随着制造技术的飞速发展,磨削加工技术已成为现代制造业中实现精密及超精密加工最有效的加工方法,在实际生产中得到了广泛的应用。传统砂轮表面的磨粒呈随机分布状态,磨削加工过程中真正参与磨削的有效磨粒数只占磨粒总数的很小一部分,而且砂轮表面不能形成良好的容屑空间以便于磨屑的排出及冷却液的流动,从而导致了磨削过程中砂轮易阻塞、磨削温度较高,并且不宜采用较大的磨削深度,限制了磨削的加工效率。因此,如何使砂轮表面的磨粒规则有序的排布从而提高砂轮的磨削性能及磨削效率,成为磨削领域关注的热点问题。本文首先从几何角度分析了有序排布对有效磨粒数的影响机理,并分别介绍了有序排布对磨削力、磨削温度和磨削表面粗糙度的影响机理其次结合叶序理论及磨削原理,将磨削力分为切削变形力和摩擦力,切削变形力又进一步分为切屑变形力和耕犁力,推导出叶序排布外圆电镀砂轮在较大切深磨削条件下的磨削力数学模型。再次详细介绍了磨粒叶序排布砂轮的制备过程,其中的关键是叶序掩膜的制备及选用合适的上砂方法。本文利用光刻技术,选择合适的曝光时间制备出良好的叶序掩膜,同时采用分段上砂的方法,获得了较高的上砂率。最后按照磨削试验方案,完成了磨削实验采集了磨削力的相关实验数据,为研究磨粒不同排布形式的砂轮的磨削力提供了相关的数据支持,进行实验值与数学模型计算值的对比。结果发现,叶序化排布磨粒砂轮在各自相同的实验条件下,与错位排布磨粒砂轮、矩阵排布磨粒砂轮和无序排布磨粒砂轮相比,有较小的磨削力。同时还可以发现,磨粒有序化比无序化排布在磨削力方面有更好的表现。