、非球面等曲面工件的电化学机械抛光装置的研究和已发表成果还较少。
申请号为201610963123.4的一种气囊式电化学机械抛光头、抛光装置及抛光方法提出了一种将超声加工与电化学机械抛光综合为一体的新型加工技术，并采用气囊式电化学机械抛光头，可加工任意曲面工件。但该装置将工件与抛光头浸泡于电解液中，电解液不流通，材料去除碎屑将会浮于电解液中，一方面会影响电解液效果，另一方面也会存在抛光垫堵塞的情况，从而影响加工效率和加工精度。同时，机械去除用到的磨粒镶嵌于带孔抛光垫内部的导电聚合物中，磨粒不能较好地接触工件表面达到较高的材料去除效果。
有鉴于此，设计制造出一种能够通过定点加工、电解腐蚀与机械抛光去除交替进行从而达到导电材料任意曲面工件高效、超精密抛光的电化学机械抛光装置就显得尤为重要。
发明内容
为了解决现有电化学机械抛光装置加工效率和加工精度较低的问题，本申请提供一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置。
本申请提出了一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，包括机械臂，所述机械臂的输出端设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有抛光组件，所述抛光组件包括主轴、导电导液滑环和抛光头，所述主轴的一端固定在所述驱动电机的输出端，且另一端与所述抛光头固定连接，所述导电导液滑环的转子固定套设在所述主轴上，所述抛光头远离所述主轴的一端开设有多个漏液孔；
所述抛光头的下方设置有用于安装并抛光工件的抛光池，还包括导电模块和导液模块，所述导电模块用于将直流电源的正极和负极分别连接至所述工件和所述抛光头，所述导液模块用于向所述抛光头内通入电解抛光液，以使所述电解抛光液从所述漏液孔喷向所述工件。
通过上述技术方案，抛光工件时，利用机械臂驱动整个抛光组件到达指定加工位置，接着利用驱动电机驱动主轴转动，主轴带动抛光头转动，然后通过导电模块分别向工件和抛光头接入直流电源的正极和负极，再通过导液模块向抛光头内通入电解抛光液，工件与抛光头之间形成电解的条件，工件待加工表面电解腐蚀与机械抛光便可交替或同时进行。本申请通过机械臂调整抛光头的位姿，可加工任意曲面工件，且通过电解腐蚀和机械抛光的交替进行，可达到超精密的抛光。
优选的，所述导电模块包括导电棒、电源以及连接所述电源的两根电线，所述导电棒设置在所述抛光池上且与所述工件连接，两根所述电线分别为正极电线和负极电线，所述正极电线连接至所述导电棒，所述负极电线连接至所述导电导液滑环的定子，并通过所述导电导液滑环的转子和所述主轴将电流导入所述抛光头。
通过上述技术方案，正极电线将直流电源的正极连接至导电棒，导电棒再传递至工件，工件作为阳极，负极电线将直流电源的负极连接至导电导液滑环的定子，然后再通过导电导液滑环的转子传递到抛光头上，抛光头作为阴极，从而形成了电解条件。
优选的，所述导液模块包括电解抛光液循环过滤泵和两个导液管，其中一个所述导液管连接所述电解抛光液循环过滤泵和所述导电导液滑环的定子，并通过所述导电导液滑环的转子和所述主轴将所述电解抛光液通入所述抛光头，另一个所述导液管连接所述电解抛光液循环过滤泵和所述抛光池的出液口。
通过上述技术方案，电解抛光液通过其中一个导液管通入导电导液滑环的定子内，再通过导电导液滑环的转子流向主轴，最终从主轴流向抛光头内，而另一个导液管则可以将抛光池中的抛光液重新收集到电解抛光液循环过滤泵中，电解抛光液循环过滤泵对电解抛光液中的废料进行过滤，使得电解抛光液可以重新进行使用，从而提高了电解抛光液的使用率。
优选的，所述主轴的下端开设有供所述电解抛光液流通的空腔，所述抛光头中空设置且上端开口设置，所述抛光头的上端通过抛光头固定法兰插接固定在所述空腔内。
通过上述技术方案，电解抛光液通过导电导液滑环的转子流向主轴的空腔内，然后掉落到抛光头中。
优选的，所述抛光池上设置有真空吸附夹具，所述工件吸附在所述真空吸附夹具上，所述导电棒设置在所述真空吸附夹具的一侧且一端与所述工件连接。
通过上述技术方案，通过真空吸附夹具可以使工件安装的稳定，提高抛光时的稳定性，且在抛光完后方面对工件进行更换。
优选的，所述机械臂的输出端固定有电机架，所述驱动电机固定在所述电机架上，所述主轴通过联轴器与所述驱动电机的输出端固定连接。
通过上述技术方案，由于抛光所需要的转速较快，驱动电机通过联轴器驱动主轴转动，可以起到缓存、减震的效果。
