随着信息技术、电子技术、航空航天技术的发展,对加工技术的要求越来越高,对高效高精度低表面损伤的加工需求越来越多。在现有超精密加工技术中,主要是固着磨粒加工和游离磨粒加工,两种加工方式下防止划痕、裂纹等表面损伤和提高加工效率是一对矛盾。为了缓和这一对矛盾,本研究中心提出将固着磨粒加工和游离磨粒加工进行整合的半固着磨粒加工技术,其核心是利用具有“陷阱”效应的半固着磨具进行超精密加工。本文参考常规磨具的制造工艺,依据半固着磨具的特性,对半固着磨具制造工艺进行了改进,提出了比较完善的加工工艺流程。参照传统磨具特性参数的各自不同特点,确定了可行的检测方案,并对硬度、吸水率、抗剪强度和压缩弹性模量等这几个磨具的关键的物理特性进行了检测和评价,初步确定了适用于加工的半固着磨具所应具备的物理特性。通过CCD、SEM和3D显微镜分析了半固着磨具的组织结构,获得了较为合适的结合剂及其浓度比例。以Nanopoli-100精密研磨抛光机为平台,采用硅片、铜片和不锈钢为工件,对不同结合剂种类、不同结合剂浓度、不同磨粒粒径和混合粒径的半固着磨具的加工特性进行了研究,结合剂浓度为35%的树脂磨具具有最高的性价比。以结合剂浓度为35%的树脂磨具为对象,通过正交实验分析了工艺参数对去除率和硅片表面粗糙度的影响,确定了磨粒粒度、加工载荷、磨具转速和研磨液流量等参数的最佳范围。并通过单因素实验法研究了这些工艺参数对抛光速率和抛光硅片表面粗糙度的影响规律,得到了相应的关系曲线。通过不锈钢和铜片加工实验对半固着磨具加工和游离磨料加工进行了对比,发现半固着磨具的加工去除率与游离磨粒加工相当,但是却可以获得更低的表面粗糙度;半固着磨具加工后的工件损伤层较小,因而对其进行终抛光所需的时间较短,初步实现了本文提出的半固着磨具同时兼顾效率和精度的加工。