模具钢材料作为最常用的模具材料之一，其很高的硬度、抗压强度以及耐磨性使得其在冲压模具和成型模具的制造中扮演着重要的角色。而精密磨削作为这种高硬度材料的主要加工方式，磨削过程产生的材料去除率的低下以及灵活性的缺乏使得对材料的加工变得十分的低效。激光加工技术作为一种新型的特种加工技术，其非接触加工、高精度、高效率等特性使其在一些微细加工的应用上有着传统机械加工方法无可比拟的优势。激光辅助磨削加工技术是激光加工技术与磨削技术的一种优势的组合，激光与磨削分别承担粗加工与精加工过程，可以在保证精度的前提下大大提高加工效率，同时解决了砂轮的大幅磨损问题。本文首先分析了飞秒、皮秒和纳秒激光加工的优缺点，选择出最适于本课题加工要求的激光器。根据实验条件选择面积推算法研究金属材料的烧蚀阈值，最终得到在脉宽为10ns的激光作用下Cr12的单脉冲烧蚀阈值为0.20J/cm2，并且计算出激光的束腰半径为54.5μm。通过不同脉冲数下烧蚀阈值的实验分析，得出烧蚀阈值随脉冲数目的变化规律。然后使用扫描电子显微镜观察烧蚀斑的表面形貌并进行元素能谱分析，得出了激光打孔过程的原理。再根据激光打孔原理深入研究纳秒激光与金属材料的相互作用的规律。最后从微结构加工工艺参数的理论研究、实验验证到工艺方案的设计，研究了纳秒激光在金属材料上加工微结构的工艺流程以及加工策略的制定。以V型槽为例，根据实际需要加工的目标微结构的尺寸，制定出一整套工艺路线，加工给定尺寸的V型槽和槽型阵列。