传统固结磨料砂轮和绝大多数电镀砂轮的磨料在砂轮表面呈无规则排布,且无法实现磨粒的可人为控制,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,砂轮工作表面容易出现堵塞现象,从而导致磨削温度和磨削力的升高,降低了砂轮的磨削性能。针对以上问题,本文提出将自然界仿生学中的叶序理论应用到电镀砂轮的制造过程中,使磨粒在砂轮表面呈现有序化排布,这将对改善砂轮的磨削性能有着重要的意义。首先,本文对仿生学中的两种叶序排布数学模型(H.Vogel数学模型和Van Iterson数学模型)进行分析,研究了上述两种模型中的叶序系数、发散角、磨粒半径对磨粒排布的影响,通过对影响结果的分析,选取最优参数对端面叶序排布砂轮和外圆叶序排布砂轮进行设计。重点分析了单颗磨粒叶序排布端面电镀砂轮的制造工艺及操作规范,并提出了一种制造磨粒族叶序排布外圆砂轮的新方法,即采用电解蚀刻法在外圆柱面上蚀刻出按不同叶序排布的凸台,在此凸台上进行电镀上砂,最终制造出了满足实验加工要求的叶序排布电镀砂轮。然后,对电镀砂轮表面磨粒的等高性的影响因素进行定性分析,并提出了改善砂轮表面磨粒等高性的方法,如对砂轮表面磨粒的挤压、基于微复制技术的制造方法和磨粒的筛选等,重点对磨粒筛选的原理、筛选工艺过程以及磨粒筛选结果进行分析,并选择筛选出的部分磨粒进行了等高性砂轮的制造。最后,对端面单颗磨粒叶序排布砂轮和外圆磨粒族叶序排布砂轮进行磨削性能实验,通过对端面砂轮表面磨粒磨损的测量和分析,得出了不同端面砂轮表面磨粒磨损量的关系,结果表明:端面等高性叶序排布砂轮的磨损量小于其他端面砂轮的磨损量;在单一因素条件下(砂轮速度ns、工件进给速度vw、磨削深度ap),分析了其对磨削试件的表面粗糙度、磨削温度、磨削力的影响,同时分析了外圆磨粒族砂轮的叶序系数h、工件进给速度vw、磨削深度ap对磨削试件表面粗糙度的影响,结果表明:叶序排布电镀砂轮的磨削性能优于其他排布的电镀砂轮。