工业革命时，随着机器化生产水平的不断提升以及机械制造业的蓬勃发展，对精密机械零件的需求日益增长。齿轮作为传动机构的核心部件，对其精确度与耐磨性的要求极高，因此迫切需要一种能够精准制造齿轮的机械设备。
19 世纪末，约瑟夫·R·布朗卢Joseph R. Brown与西安·夏普Lucian Sharpe创建了声名显赫的布朗&夏普公司Brown & Sharpe，发明了全球最早的精密齿轮切削设备，无疑填补了当时齿轮制造市场的空白。
布朗&夏普公司 Brown & Sharpe。
然而，今天我们要讲述的并非这两位古早的展成式齿轮加工工艺之父，而是沿用至今的现代插齿工艺的缔造者、新型插齿机及其专用刀具专利的发明者 —— 埃德温・R・费洛斯Edwin R. Fellows。
实际上，无论在国内还是海外，有关埃德温・R・费洛斯的资料都极为稀少且简短。在他卓越的发明创造面前，他的名气似乎显得有些不同寻常地 “位” 不配 “德”。下面，就聊聊他传奇的一生。
埃德温・R・费洛斯 Edwin R. Fellows。
1865 年 5 月 29 日，埃德温・R・费洛斯出生于美国康涅狄格州的托灵顿。他的父亲是托灵顿高中的校长，在当地以教学才能而颇有名气。
彼时的小埃德温・R・费洛斯在父亲的教导下，也展现出了非凡的数学天赋，假以时日，必定会成为一位出色的 “小镇做题家”。
可惜的是，埃德温・R・费洛斯刚上高中一年级，他的父亲就与世长辞。
家里的顶梁柱轰然倒塌，这使得埃德温・R・费洛斯不得不去当百货商店店员，而他的母亲也不得不接纳家庭寄宿者。
幸运的是，其中一位名叫詹姆斯・哈特尼斯James Hartness的寄宿者，既是当时佛蒙特州斯普林菲尔德机床行业的开拓者，也是埃德温・R・费洛斯的至交好友。
詹姆斯・哈特尼斯James Hartness
在他的劝说下，埃德温・R・费洛斯最终进入了他的公司 —— 琼斯&兰姆森机器公司Jones and Lamson Machine Tool Company。
可以说，是他改变了埃德温・R・费洛斯的一生，让其有了在工业领域发光发热的机会。
1889 年，高中毕业的埃德温・R・费洛斯迁至斯普林菲尔德。起初，他只是螺丝制造机生产线上的一名基层工人，但正如金子总会发光，没过多久，他便被调至绘图部门。
在此期间，他对制造齿轮的问题产生了极为浓厚的兴趣。
但，制造齿轮需要依据众多的数学原理，以多种不同形式进行精确成型，包括直齿轮、蜗轮、斜齿轮以及螺旋锥齿轮等，涉及到对渐开线摆线、外摆线和内摆线曲线的研究等理论，十分繁杂。
埃德温・R・费洛斯虽然具备顶级的数学天赋，但仅靠他高中毕业的知识储备显然是不够的。
琼斯&兰姆森 J&L 的宣传手册。
好在当时的琼斯&兰姆森机器公司也算得上人才济济，比如詹姆斯・哈特尼斯本身也是一个极具天赋的机床设计师。
而，在他们的指导下，仅仅花费了七年时间，也就是在 1896 年，31 岁的埃德温・R・费洛斯就完全开发出一种新的齿轮切削方法。
这种方法与以往的截然不同。
以往的方法是使用成形刀具逐个加工齿轮齿，然后将毛坯分度至下一个齿位。这种方法在生产车间存在诸多缺点，例如操作缓慢、可能出现不准确的分度，进而导致齿距不准确，以及难以将齿轮加工成精确且能平稳运行的轮廓。
而埃德温・R・费洛斯极具魄力地构思出一种全新方法，即齿轮刀具本身是一个带有硬化切削刃的齿轮，与齿轮毛坯一同旋转，仿佛它们是一对齿轮。在这个过程中，无需中间模板或其他类型的机械导向来成型齿轮。
费洛斯早期制造的齿轮案例图。
这种方法使得刀具与毛坯始终保持接触，因而加工出的齿轮质量较以往更高，在使用中更加可靠，运行也更为安静。该过程的关键在于淬火刀具的卓越质量，这种刀具形状如同齿轮，并按照所需齿形的精确轮廓进行磨削。
这与当时声名远扬的英国桑德兰Sunderland制造的刨齿机形成了鲜明对比。
在桑德兰系统中，只需要少量的刀具库存，因为只要齿距和压力角相同，每个刀具都可以切削任意数量的齿。然而，桑德兰仅限于制造较大的齿轮，而费洛斯的机器却能够大量生产各种齿轮，小到机械仪器中使用的齿轮，大到用于转动战舰炮塔的巨大齿轮。
