由于传统砂轮的磨粒呈无规则排布,无法实现磨粒的可控性排布,导致参与磨削的动态有效磨粒数减少,并且砂轮表面的容屑空间难以控制,极易造成磨削过程中砂轮和工件之间的磨粒堵塞,导致砂轮过早失效,工件磨削热损伤甚至正常加工都无法进行。此外,无序排布砂轮加工的表面粗糙度已经越来越难满足人们日益增长的表面质量需求。针对以上问题,将生物学中的叶序排布理论引入到CBN电镀砂轮的制备过程中来,通过叶序参数来约束砂轮表面的磨粒间距和磨粒密度,使其具有良好的磨粒空间位置填充和互补,这对于未来有序化排布电镀砂轮的磨削研究具有重要的指导意义。本文首先对磨粒有序化排布砂轮磨削工件表面粗糙度进行理论研究,通过研究传统粗糙度模型发现,对于现在的有序化砂轮,那些理论和经验模型已经不再适用,所以我们需要建立新的磨削工件表面粗糙度模型。对此,本文总结了两种磨粒有序化排布砂轮的磨削工件表面粗糙度模型。然后,为了了解有序化砂轮磨削钛合金的表面质量,将生物学的叶序理论引入到CBN电镀砂轮磨粒的设计当中来,采用紫外线感光干膜作为掩膜感光层来实现在砂轮表面磨粒的排布,利用光刻技术和复合电镀工艺技术制造出磨粒有序排布外圆砂轮,并对钛合金TC4进行磨削实验研究,获得了不同的进给速度及磨削深度对磨粒叶序排布,错位排布,无序排布砂轮磨削表面粗糙度的影响规律。实验结果表明:在相同的磨削条件下,与其它排布砂轮相比,磨粒叶序排布砂轮磨削工件表面得到的粗糙度值最小。最后,为了更好的了解在磨削过程中磨料不同排布砂轮磨削液在磨削接触区域内的流动状态,建立了磨削区流场的运动方程和边界条件,利用流体力学软件(Fluent)对磨粒族叶序排布砂轮、交错排布、矩阵排布及无序排布砂轮的磨削液流动状态进行对比仿真。结果表明:叶序排布砂轮磨削时磨削液在磨削区沿着叶列线沟槽均匀流动,有利于磨削热的传导和磨屑的及时排出。此外,利用Fluent软件对磨粒族不同排布砂轮的压力场进行对比仿真。结果表明:叶序排布砂轮的压力分布均匀,有利于磨削液进入磨削区。