结构化表面有着诸多光滑表面不具备的功能,在机械工程领域中应用最为广泛的就是被用于降低零件表面的流体拖曳阻力,从而改善了零件在流体中的运动性能。因此,如何实现结构化表面的高效制造已成为机械加工领域的研究热点。本文基于生物学中的叶序排布理论,将该模型应用到滚磨砂轮有序化排布中,并提出应用该滚磨砂轮滚磨结构化表面的方法。为了探索结构化表面的滚磨机理,对叶序排布超硬磨粒滚磨砂轮的滚磨加工过程进行了运动学仿真研究,获得了转速比、轴向进给速度、滚磨深度、安装角、叶序系数等参数的变化对结构化表面形貌的影响规律。选择合适的加工参数仿真出不同排布的沟槽和凹坑表面,证明了应用滚磨砂轮加工结构化表面的可行性。根据仿真参数设计并电镀制造出了多种排布的滚磨砂轮。在整个工艺流程中,通过大量的对比实验,对磨粒分选、掩膜孔尺寸、电镀液配比、电镀工艺和条件、电镀后滚磨砂轮的检测、不合格品镍层去除等进行了分析。研究出一套完整的电镀滚磨砂轮的工艺流程,为后续的滚磨实验打下坚实基础。设计了实验方案,在DUM50加工中心中完成了滚磨实验,并使用轮廓仪测量了加工出各表面的微观形貌,并分析了产生瑕疵的原因。验证了仿真对相关加工参数对结构化表面形貌影响规律的预测,获得了预期的结构化表面,证明了应用滚磨方法加工结构化表面是可行的。结果表明:砂轮与工件之间的转速比决定了沟槽的数量,且转速比越大沟槽间距越小;轴向进给速度越小,加工出沟槽表面的表面波纹度越低,当轴向进给速度超过临界轴向进给速度时,将无法形成沟槽表面;磨削深度越深磨痕截面尺寸越大,磨痕长度越长。因此,加工结构化沟槽表面应该选择最大转速比,较小的轴向进给速度和较大切深。