工件材料的的强度，硬度低时可选择较大的前角，反之应取较小的前角。加工特别硬的工件时，前角应很小甚至取负值；工件材料硬度强度较高时，为保证切削刃强度，宜取较小的后角。

加工塑性材料时，尤其是冷作硬化严重的材料应取较大的前角；若工件材质较软，塑性较大或宜加工，硬化时应加大后角。加工脆性材料可取较小的前角；由于切削力集中在刃区附近，宜取较小的后角。

粗 加工时，特别是断续切削，承受冲击性载荷对硬皮的铸锻件粗车时，为保证刀具足够的硬度，应适当减小前角。粗加工强力切削时，要求切削刃有足够强度，应取较 小的后角。精加工时，由于刀具磨损主要发生在切削刃区和后刀面上，增大后角可延长刀具使用寿命和提高已加工的表面质量。

工艺系统刚性差时，应适当减小后角并选取较大的前角。


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高 性能整体硬质合金小模数滚刀，主要用于加工各种金属及非金属小模数齿轮。这种滚刀外径分别为φ25，φ32，φ40三个系列。φ25直径系列，模数从 0.4-1.0mm；φ32直径系列，模数从0.4-1.5mm，φ40直径系列，模数从0.4-2.0mm。精加工等级分为：AAA级，AA级，A级， 可加工国标5-7级齿轮。根据滚刀的不同用途可进行TiN涂层，TiAIN涂层和其他种类涂层，以提高滚刀的切削性能。

按照齿轮制造工艺不同，滚刀齿形型式分为全切式和非全切式。非全切式滚刀只有顶刃和侧刃参加切削，而底齿不参加切削。而全切式滚刀除顶刃和侧刃参加切削，底齿也参加切削且沿着被加工齿轮的齿顶切去余量。


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硬质合金刀具滚削实际应用于切削性能差的齿轮材料，应首先查明不发生崩刃的安全区，并在该范围内选择切削速度。由于多数生产商为达到强力切削状态，提高生产效率多通过增加硬质合金滚刀的头数。需注意的事用多头硬质合金滚刀高速切削性能差的齿轮材料，热烈扩展引发的崩刃便容易发生。所以根据不发生初期崩刃的安全区放慢切削速度。当切削刃加上负前角后，刃口的强度提高，加之初期宏观崩刃不易发生的缘故，初期宏观崩刃的危险区域从切削速度高的方向缩小，安全区扩大。同时倒角量越大，各边界线的影线侧为安全区，发生初期宏观崩刃的危险区从切削高的区域缩小越明显。无前角和无侧角，个边界线的影线侧为安全区。进给量越大，不发生初期宏观崩刃的安全区从切削速度高的区域扩大越明显。这是偶遇作用于切削刃面的力，即作用局部的主切削分力方向的力远离刃口的缘故。由于硬质合金种类不同，主要发生初期宏观崩刃的安全区从切削速度高的区域开始出现的差异更为明显，硬质合金刀具材料种类的改良也是防止硬质合金崩刃的对策之一。


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硬质合金刀片滚刀的结构包含一个滚刀体，在它上面用螺钉拧上刀条和可转位硬质合金刀片，然后用封闭环封闭。其中刀条通过压紧螺钉固定在刀座里。圆柱刀体上有一条螺旋凹槽。槽的侧面根据刀体的引导进行了磨削。这个经磨制的圆柱外园部分总是保持在两个凹槽之间，对刀条起着支承作用。刀条上通过两个圆柱销在凹槽的引导下决定其位置。刀条是通过螺钉固定在刀体上。转位硬质合金刀片的刀座在刀体上作切向安装。在刀条上，刀座是交错排列的。这个用途是保持作用在刀体上的轴向的反作用力和在齿轮上的切向力尽可能地小。可转位硬质合金刀片必须完全覆盖刀具切削刃。可转位刀片的数量和它们的分布取决于刀片的尺寸和齿轮的尺寸。为了给予刮削或磨削最佳的预留量，可转位刀片硬质合金滚刀可以在齿轮上即产生根切或倒角。

对于m5-10的齿轮，滚刀的每一个刀齿只有一个刀片，它覆盖了全部的齿形长度。对于m11以上的齿轮，滚刀的每一个齿侧装有一个刀片来平衡相反侧面。在特殊情况下，它覆盖了全部的齿形长度。总之，这种滚刀是现代齿轮加工业高速，高效率，经济的理想刀具。


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随 着数控滚齿技术和刀具涂层技术的快速发展，硬质合金刀具齿轮滚刀的结构设计也在不断变化，主要体现在以下方面：①由于滚齿速度的不断提高，正前角滚刀的切 削性能优势已不明显，加上正前角滚刀的齿形较复杂，制造精度不易保证，因此正前角滚刀结构正逐渐被淘汰，而代之以零前角滚刀结构。目前除日本NACHI公 司还少量生产正前角滚刀外，国外其它齿轮生产厂几乎已不生产正前角滚刀。②滚刀头数的确定主要考虑滚齿加工效率的要求，滚刀的外径、长度、槽数等参数则需 根据刀具寿命要求来确定。设计滚刀时，通常首先确定每个刀齿的切削长度，再按重磨一次需加工的工件数确定滚刀的有效切削齿数，最后确定滚刀的外径、长度、 槽数等。③近年来，由于滚齿机快进、快退速度的提高，小径滚刀进退刀耗时少的优势已不明显，因此滚刀直径的确定主要取决于齿轮结构和槽数的要求。④为提高 加工效率，对于同一齿轮轴上需滚齿加工的不同齿轮，要求可在同一台机床上一次安装依次加工完成，这就要求一把滚刀上有多段不同规格的滚刀齿形，即将多把滚 刀集成为一体。


