現代高效能齒輪箱通常需要專門設計的齒輪幾何形狀，以滿足特殊工程機械應用的需求。 齒輪經過專門設計，可提高齒根的強度並降低嚙合噪音。 通過改變壓力角或增加齒輪輪廓來增強齒的強度，通過增加齒輪之間的接觸比來降低齒輪的嚙合噪音。 一般來說，增加齒的高度或齒輪的螺旋角可以達到更大的接觸比; 改變嚙合角度或調整齒輪輪廓幾何形狀以提高根部強度; 或者增加齒輪之間的接觸面積和嚙合，以降低嚙合噪音。
通常，滾齒工藝的設計符合齒輪的形狀幾何形狀（用於硬加工或直接應用）並優化製造成本。 為了獲得定製的齒輪，需要定製標準化的刀具輪廓，而這些刀具往往會隨著使用過程而磨損，這不可避免地會影響齒輪的加工精度。
齒輪模擬了切削載荷對刀具輪廓磨損的影響，由此產生的磨損現象與刀具壽命相關。 齒輪加工**軟體提供數字資訊，如切削長度、切屑厚度、間隙，以及每個點的角度和嚙合切削刃產生的位置。 此外，最大相對刀尖切屑去除量描述了前刀尖區域的變形載荷。 一維載荷引數理論並不能完全解釋被測齒輪箱的磨損行為。 滾齒工藝的乙個特點是沿切削刃的切屑厚度存在偏差，單片可達5 300 mm，有限元模擬中切削單元尺寸的增加並沒有減少計算時間。 滾齒過程的有限元模擬如圖 1 所示。
根據帶刀尖的標準參考刀具輪廓，刀尖半徑為 ap0=02Mn，Mn是工具的法向模量。 使用值 ap0,1=02mn 用於不同的尖端半徑 ap0,2=03mn 和 ap0,3=0分析了4mn的磨損效果。
在切削試驗中，增加刀尖半徑會影響刀具壽命。 根據刀具壽命的不同，水平進給的切削速度也隨著半徑的增加而增加。 將尖端半徑從 0 移開2mn 為 0根據框架條件，4mn，VC的值增加7%至30%。 當接合時，尖端磨損更集中在前刀尖端區域的小尖端半徑的輪廓中。 在圖 2 中，將尖端半徑的增加與尖端磨損進行了比較。
齒尖半徑對齒輪磨損的影響與切片變形有關。 在滾齒過程中，切屑材料從尖端和側面方向流過前刀面，當尖端半徑較小時，切屑材料在兩個齒面之間流動，切片材料被壓縮變形; 刀尖半徑越大，前刀面上的撓度減小，該刀尖面積產生的切片體積之比減小，這意味著刀尖半徑越大的刀具將減小整體變形載荷。
在滾齒快速切削模擬中，當根據邊界條件輪廓角度取ap0,1=158和ap0,2=208時，齒輪輪廓的這種變化會導致不同的磨損效應。 在有限元加工過程中，切屑在一定切削弧度抽真空時刀具前端溫度的變化如圖3所示（通過前刀面方向**）溫度公升高，輪廓角度較大的刀具臨界新月磨損較快，切削速度降低5%。
通常，較大的輪廓角度會導致齒輪側面的間隙角增加。 模擬表明，在整個翼面上，有效間隙角從起始尖端半徑增加到最大尖端半徑。 實際模擬的側翼間隙角從 225° 至 30°，當後刀角增大時，較大的切削後傾角減小了刀具後刀面與工件材料之間的摩擦載荷，使刀具的側磨減慢，見圖4。
除了間隙角的變化規律外，當輪廓角增大時，切削長度減小，從而導致刀具壽命增加。 估計的輪廓角從 158 增加到 258，因此，刀具增加了進給切削速度的 6% 和 18%。
螺旋角是由工件幾何尺寸決定的引數，對刀具的磨損有很大的影響。 除螺旋角 25 的主體除了 8° 的標準齒輪外，還參考了螺旋角為 0° 的正齒輪。
在這兩種情況下，正齒輪都會導致刀具壽命縮短，相應地，新月形磨損會導致後刀刃寬度的磨損，如圖 5 所示。
新月形磨損更早出現在牙齒的前翼區域。 此外，後刀面磨損發展得更快，第一次切削齒輪會導致更多的磨損。
特別注意極端的後刀面磨損，這主要是由於切削長度 （+32%） 和切屑厚度 （+5%） 的螺旋角減小。 在此之後，切片體積也隨之增加，刀具尖端區域的總載荷隨著切屑體積的增加而相應增加，反映了前耙面上載荷的差異，如圖6和圖7所示。
水平切割正軸時，速度設定在較低水平（DVC10=8% 32%），齒輪和斜齒輪的切割量比較穩定。
通過過程模擬，得出以下結論：
在滾齒過程中改變刀具輪廓或齒輪螺旋的角度會導致刀具壽命發生變化。
對齒輪加工過程中的不同磨損機制和磨損行為變化進行了建模，有限元模擬分析使得在加工新齒輪時無需進行第二次工藝模擬即可評估刀具輪廓。
根據對齒輪加工刀具的評價設計標準，應用優化的滾齒刀具並選擇相應的切削引數，可以降低加工成本。