建立了一種應用于高硬度、高耐磨性自由曲面光整的新型軟固結磨粒氣壓砂輪模型。首先,根據材料特性確定了該模型的三種材料,并計算了兩相模型的彈性模量,研究了強度極限;其次,對各層應力分布進行仿真分析,研究各層厚度對應力的影響;最后,將制作出的軟固結磨粒氣壓砂輪用于拋光實驗,得到一系列加工結果。仿真結果表明:雙彈性體厚度值與應力值成反比,磨粒層厚度值與應力值成正比;對模型進行優化,磨粒層受力明顯增大,即拋光作用力顯著增大,力傳遞效果較好,且最佳黏結層厚度為0.5mm。實驗結果表明:黏結層厚度為0.5mm時,加工效果最佳。