优选的，所述导电导液滑环的定子上端通过定子固定法兰固定在所述电机架上，所述导电导液滑环的转子下端通过转子固定法兰固定在所述主轴上。
通过上述技术方案，不仅可以实现导电导液滑环的稳定安装，还方便对其进行更换。
优选的，所述抛光头插接至所述空腔内的一端与所述主轴之间设置有密封圈。
通过上述技术方案，通过设置密封圈进一步提高主轴与抛光头之间的密封性，防止抛光液泄露。
优选的，所述抛光头的下端设置有抛光垫。
通过上述技术方案，抛光垫可以将从漏液孔喷射出的电解抛光液均匀的输送到工件待加工表面，并且还能保持抛光过程的平稳性。
优选的，所述电解抛光液中含有磨粒。
通过上述技术方案，通过在电解抛光液中加入磨粒，可以提高对工件表面的研磨效果，达到较好的工件表面质量。
与现有技术相比，本申请的有益成果在于：
(1)抛光工件时，利用机械臂驱动整个抛光组件到达指定加工位置，接着利用驱动电机驱动主轴转动，主轴带动抛光头转动，然后通过导电模块分别向工件和抛光头接入直流电源的正极和负极，再通过导液模块向抛光头内通入电解抛光液，工件与抛光头之间形成电解的条件，工件待加工表面电解腐蚀与机械抛光便可交替或同时进行。本申请通过机械臂调整抛光头的位姿，可加工任意曲面工件，且通过电解腐蚀和机械抛光的交替进行，可达到超精密的抛光。
(2)正极电线将直流电源的正极连接至导电棒，导电棒再传递至工件，工件作为阳极，负极电线将直流电源的负极连接至导电导液滑环的定子，然后再通过导电导液滑环的转子传递到抛光头上，抛光头作为阴极，从而形成了电解条件。
(3)电解抛光液通过其中一个导液管通入导电导液滑环的定子内，再通过导电导液滑环的转子流向主轴，最终从主轴流向抛光头内，而另一个导液管则可以将抛光池中的抛光液重新收集到电解抛光液循环过滤泵中，电解抛光液循环过滤泵对电解抛光液中的废料进行过滤，使得电解抛光液可以重新进行使用，从而提高了电解抛光液的使用率。
附图说明
包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本申请的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
图1是根据本申请实施例的电化学机械抛光装置的整体结构示意图；
图2是根据本申请一个具体实施例的抛光组件的结构示意图；
图3是根据本申请一个具体实施例的抛光组件沿竖直方向的局部剖视图；
图4是根据本申请一个具体实施例的抛光头的结构示意图。
图中各编号的含义：1、机械臂；2、电线；3、电源；4、电解抛光液循环过滤泵；5、抛光池；6、工件；7、导电棒；8、真空吸附夹具；9、抛光组件；10、联轴器；11、导液管；12、驱动电机；13、电机架；901、主轴；9011、空腔；902、导电导液滑环；9021、转子；9022、定子；903、抛光头；9031、漏液孔；904、抛光头固定法兰；905、定子固定法兰；906、转子固定法兰；907、连接管；908、密封圈；909、抛光垫。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本申请的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本申请的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本申请的范围由所附权利要求来限定。
本申请提出了一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，图1示出了根据本申请实施例的电化学机械抛光装置的整体结构示意图，如图1所示，该装置包括抛光模块、导电模块和导液模块。其中，抛光模块包括机械臂1、驱动电机12、电机架13、联轴器10、抛光组件9和真空吸附夹具8，导电模块包括导电棒7、电源3以及连接电源3的两根电线2，导液模块包括电解抛光液循环过滤泵4和两根导液管11。
具体的，驱动电机12通过电机架13固定在机械臂1的输出端上，机械臂1与电机架13、电机架13与驱动电机12之间均通过螺钉固定。联轴器10的一端固定在驱动电机12的输出端，且另一端与抛光组件9固定连接。抛光组件9的下方设置有用于安装并抛光工件6的抛光池5，抛光池5的内侧壁固定有真空吸附夹具8，工件6吸附在真空吸附夹具8上。机械臂1用于调整抛光组件9的位姿，以使抛光组件9到达工件6的任意加工曲面位置。导电模块用于将直流电源3的正极和负极分别连接至工件6和抛光组件9，导液模块用于向抛光组件9通入电解抛光液，以使电解抛光液喷向工件6。
