随着现代加工制造技术的不断发展,对数控机床加工精度和加工效率的要求进一步提高。滚动导轨具有运动灵活、不易发生爬行和摩擦系数小等特点,已广泛应用于数控机床、精密电子机械、测量仪器以及工业机器人。在实际使用过程中,滚动导轨承受着周期性的交变应力,使得导轨表面出现疲劳磨损,严重影响加工产品的质量,甚至隐藏着巨大的安全隐患。基于此,本论文从仿生学角度出发,观察长年生活在砂石当中具有优异耐磨性能的生物体体表硬质单元体的分布形态和分布密度,抽象出单元体间距s=1, 2, 3, 4, 5 mm的点状、条纹和网状的表面形貌。通过正交实验实现激光熔覆加工参数的优化,将优化后的参数用于不同表面形貌的新型仿生导轨的制备。利用自主开发的速度、载荷和滚柱直径可变的往复式滚动磨损试验机,实验性地研究新型仿生导轨在滚柱直径分别为4, 7和10mm情况下的耐磨性能。通过控制变量法,考察不同因素对新型仿生导轨耐磨性能的影响规律。研究结果表明,新型仿生导轨的耐磨性能是仿生形态、单元间距和滚柱直径综合作用的结果;与传统机床滚动导轨相比,新型仿生导轨的耐磨性能提高了 80%以上;不管是点状、条纹还是网状仿生形态,在滚柱直径为10 mm的情况下,新型仿生导轨的磨损深度随单元间距的增加而增加;在滚柱直径为4mm和7mm的情况下,随单元间距的增加而减少。本研究为开发耐磨性能更加优越的新型仿生导轨提供实验依据和理论支撑,对推进工程仿生学的发展、研究具有自主知识产权的高新技术、促进原始创新具有重要的社会意义。