鱼鳞结构化表面能够改善物体的接触性能,有效降低物体在流体中运动时表面所受到的流体阻力。由于鱼鳞结构化表面优良的流体减阻性能,如何在工程实际应用中制造出鱼鳞表面也成了一个人们关注的热点问题。目前,鱼鳞结构化表面的制造方法主要有微热压印法、微塑铸法、软刻技术、超声振动辅助铣削法以及激光雕刻技术等。但是,在面对大批量生产和难加工材料时,以上方法在大批量制备鱼鳞结构化表面时都有各自的局限性。本文从鱼鳞结构化表面的形态特征出发,分析其单元的结构与排布属性,提取相应的拓扑特征参数。结合提取的拓扑特征参数,建立相应的鱼鳞结构化表面模型。从点集拓扑学的角度,结合磨削运动相关分析以及“同胚”变换相关问题,设计并制造出了鱼鳞结构化砂轮。在设计鱼鳞结构化砂轮时,结合鱼鳞结构化表面的拓扑特征参数以及鱼鳞结构化表面创成条件,设计了横向与纵向不同排布的鱼鳞结构化砂轮。针对某方向排布,结合磨削相关参数,设计了不同砂轮半径、磨粒簇单元轮廓尺寸不一的几组砂轮。建立了磨粒运动轨迹方程,基于MATLAB软件进行了磨削运动学仿真,讨论了不同磨削参数对鱼鳞结构化表面形貌的影响,依据仿真结果,优化鱼鳞结构化砂轮的设计,确定砂轮的特征参数,及对应的磨削参数。使用电镀方法制造出设计的鱼鳞结构化砂轮,通过磨削实验讨论了鱼鳞结构化砂轮磨削工件表面的相关理论,并将实验结果与仿真结果进行对比,得出相关结论。研究结果表明:根据鱼鳞结构化表面相关参数设计两种排布方向的鱼鳞结构化砂轮可以在平面工件内磨削出鱼鳞结构化表面。砂轮表面的鱼鳞结构化单元的长度以及排布间距与磨削参数以及鱼鳞结构化表面的特征参数有关。通过数据分析,当鱼鳞结构化砂轮相关参数及磨削参数满足边界条件时,能磨削出相互搭接的鱼鳞结构化表面。在结构化砂轮特征参数不变的条件下,改变磨削参数可以磨削出表面鱼鳞单元呈不同结合状态的鱼鳞结构化表面,主要是相离、相接和相交三种形式。