英国桑德兰 Sunderland 宣传海报。
因此，埃德温・R・费洛斯得到了包括哈特尼斯和威廉・D・伍尔森William D. Woolson在内的几位斯普林菲尔德实业家的支持。
1896 年 7 月 13 日，在实业家举行会议期间，费洛斯齿轮插齿机公司Fellows Gear Shaper Company正式成立。埃德温・R・费洛斯成为公司经理，威廉・D・伍尔森担任总裁。
公司成立后，便在斯普林菲尔德建立了一个制造工厂，并从菲奇堡机械厂Fitchburg Machine Works订购了一台原型机。
菲奇堡机械厂 Fitchburg Machine。
实际上，埃德温・R・费洛斯真正的第一台实验机器，即 36 英寸插齿机，已于 1896 年初由马萨诸塞州菲奇堡机器厂Fitchburg Machine Works制造完成，只是这个特定型号从未被出售。
次年，1897 年，费洛斯齿轮插齿机公司名义上的第一台称为 “6 型” 的插齿机从黑河附近珍珠街的全新工厂中推出。该工厂规模很小，仅拥有七名员工以及价值 50 万美元的机床工具。费洛斯齿轮插齿机公司的第一位客户是伍斯特的机床制造商普伦蒂斯兄弟公司Prentice Brothers of Worcester。
有趣的是，就像第一台售出的布里奇波特Bridgeport的铣床一样，第一台费洛斯机器也以以旧换新的方式被埃德温・R・费洛斯收回，并经过适当重新喷漆后，赠送给了纽约科学与工业博物馆New York Museum of Science and Industry。
费洛斯 6 型插齿机。
在 20 世纪的头几十年里，费洛斯公司正好赶上了汽车和卡车制造的巨大繁荣，在相关行业中也得到了越来越广泛的应用。
时间来到 1917 年，埃德温・R・费洛斯成为公司总裁兼总经理。此时，公司已经开发出了采用往复运动的齿轮状刀具的齿轮生成机、带有蜗轮驱动的自锁分度轮系统（用于控制齿轮生成机中的刀具和工件）、用于磨削齿轮渐开线曲线的方法、磨削的标准齿轮、用于制造斜齿轮的齿轮状刨削工具等相关技术及产品。
插个题外话，1921至1923年，埃德温・R・费洛斯的贵人兼好友詹姆斯·哈特尼斯当选了美国佛蒙特州第 58 任州长。
言归正传，到 1924 年，在埃德温・R・费洛斯的领导下，费洛斯齿轮插齿机公司雇佣了 700 名员工，每月能够生产 100 台齿轮插齿机和 4000 个刀具。该公司的齿轮插齿机也被评价为 “汽车制造中最重要的工具之一”，并在二战期间担任起最主要的齿轮生产工具制造商。
费洛斯工厂旧照。
二战期间，费洛斯齿轮插齿机公司的工厂扩大，员工人数达到 3300 人的峰值，其中包括 400 名女性。该公司的齿轮成型机械在生产能力上跨度极大，能够生产直径从 100 英寸到 1/16 英寸的齿轮。
到战争结束时，费洛斯齿轮插齿机公司的机器被部署在国防承包商的工厂中，为飞机发动机、坦克、仪器、相机、保险丝和其他战时物资生产齿轮部件。
其中就包括飞机螺旋桨轴毂（特殊盘形机）、飞机发动机曲轴上的花键（水平 Z 型）、坦克变速器的斜齿轮（15B 型齿轮抛光机）、飞机发动机的螺旋桨齿轮（24 型液压齿轮研磨机）、用于飞机仪表、航空相机、炸弹引信等的细齿距齿轮（直线齿轮生成机）等。
不幸的是，当埃德温・R・费洛斯于 1945 年 5 月 21 日与世长辞后，费洛斯齿轮插齿机公司也和其他一些当时炙手可热的美国公司一样，沉浸在自我满足的幻想中，故步自封，最终被外国竞争所超越。
2002 年，费洛斯齿轮插齿机公司正式宣布破产，并清算资产，关闭了大门。被美国伊利诺伊州罗克福德的伯恩 & 科赫公司Bourn & Koch低价收购。
伯恩 & 科赫公司 Bourn & Koch。
手握 39 项与齿轮成型、生成、磨削和测量机器相关的专利与富兰克林研究所授予的约翰・斯科特奖章的一代工业巨头，便如此寂然地消失在了时间长河，悄无声息，就连所余资料也只寥寥几笔，喟然叹息。
