随着信息技术、电子技术、航空航天技术的发展,对高效高精度低表面损伤的加工需求越来越多。现有的磨粒加工方法,可分为固着磨粒加工和游离磨粒加工。这些方法均难以满足高效高精无损伤的加工要求。在固着磨粒的加工中,磨粒是被结合剂完全束缚的。而在游离磨粒加工中,磨粒是完全自由的,处于无约束状态。本文提出了磨粒的约束状态是介于完全约束和完全自由之间的半固着磨具。在加工的过程中,磨粒可以在一定的范围进行位置的调整,使参与加工的磨粒数量增多,同时单颗磨粒上的加工压力小,故能在保证较好的加工精度的同时,保持较高的加工效率。如果在加工过程中混入硬质大颗粒,在加工压力的作用下硬质大颗粒会下陷到磨具内部,这样就能减缓硬质大颗粒带来的表面损伤。本文首先对上述概念的磨具建立初步的表面模型和力学模型,然后依据半固着磨具的力学模型选择某一树脂结合剂,称为SSB结合剂。再向磨具厂订制了一批SSB-1半固着磨具和自制SSB-2半固着磨具。采用纳米压痕技术得到了半固着磨具表层磨粒在加载时的“加载—位移”特征。测试结果表明:表层在磨粒受力时发生位置迁移。经过分析认为磨粒周围的树脂纤维的特性、数量、树脂纤维与磨粒的粘结作用对表层磨粒在加载时的“加载—位移”特征起到决定性影响。然后,再对磨具的宏观特性一一研究:硬度、抗剪强度、弹性模量、压缩比和回弹率、组织、大颗粒压入时载荷位移关系。经过分析,认为半固着磨具的微观结构决定了这些的宏观特性。这些宏观特性可以用最方便的硬度指标来定性把握。根据实验结果,重新对半固着磨具的力学模型进行修正,使之能比较好的解释实验结果。最后用已有的半固着磨具在一定的工艺参数条件下,进行硅片抛光实验、不锈钢加工实验,发现半固着磨具的特性和工艺参数影响了加工结果,并且实现了比游离磨粒研磨更高效,低粗糙度的加工效果。