图2示出了根据本申请一个具体实施例的抛光组件的结构示意图，参照图1和图2，抛光组件9包括主轴901、导电导液滑环902和抛光头903。主轴901的上端通过联轴器10固定在驱动电机12的输出端，且下端通过抛光头固定法兰904和螺钉的配合与抛光头903固定连接。抛光头903远离主轴901的一端开设有多个漏液孔9031，用于向工件6喷射电解抛光液。导电导液滑环902固定套设在主轴901上。
本领域技术人员应该认知的是，导电导液滑环902包括设置在内圈的转子9021和外圈的定子9022，且转子9021与定子9022之间转动连接，定子9022通过导电导液滑环902的内部结构可向转子9021导电或导液。本实施例中，定子9022的上端通过定子固定法兰905和螺钉的配合固定在电机架13上，转子9021的下端通过转子固定法兰906和螺钉的配合固定在主轴901上，从而实现当驱动电机12驱动主轴901转动时，转子9021随主轴901转动，而定子9022保持不动。
图3示出了根据本申请一个具体实施例的抛光组件沿竖直方向的局部剖视图，参照图1、图2和图3，两根电线2分别为正极电线和负极电线，导电棒7固定在真空吸附夹具8的一侧侧壁且一端与工件6连接，正极电线连接至导电棒7，从而将直流电源的正极接至工件6形成阳极。负极电线连接至定子9022的外侧壁，定子9022将电流导向转子9021，转子9021再通过导线(图中未示出)将电流导向主轴901，主轴901再将电流导向抛光头903，从而将直流电源的负极连接至抛光头903形成阴极，进而形成了电解腐蚀的条件。
主轴901的下端开设有空腔9011，抛光头903中空设置且上端开口设置，抛光头903的上端通过抛光头固定法兰904和螺钉的配合插接固定在空腔9011下端。空腔9011的上端两侧与转子9021之间连通有两个连接管907，两根导液管11的其中一根导液管11连接电解抛光液循环过滤泵4和定子9022，导液管11将电解抛光液从定子9022的侧壁通入导电导液滑环902内部，然后通过导电导液滑环902的内部结构通向转子9021，转子9021再通过两个连接管907将电解抛光液通入主轴901的空腔9011，然后再掉落到抛光头903内，电解抛光液最终从抛光头903的漏液孔9031喷射到工件6上。另一根导液管11连接电解抛光液循环过滤泵4和抛光池5的出液口，从而实现对使用过的电解抛光液的过滤和循环利用。
使用该装置时，将工件6吸附在真空吸附夹具8上，然后利用机械臂1驱动抛光组件9移动到达指定的加工位置，通过驱动电机12驱动主轴901转动，主轴901带动抛光头903转动。同时打开电源3，通过正极电线和负极电线分别向工件6和抛光头903接入直流电源3的正极和负极，然后打开电解抛光液循环过滤泵4，通过导液管11从定子9022的外侧壁通入电解抛光液，电解抛光液最终流向抛光头903并从漏液孔9031喷射向工件6，从而形成了电解腐蚀条件，使得工件6待加工表面电解腐蚀与机械抛光交替或同时进行。本申请通过机械臂1调整抛光头903的位姿，可加工任意曲面工件6，且通过电解腐蚀和机械抛光的交替进行，可达到超精密的抛光。
继续参照图3，在优选的实施例中，抛光头903插接至空腔9011内的一端与主轴901之间设置有密封圈908。通过设置密封圈908进一步提高主轴901与抛光头903之间的密封性，防止电解抛光液泄露。
在优选的实施例中，电解抛光液中含有磨粒，通过在电解抛光液中加入磨粒，可以提高对工件6表面的研磨效果，达到较好的工件6表面质量。本实施例中，由于电解抛光液通过电解抛光液循环过滤泵4循环使用，因此可实时向抛光池5的电解抛光液中补充磨粒。
图4示出了根据本申请一个具体实施例的抛光头903的结构示意图，如图4所示，在优选的实施例中，抛光头903的下端设置有抛光垫909，抛光垫909对应漏液孔9031的位置同样开孔设置。抛光垫909可以将从漏液孔9031喷射出的电解抛光液均匀的输送到工件6待加工表面，并且还能保持抛光过程的平稳性。本实施例中，抛光垫909具体采用聚氨酯抛光垫，聚氨酯抛光垫开孔区域对准工件6的表面满足电解条件，发生电解腐蚀，聚氨酯抛光垫未开孔区域对准的工件6表面则由磨粒与聚氨酯抛光垫产生机械去除。
