Colaboración
ARTE
BELLEZA Y BIENESTAR
ARTESANÍA
CULTURA E HISTORIA
ENTRETENIMIENTO
MEDIO AMBIENTE
COMIDA Y BEBIDAS
INGENIERÍA INVERSA
CIENCIAS
DEPORTES
TECNOLOGÍA
TECNOLOGÍA VESTIBLE
Fellows Gear-Shaper Cutter (US 579,708): Los modelos 3D
Traducido
3DBonanza

Creado por

3DBonanza

1. octubre 2026US
70
0
0
0
0

Fellows Gear-Shaper Cutter (US 579,708): Los modelos 3D

Siete modelos 3D de la patente de la fresadora de engranajes de Edwin R. Fellows, US 579,708 (1897): la fresa para engranajes de la Fig. 11 con el engranaje de 40 dientes y la corona dentada interna de 60 dientes que corta, la fresa para ruedas dentadas de cadena de la Fig. 20 con su rueda dentada, y la fresa de cuatro lóbulos de la Fig. 21 con la barra cuadrada que corta.

Cada modelo tiene su propio paso, después del paso que lo explica. El último paso cubre la impresión de los siete.

Intermedio
Varias horas de impresión; el slicer indica el tiempo exacto

Instrucciones

1

El cortador de la Fig. 11

El cortador c de Fellows es "un cuerpo en forma de engranaje de acero endurecido" con proyecciones alternas 2 y rebajes 3. Los extremos de las proyecciones forman una serie de dientes de cepillado de metal. Su extremo exterior 4 está "ligeramente rebajado o biselado", de modo que el ángulo de corte de cada diente es ligeramente agudo, lo que le proporciona ángulo de ataque. La holgura se obtiene inclinando el eje del cortador con respecto al eje de la pieza en bruto, no mediante el alivio de los dientes, por lo que los dientes son rectos. En la Fig. 11 el cuerpo es de una sola pieza con un vástago cónico y tiene un hueco cónico en su extremo de corte.
2

La fresa tipo engranaje (Fig. 11) en 3D

Sus proporciones están escaladas a partir de la Fig. 11. La patente no da dimensiones, por lo que el número de dientes, el módulo y el ángulo de presión son opciones estándar indicadas. Es un modelo de exhibición y didáctico, no una herramienta de trabajo.

Gire la fresa en el visor y observe la cara de corte cóncava y el hueco cónico. Se construyó en FreeCAD a partir de un perfil de diente de evolvente exacto y se guardó como una única malla .blend unida. Se abre en Blender gratuito.

Archivo de DisenoBLEND1 ADA
Ver Producto

Herramientas necesarias:

Ordenador de sobremesaOrdenador de sobremesa
3

Cómo el cortador fabricó estos dientes

En la máquina de Fellows, la pieza en bruto "se hace girar paso a paso al unísono con el cortador" mientras el cortador se desplaza alternativamente sobre ella, y cada carrera va arrancando un poco de metal. Su especificación recoge el resultado: "El cortador genera la forma de la curva de cada diente de engranaje tallado en la pieza en bruto, de modo que cada diente tallado es teóricamente correcto", y "Un solo tamaño de cortador para un paso dado tallará engranajes de cualquier tamaño". Este modelo se fabricó de la misma manera. El cortador de 24 dientes se hizo rodar una vuelta completa alrededor de una pieza en bruto de 105 mm en 2400 posiciones, y cada posición se restó de la pieza en bruto.
4

El engranaje de 40 dientes que talla, en 3D

Ningún diente fue dibujado a mano. Los flancos salieron como evolventes verdaderas, y las puntas de la herramienta de corte dejaron un redondeo curvo en la raíz, como en un engranaje real tallado con herramienta. El número de dientes, el ancho de cara y el diámetro del agujero son opciones establecidas; la patente no da dimensiones.

Gira el engranaje en el visor y observa la curva donde cada flanco se une a la raíz. Las puntas de la herramienta de corte hicieron esa curva, y nadie la dibujó. Se construyó en FreeCAD y se guardó como una única malla .blend unida, editable en Blender gratuito.

Archivo de DisenoBLEND1 ADA
Ver Producto

Herramientas necesarias:

Ordenador de sobremesaOrdenador de sobremesa
5

Un solo cortador, por dentro y por fuera

Especificación de Fellows: "El mismo cortador cortará dientes de engranaje externos o internos con igual facilidad y precisión. Esta es una ventaja importante, ya que resulta muy difícil cortar engranajes internos correctamente con cualquiera de las máquinas de tallado de engranajes actualmente en uso." Para crear este modelo, el cortador publicado de 24 dientes se hizo rodar una vuelta completa dentro de un bloque anular en 3.600 posiciones, y cada posición fue sustraída. Dentro de un anillo, el cortador y el bloque giran en el mismo sentido.
6

El engranaje anular interno de 60 dientes, en 3D

Fellows consideraba esto una de las ventajas de su máquina: una sola fresa talla dientes internos tanto como externos. Los flancos resultaron ser evolventes internas verdaderas. El número de dientes, el espesor de la llanta y el ancho de la cara son elecciones declaradas; la patente no da dimensiones.