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硬 质合金滚刀的硬齿面滚齿加工的特点是：工件硬度高、切削过程断续和切削层很薄，在切削过程中，刀具承受着较大的冲击载荷、较高的切削温度和强烈的摩擦，因 此，对刀具切削部分材料的冲击韧性、耐磨性和耐热性的要求就很高。日本的硬质合金滚刀专家相蒲教授等通过试验，推荐采用P20类硬质合金，相当于我国国产 牌号YT14，该材料具有较高的耐磨性，再添加碳化锂等高温碳化物来提高刀片的冲击韧性和耐磨性，以获得良好的切削性能。

目前齿轮滚刀的使用方式可分为传统的湿式切削工艺和干式切削工艺两大类。用于湿式切削的齿轮滚刀材料主要采用M35+TiN和M35+TiNC，其中M35+TiN为主流材料，滚切速度通常为90～110m/min。用于干式切削的齿轮滚刀材料主要为ASP60+TiAlN，其滚切速度为160m/min。硬质合金滚刀主要用于干式切削，其滚切速度可达260m/min。根据滚切试验结果，ASP60+TiAlN滚刀用于干式切削的综合加工效能优于硬质合金滚刀。因此，在实际生产应用中ASP60+TiAlN滚刀的使用量远远大于硬质合金滚刀。

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采用硬质合金滚刀对硬齿面进行加工,革新了传统的硬齿面精加工工艺。首先,对于高精度的磨齿齿 轮来说,硬齿面滚齿能用很高的效率代替粗磨工序,切除轮齿的热处理变形,留下小而均匀的余量进行精磨,从而大大地提高了磨齿效率。其次,对于珩齿齿轮来 说,在珩齿前安排硬齿面滚齿,可以切除热处理变形,达到必要的精度,再进行珩齿加工,以充分发挥珩齿工艺光整加工的特长,弥补滚齿加工的不足。再次,对于 普通精度的淬硬齿轮来说,可以用硬质合金滚刀直接进行精滚加工,以最低的成本保证齿轮加工精度,这一点对于大、中型齿轮更有其技术经济意义。

硬 齿面滚齿加工的工艺路线大致如下:(1)磨齿齿轮(3~6级):滚齿-淬火-硬齿面半精滚-磨齿;(2)珩齿齿轮(6~7级):滚齿-淬火-硬齿面半精滚 -珩齿;(3)普通精度齿轮(7~9级):滚齿-淬火-硬齿面精滚硬齿面滚齿工艺的加工精度除了齿形精度外其它项目均可达到35级精度.


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在一般金加工中，采用硬质合金刀具进行切削加工时，一般都是不用冷却液的。这是因为刀具硬质合金的硬度大(HRC90左右)，允许工作温度高(可达1000℃)，在切削过程中，不用冷却液不影响切削加工，再加上硬质合金对骤热的敏感性较强，使用切削液往往会导致崩刀。因此，不必用切削液进行冷却。

但是，在切削加工中，硬质合金刀具的干切削，会使工件温升较快，容易产生热变形，直接影响到工件的精度。不用冷却液，切削过程的阻力较大，消耗的功率较多，会造成刀具的磨损增加，刀具的消耗增大。硬质合金刀具采用冷却液，不只是对刀具保护，更主要的是提高了加工的粗糙度和加工精度。因为在油基性切削液冷却的过程中，也对刀具和工件加工部位进行润滑，使表面加工质量有较大的提高。

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切削速度对钢的表面质量有较大的影响，据研究，其最佳切削速度为500～800m/min。目前，涂层硬质合金、金属陶瓷、非金属陶瓷、CBN刀具均可作为高速切削钢件的刀具材料。其中涂层硬质合金可用切削液。用PVD涂层方法生产的TiN涂层刀具其耐磨 性能比用CVD涂层法生产的涂层刀具要好，因为前者可很好地保持刃口形状，使加工零件获得较高的精度和表面质量。

金属陶瓷刀具目前占市场份额较大，以 TiC-Ni-Mo为基体的金属陶瓷化学稳定性好，但抗弯强度及导热性差，适于切削速度在400～800m/min的小进给量、小切深的精加工：用 TiCN作为基体、结合剂中少钼多钨的金属陶瓷将强度和耐磨两者结合起来，用TiN来增加金属陶瓷的韧性，其加工钢或铸铁的切深可达2～3mm。

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硬 质合金刀具使用铸铁材料时，对铸件，切削速度大于350m/min，称为高速加工，切削速度对刀具的选用有较大影响。当切削速度低于750m/min时， 可选用涂层硬质合金、金属陶瓷：切削速度在510～2000m/min时，可选用Si3N4陶瓷刀具；切削速度在2000～4500m/min时，可使用 CBN刀具。

铸件的金相组织对高速切削刀具的选用有一定影响，加工以珠光体为主的铸件在切削速度大于500m/min时，可使用CBN或Si3N4，当以 铁素体为主时，由于扩散磨损的原因，使刀具磨损严重，不宜使用CBN，而应采用陶瓷刀具。如粘结相为金属Co，晶粒尺寸平均为3µm，CBN含量大于 90%～95%的BZN6000在V=700m/min时，宜加工高铁素体含量的灰铸铁。粘结相为陶瓷(AlN+AlB2)、晶粒尺寸平均 为10µm、CBN含量为90%～95%的Amborite刀片，在加工高珠光体含量的灰铸铁时，在切削速度小于1100m/min时，随切削速度的增 加，刀具寿命也增加。

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