本申请提出了一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，对工件6进行抛光时，将工件6吸附在真空吸附夹具8并抵触在导电棒7上，然后利用机械臂1驱动抛光组件9移动到达指定的加工位置，通过驱动电机12驱动主轴901转动，主轴901带动抛光头903转动。同时打开电源3，通过正极电线和负极电线分别向工件6和抛光头903接入直流电源的正极和负极，使得工件6作为工作阳极，抛光头903作为工作阴极。然后打开电解抛光液循环过滤泵4，通过导液管11从定子9022的外侧壁通入电解抛光液，电解抛光液依次通过定子9022-转子9021-连接管907-主轴901的空腔9011流向抛光头903并从漏液孔9031喷射向工件6，从而形成了电解腐蚀条件，抛光垫909开孔区域对准工件6的表面满足电解条件，发生电解腐蚀，抛光垫909未开孔区域对准的工件6表面则由磨粒与抛光垫909产生机械去除。抛光池5中的电解抛光液通过导液管11被重新收集到电解抛光液循环过滤泵4中进行过滤并循环利用，从而提高了电解抛光液的使用率，且可实时向电解抛光液中添加磨粒。本申请通过机械臂1调整抛光头903的位姿，可加工任意曲面工件6，对工件6进行定点加工，且通过电解腐蚀和机械抛光的交替进行，在生成较薄氧化层时及时去除，通过控制工艺参数，可达到高精度的工件6表面。
显然，本领域技术人员在不偏离本申请的精神和范围的情况下可以作出对本申请的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本申请的权利要求及其等同形式的范围内，则本申请还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。
Claims (10)
1.一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，包括机械臂(1)，所述机械臂(1)的输出端设置有驱动电机(12)，所述驱动电机(12)的输出端设置有抛光组件(9)，所述抛光组件(9)包括主轴(901)、导电导液滑环(902)和抛光头(903)，所述主轴(901)的一端固定在所述驱动电机(12)的输出端，且另一端与所述抛光头(903)固定连接，所述导电导液滑环(902)的转子(9021)固定套设在所述主轴(901)上，所述抛光头(903)远离所述主轴(901)的一端开设有多个漏液孔(9031)；
所述抛光头(903)的下方设置有用于安装并抛光工件(6)的抛光池(5)，还包括导电模块和导液模块，所述导电模块用于将直流电源的正极和负极分别连接至所述工件(6)和所述抛光头(903)，所述导液模块用于向所述抛光头(903)内通入电解抛光液，以使所述电解抛光液从所述漏液孔(9031)喷向所述工件(6)。
2.根据权利要求1所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述导电模块包括导电棒(7)、电源(3)以及连接所述电源(3)的两根电线(2)，所述导电棒(7)设置在所述抛光池(5)上且与所述工件(6)连接，两根所述电线(2)分别为正极电线和负极电线，所述正极电线连接至所述导电棒(7)，所述负极电线连接至所述导电导液滑环(902)的定子(9022)，并通过所述导电导液滑环(902)的转子(9021)和所述主轴(901)将电流导入所述抛光头(903)。
3.根据权利要求1所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述导液模块包括电解抛光液循环过滤泵(4)和两个导液管(11)，其中一个所述导液管(11)连接所述电解抛光液循环过滤泵(4)和所述导电导液滑环(902)的定子(9022)，并通过所述导电导液滑环(902)的转子(9021)和所述主轴(901)将所述电解抛光液通入所述抛光头(903)，另一个所述导液管(11)连接所述电解抛光液循环过滤泵(4)和所述抛光池(5)的出液口。
4.根据权利要求3所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述主轴(901)的下端开设有供所述电解抛光液流通的空腔(9011)，所述抛光头(903)中空设置且上端开口设置，所述抛光头(903)的上端通过抛光头固定法兰(904)插接固定在所述空腔(9011)内。
5.根据权利要求1所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述抛光池(5)上设置有真空吸附夹具(8)，所述工件(6)吸附在所述真空吸附夹具(8)上，所述导电棒(7)设置在所述真空吸附夹具(8)的一侧且一端与所述工件(6)连接。
