[发明专利]具有用于调节进给速率的可更换的齿轮的强制进给工具

说明书

技术领域

本申请要求2013年2月26日提交的题为进给钻具的美国申请61/769,736以及2013年5月14日提交的题为进给钻具的美国申请61/822,959的优先权。

背景技术

本申请涉及用于在推进和回缩两种进给方向上移动主轴的工具，并且特别地涉及具有用于调节主轴进给速率的可更换的齿轮。

强制进给工具，例如但不仅限于常规已知的用于在由诸如钢、铝、钛以及复合材料等物质构成的工件上进行操作的进给钻具。所述强制进给工具包括工具进给机构，所述工具进给机构将刀头进给到工件中。除了其他应用之外，强制进给工具的常规应用包括在飞机的不同部分钻孔。

所述强制进给工具通常包括马达，所述马达驱动齿轮头中的齿轮用于移动主轴。齿轮头中的不同齿轮构造成用于控制主轴的进给速率。设置适合不同材料的不同孔尺寸的进给速率。为了改变进给速率，现有工具需要拆卸整个齿轮头并且替换一个或多个齿轮。这是一个要及时完成而有时难以完成的繁琐工作。此外，整个齿轮头的拆卸会影响工具的整体使用寿命。其他设计包括齿轮头中的附加齿轮。然而，附加齿轮增加了工具的重量、尺寸以及复杂性。此外，这些齿轮头通常比较昂贵。

发明内容

本申请涉及能够调节主轴进给速率的强制进给工具及其使用方法。所述工具和方法包括可更换的进给齿轮，每个齿轮设置成与工具内的另一个齿轮啮合。不同的进给齿轮包括不同齿数来提供不同的进给速率。该设计使用最少的齿数，但仍然无需完全拆卸齿轮头就能够改变进给速率。

一个涉及强制进给工具的实施例，所述强制进给工具包括壳体、主轴、主轴旋转机构，所述壳体围绕内部空间延伸，所述主轴连接至壳体并且相对于壳体沿延伸穿过壳体的进给路径移动，所述主轴旋转机构定位在壳体的内部空间中并且连接至主轴来旋转主轴。所述工具还包括差动进给齿轮，所述差动进给齿轮定位在壳体的内部空间中并且由主轴旋转机构驱动。所述差动进给齿轮包括沿外围的轮齿。安装位置位于差动进给齿轮和主轴处的内部空间中。壳体内的开口延伸至内部空间中。所述工具还包括第一和第二主轴进给齿轮，每个主轴进给齿轮构造成连接至主轴并且每个主轴进给齿轮包括沿外围定位的与差动进给齿轮的轮齿啮合的轮齿。每个主轴进给齿轮包括连接主轴的连接件，并且每个主轴进给齿轮的尺寸使得主轴进给齿轮适合于穿过壳体内的开口。安装位置定尺寸成用于接收其中一个主轴进给齿轮。借助安装在安装位置并连接至主轴和差动进给齿轮的第一主轴进给齿轮，当差动进给齿轮以第一速度使第一主轴齿轮旋转时，所述第一主轴进给齿轮包括多个轮齿和齿轮轮廓用于以第一速率沿进给路径移动主轴。借助安装在安装位置并连接至主轴差动进给齿轮的第二主轴进给齿轮，当第二主轴齿轮安装在安装位置并且由差动进给齿轮以第一速度使第二主轴齿轮旋转时，所述第二主轴进给齿轮包括不同的第二齿数和齿轮轮廓用于以不同的第二进给速率沿进给路径移动主轴。

所述开口可以定位成比主轴旋转机构和差动进给齿轮更接近安装位置。

所述进给工具可以进一步包括可拆卸地附接在壳体上的封盖，所述封盖定尺寸成延伸穿过开口。

所述封盖可以延伸穿过进给路径，并且主轴可以延伸穿过封盖内的开口。

所述进给工具可以进一步包括偏置构件，所述偏置构件定位在封盖和安装位置之间的内部空间中。所述偏置构件可以构造成用于向位于安装位置的第一和第二主轴进给齿轮中的一个主轴进给齿轮施加偏置力。

所述进给工具可以包括凸轮机构，所述凸轮机构定位在封盖和安装位置之间的内部空间中。在主轴旋转的过程中，所述凸轮机构可以构造 成用于向主轴施加振荡力。

另一实施例涉及一种强制进给工具的操作方法。借助定位在进给工具的壳体内的第一主轴进给齿轮和差动进给齿轮，和与差动进给齿轮的轮齿啮合的第一主轴进给齿轮的第一轮齿，和连接至主轴的第一主轴进给齿轮，所述方法包括以第一速度旋转差动进给齿轮，从而旋转第一主轴进给齿轮并使得主轴以第一速率沿进给路径移动。所述方法包括通过壳体内的开口移除第一主轴进给齿，同时使差动进给齿轮保持在壳体内。所述方法包括通过壳体中的开口插入第二主轴进给齿轮，以及使第二主轴进给齿轮的第二轮齿与差动进给齿轮的轮齿啮合，以及将第二主轴进给齿轮连接至主轴。所述方法包括以第一速度旋转差动进给齿轮从而旋转第二主轴进给齿轮，并且导致主轴以不同于第一进给速率的第二进给速率沿进给路径移动。

所述方法可以进一步包括通过壳体内的开口移除第一主轴进给齿轮，同时使主轴驱动机构保持在壳体中。