现代化加工对模具的要求日益提高,越来越多的模具表面为自由曲面并呈现高硬度、高耐磨性的趋势。在传统的加工方法中,游离磨粒针对自由曲面能得到较好的仿形度,但低切削力难以实现对高硬度、高耐磨表面抛光的高效性,而刚性磨具与加工表面难以形成理想的面接触,因而应用范围受到较大限制。针对高硬度、高耐磨性的自由曲面模具加工的特性,本文综合考虑加工工具的仿形度及有效切削力,提出了一种新型的软固结磨粒气压砂轮的光整加工技术。该技术将磨粒固结在高聚物气压砂轮表面,利用气压砂轮的弹性支撑对自由曲面形成理想的面接触及有效切削力,进而获得理想的加工效率和质量。本文的主要工作如下:1)介绍了软固结磨粒气压砂轮的光整加工技术,确立了软固结磨粒气压砂轮的结构形式以及材料组成;从化学性质、物理性质、受力情况、允许工艺等角度,分析了胶黏剂材料的选择依据和粘结性质。2)针对层状结构的软固结磨粒气压砂轮,提出了两种软固结磨粒气压砂轮的制作工艺方案;对已成型的气压砂轮,建立了表面质量无损性、下压量、硬度、磨粒脱落率等四个性能评价指标。3)基于层状弹性体系结构形式,推导两层高聚物的应力与位移分量计算公式,得到了含有材料性能参数的计算表达式。4)建立软固结磨粒气压砂轮的模型,对橡胶层、粘结层、磨粒层的应力分布进行仿真分析,探讨各层厚度变化对应力分布的影响,得到最佳的橡胶层厚度3mm,粘结层厚度0.5mm。5)制备了10个不同材料成分和组分的软固结磨粒气压砂轮进行实验研究和性能测试,得到了酸性硅酸酮密封胶为优选的胶黏剂;优选基础上制备6个不同粘结层厚度的软固结磨粒气压砂轮,探究其厚度对加工效果的影响,获得了粘结层厚度0.5mm时效果最佳。本论文的研究成果为提升高硬度、高耐磨性自由曲面模具的光整效率和质量提供了一定的理论指导意义,具有一定的技术借鉴价值。