现代高性能齿轮箱通常需要专门设计的齿轮几何形状，以满足特殊工程机械应用的需求。 齿轮经过专门设计，可提高齿根的强度并降低啮合噪音。 通过改变压力角或增加齿轮轮廓来增强齿的强度，通过增加齿轮之间的接触比来降低齿轮的啮合噪音。 一般来说，增加齿的高度或齿轮的螺旋角可以达到更大的接触比; 改变啮合角度或调整齿轮轮廓几何形状以提高根部强度; 或者增加齿轮之间的接触面积和啮合，以降低啮合噪音。
通常，滚齿工艺的设计符合齿轮的形状几何形状（用于硬加工或直接应用）并优化制造成本。 为了获得定制的齿轮，需要定制标准化的刀具轮廓，而这些刀具往往会随着使用过程而磨损，这不可避免地会影响齿轮的加工精度。
齿轮模拟了切削载荷对刀具轮廓磨损的影响，由此产生的磨损现象与刀具寿命相关。 齿轮加工**软件提供数字信息，如切削长度、切屑厚度、间隙，以及每个点的角度和啮合切削刃产生的位置。 此外，最大相对刀尖切屑去除量描述了前刀尖区域的变形载荷。 一维载荷参数理论并不能完全解释被测齿轮箱的磨损行为。 滚齿工艺的一个特点是沿切削刃的切屑厚度存在偏差，单片可达5 300 mm，有限元模拟中切削单元尺寸的增加并没有减少计算时间。 滚齿过程的有限元模拟如图 1 所示。
根据带刀尖的标准参考刀具轮廓，刀尖半径为 ap0=02Mn，Mn是工具的法向模量。 使用值 ap0,1=02mn 用于不同的尖端半径 ap0,2=03mn 和 ap0,3=0分析了4mn的磨损效果。
在切削试验中，增加刀尖半径会影响刀具寿命。 根据刀具寿命的不同，水平进给的切削速度也随着半径的增加而增加。 将尖端半径从 0 移开2mn 为 0根据框架条件，4mn，VC的值增加7%至30%。 当接合时，尖端磨损更集中在前刀尖端区域的小尖端半径的轮廓中。 在图 2 中，将尖端半径的增加与尖端磨损进行了比较。
齿尖半径对齿轮磨损的影响与切片变形有关。 在滚齿过程中，切屑材料从尖端和侧面方向流过前刀面，当尖端半径较小时，切屑材料在两个齿面之间流动，切片材料被压缩变形; 刀尖半径越大，前刀面上的挠度减小，该刀尖面积产生的切片体积之比减小，这意味着刀尖半径越大的刀具将减小整体变形载荷。
在滚齿快速切削仿真中，当根据边界条件轮廓角度取ap0,1=158和ap0,2=208时，齿轮轮廓的这种变化会导致不同的磨损效应。 在有限元加工过程中，切屑在一定切削弧度抽真空时刀具前端温度的变化如图3所示（通过前刀面方向**）温度升高，轮廓角度较大的刀具临界新月磨损较快，切削速度降低5%。
通常，较大的轮廓角度会导致齿轮侧面的间隙角增加。 仿真表明，在整个翼面上，有效间隙角从起始尖端半径增加到最大尖端半径。 实际模拟的侧翼间隙角从 225° 至 30°，当后刀角增大时，较大的切削后倾角减小了刀具后刀面与工件材料之间的摩擦载荷，使刀具的侧磨减慢，见图4。
除了间隙角的变化规律外，当轮廓角增大时，切削长度减小，从而导致刀具寿命增加。 估计的轮廓角从 158 增加到 258，因此，刀具增加了进给切削速度的 6% 和 18%。
螺旋角是由工件几何尺寸决定的参数，对刀具的磨损有很大的影响。 除螺旋角 25 的主体除了 8° 的标准齿轮外，还参考了螺旋角为 0° 的正齿轮。
在这两种情况下，正齿轮都会导致刀具寿命缩短，相应地，新月形磨损会导致后刀刃宽度的磨损，如图 5 所示。
新月形磨损更早出现在牙齿的前翼区域。 此外，后刀面磨损发展得更快，第一次切削齿轮会导致更多的磨损。
特别注意极端的后刀面磨损，这主要是由于切削长度 （+32%） 和切屑厚度 （+5%） 的螺旋角减小。 在此之后，切片体积也随之增加，刀具尖端区域的总载荷随着切屑体积的增加而相应增加，反映了前耙面上载荷的差异，如图6和图7所示。
水平切割正轴时，速度设置在较低水平（DVC10=8% 32%），齿轮和斜齿轮的切割量比较稳定。
通过过程模拟，得出以下结论：
在滚齿过程中改变刀具轮廓或齿轮螺旋的角度会导致刀具寿命发生变化。
对齿轮加工过程中的不同磨损机制和磨损行为变化进行了建模，有限元仿真分析使得在加工新齿轮时无需进行第二次工艺仿真即可评估刀具轮廓。
根据对齿轮加工刀具的评价设计标准，应用优化的滚齿刀具并选择相应的切削参数，可以降低加工成本。