Gire el anillo en el visor y observe los dientes de su interior. La fresa los generó, y nadie los dibujó. Se construyó en FreeCAD y se guardó como una única malla .blend unida, editable en Blender gratuito.

Archivo de DisenoBLEND1 ADA
Ver Producto

Herramientas necesarias:

Ordenador de sobremesaOrdenador de sobremesa
7

La fresa de la Fig. 20

Fellows: "En la Fig. 20 muestro una fresa c3 formada para tallar una rueda dentada de cadena, siendo los dientes más largos que los huecos intermedios." El dibujo muestra c3 desde su extremo de corte, rodando contra el borde de una rueda dentada de cadena sobre su brazo. Los dientes anteriores del borde ya están conformados, y el que está delante de la fresa se está generando. La misma máquina y el mismo movimiento de rodadura que tallan los dientes de engranajes tallan los dientes de cadena. Solo cambia el perfil de la fresa.
8

La fresa de rueda dentada (Fig. 20) en 3D

Tiene siete dientes anchos con huecos más estrechos entre ellos, como dice su texto: "los dientes son más largos que los huecos intermedios". La patente no da dimensiones ni una forma matemática del diente para esta fresa, así que su perfil se calcó del dibujo de la patente. El cuerpo tras los dientes es, por tanto, una suposición: el vástago, la cara hueca y cóncava se copian de la fresa para engranajes de la Fig. 11. Es un modelo de exhibición y enseñanza, no una herramienta de trabajo.

Gire la fresa en el visor y observe su cara de corte. Los siete dientes siguen el propio contorno de Fellows: fue calcado del dibujo de la patente, no dibujado de nuevo. Se construyó en FreeCAD y se guardó como una única malla .blend unida, editable en Blender gratuito.

Archivo de DisenoBLEND1 ADA
Ver Producto

Herramientas necesarias:

Ordenador de sobremesaOrdenador de sobremesa
9

Lo que muestra la Fig. 20 y lo que se midió

La Fig. 20 muestra el cortador c3 rodando contra el borde de un piñón sobre un brazo. Un diente del borde está terminado, otro se encuentra en un hueco del cortador, y una línea discontinua marca el siguiente antes de ser cortado. Medido en el escaneo de 300 dpi a la escala del cortador: dos dientes dibujados adyacentes están separados entre 20,5 y 21,0 grados alrededor del centro del borde, según cómo se tome el centro de cada diente, lo que da entre 17,2 y 17,6 dientes. Se generaron y ajustaron a los dientes dibujados tanto 17 como 18. La rueda de 18 dientes se ajusta mejor: su distancia mediana al dibujo es de 1,0 mm, frente a 1,4 mm para la de 17. El centro del cortador está a 119,4 mm del centro de la rueda. La superficie del borde sin cortar tiene un radio de 93,6 mm. Con estos valores, al rodar el cortador se obtuvo una raíz a 81,95 mm, frente a la línea de raíz dibujada a 82,26 mm.
10

La rueda dentada que corta, en 3D

Su número de dientes, la distancia entre centros y la llanta provienen de mediciones tomadas del dibujo. El dibujo muestra la llanta y un brazo roto, así que el número de brazos, el cubo, el agujero y el grosor son opciones establecidas.

Haz girar la rueda en el visor. Sus dieciocho dientes se cortaron haciendo rodar la fresa de la Fig. 20 contra la llanta, no se dibujaron. Superpuestos sobre el dibujo de Fellows, se ajustan a su diente terminado, al diente en el hueco de la fresa y a su contorno de línea discontinua. Se construyó en FreeCAD y se guardó como una única malla .blend unida, editable en Blender gratuito.

Archivo de DisenoBLEND1 ADA
Ver Producto

Herramientas necesarias:

Ordenador de sobremesaOrdenador de sobremesa
11

La fresa de la Fig. 21

Fellows: "En la Fig. 21 muestro una fresa c' que tiene dientes o salientes curvos conformados para formar cuatro superficies planas c2 sobre una pieza en bruto que se le presenta." El dibujo muestra c' como cuatro lóbulos redondeados que se encuentran en cúspides, girando contra una pieza cuadrada en bruto con sus cuatro caras marcadas c2. Las flechas muestran los dos girando en direcciones opuestas, como un par engranado: cuatro lóbulos para cuatro caras, una vuelta por cada vuelta. El mismo rodamiento que genera aquí los dientes de engranaje genera un cuadrado.
12

Qué mide el dibujo y qué encontró la simulación

Medido en el escaneo de 300 ppp: los cuatro lóbulos están separados 90 grados con una precisión de alrededor de 1 grado, y cada uno es un verdadero arco circular. El radio del arco es de 116,7 px, su centro está a 110,9 px del eje, y el arco se ajusta dentro de 0,11 px. El cuadrado dibujado tiene un lado de 292,4 px. Hacer rodar esta fresa 1:1 contra un bloque redondo en una simulación pone a prueba la afirmación. Sí corta cuatro caras, pero cada una se hunde ligeramente hacia adentro, alrededor de un 2 % de su anchura, por lo que son casi planas en lugar de exactamente planas. A la distancia entre centros dibujada (381 px), los lóbulos no pueden alcanzar las caras del cuadrado dibujado, y el resultado es un 13 % mayor en área. A una distancia entre centros un 2,8 % menor (370,25 px), la fresa corta el cuadrado de Fellows con un error de menos del 2,5 % en su área. El dibujo es aproximado, pero no exacto.
13