6.根据权利要求1所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述机械臂(1)的输出端固定有电机架(13)，所述驱动电机(12)固定在所述电机架(13)上，所述主轴(901)通过联轴器(10)与所述驱动电机(12)的输出端固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述导电导液滑环(902)的定子(9022)上端通过定子固定法兰(905)固定在所述电机架(13)上，所述导电导液滑环(902)的转子(9021)下端通过转子固定法兰(906)固定在所述主轴(901)上。
8.根据权利要求4所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述抛光头(903)插接至所述空腔(9011)内的一端与所述主轴(901)之间设置有密封圈(908)。
9.根据权利要求1所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述抛光头(903)的下端设置有抛光垫(909)。
10.根据权利要求1所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述电解抛光液中含有磨粒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210155681.3A CN114473816A (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210155681.3A CN114473816A (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN114473816A true CN114473816A (zh) | 2022-05-13 |
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ID=81482392
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| CN202210155681.3A Pending CN114473816A (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114473816A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115213804A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-21 | 北京博海康源医疗器械有限公司 | 电化学机械混合抛光装置及抛光方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107866615A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-03 | 常州工学院 | 一种组合电极电解机械磨抛复合加工装置及方法 |
| CN113182626A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-07-30 | 合肥工业大学 | 一种绳索驱动的柔性电解磨削加工工具 |
-
2022
- 2022-02-21 CN CN202210155681.3A patent/CN114473816A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| CN113182626A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-07-30 | 合肥工业大学 | 一种绳索驱动的柔性电解磨削加工工具 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115213804A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-21 | 北京博海康源医疗器械有限公司 | 电化学机械混合抛光装置及抛光方法 |
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