El cortador de cuatro lóbulos (Fig. 21) en 3D

El tamaño es una elección declarada. La Fig. 21 muestra el cortador solo desde su extremo de corte, por lo que el cuerpo detrás de los lóbulos se copia del cortador de engranajes de la Fig. 11.

Gire el cortador en el visor y observe su cara de corte. Los cuatro lóbulos son cuatro círculos en las proporciones de Fellows. Se construyó en FreeCAD y se guardó como una única malla .blend unida, editable en Blender gratuito.

Archivo de DisenoBLEND1 ADA
Ver Producto

Herramientas necesarias:

Ordenador de sobremesaOrdenador de sobremesa
14

Cómo se cortó el cuadrado

La Fig. 21 muestra la fresa c' girando contra un bloque cuadrado cuyas cuatro caras están marcadas c2. Cuatro lóbulos encuentran cuatro caras, por lo que ambos giran uno por uno, en direcciones opuestas. Para crear este modelo, la fresa trazada a partir del dibujo se hizo rodar una vuelta completa contra un bloque redondo. El radio del bloque era la semidiagonal del cuadrado dibujado. Se restó cada una de las posiciones de la fresa. La distancia entre centros utilizada es la que reproduce mejor el cuadrado dibujado por Fellows, un 2,8 % más corta que la dibujada, según se encuentra en el plano propio de la fresa.
15

La barra cuadrada que corta, en 3D

Los miembros llamaban a las caras "superficies planas". La simulación las muestra como casi planas: cada una tiene aproximadamente 1 mm de ondulación suave en una cara de 47,6 mm. La longitud de la barra es una elección indicada, porque la Fig. 21 muestra solo su sección transversal.

Observe la barra de frente en el visor. Cada cara es casi recta, con una ligera ondulación que dejan los cuatro lóbulos. El movimiento de rodadura cortó cada cara, y ninguna fue dibujada. Se construyó en FreeCAD y se guardó como una única malla .blend unida, editable en Blender gratuito.

Archivo de DisenoBLEND1 ADA
Ver Producto

Herramientas necesarias:

Ordenador de sobremesaOrdenador de sobremesa
16

Imprímelas

Las tres fresas: colócalas cada una sobre su cara de corte con el vástago hacia arriba. La cara cóncava es un voladizo casi plano y el hueco tiene un techo plano de 24 mm, así que imprímelas con soportes desde la placa de impresión. Las fresas reales son de acero endurecido.

El engranaje de 40 dientes: colócalo plano sobre una de sus caras. No necesita soportes. Dos copias a 100 mm de distancia entre centros no tienen holgura de cabeza ni juego entre dientes, lo que no deja margen para la tolerancia de impresión, así que un par impreso sirve para estudiar la forma del diente.

La corona dentada interna: colócala plana sobre una de sus caras. No necesita soportes, pero la cama debe tener al menos 180 mm de ancho. Debido a la interferencia indicada anteriormente, no es una corona funcional para el engranaje de 40 dientes tal como está diseñado.

La rueda dentada de cadena: colócala plana sobre una de sus caras. No necesita soportes, pero la cama debe tener al menos 187 mm de ancho.

La barra cuadrada: colócala de pie sobre uno de sus extremos. No necesita soportes. Apoya una regla recta sobre una cara para ver la ligera ondulación que deja la fresa.

PLA es adecuado para un modelo de exhibición.

Materiales para este paso:

Filamento de PLAFilamento de PLA1 kit

Herramientas necesarias:

Impresora 3DImpresora 3D

Materiales

1

Herramientas requeridas

2

Archivos de diseño

7
  • fellows-gear-shaper-cutter.blendBLEND
    1 ADA
  • fellows-generated-gear.blendBLEND
    1 ADA
  • fellows-internal-ring-gear.blendBLEND
    1 ADA
  • fellows-sprocket-cutter.blendBLEND
    1 ADA
  • fellows-generated-sprocket.blendBLEND
    1 ADA
  • fellows-square-cutter.blendBLEND
    1 ADA
  • fellows-generated-square-bar.blendBLEND
    1 ADA

CC0 Dominio público

Este Blueprint se publica bajo CC0. Eres libre de copiar, modificar, distribuir y usar este trabajo para cualquier propósito, sin pedir permiso.

Apoya al Maker comprando productos a través de su Blueprint, donde gana una Comisión del Maker establecida por los vendedores, o crea una nueva iteración de este Blueprint e inclúyela como conexión en tu propio Blueprint para compartir ingresos.

Discusión

(0)

Iniciar sesión para unirte a la discusión

Cargando comentarios...