本申請要求2013年2月26日提交的題為進給鉆具的美國申請61/769,736以及2013年5月14日提交的題為進給鉆具的美國申請61/822,959的優(yōu)先權。

背景技術：
本申請涉及用于在推進和回縮兩種進給方向上移動主軸的工具，并且特別地涉及具有用于調(diào)節(jié)主軸進給速率的可更換的齒輪。強制進給工具，例如但不僅限于常規(guī)已知的用于在由諸如鋼、鋁、鈦以及復合材料等物質(zhì)構成的工件上進行操作的進給鉆具。所述強制進給工具包括工具進給機構，所述工具進給機構將刀頭進給到工件中。除了其他應用之外，強制進給工具的常規(guī)應用包括在飛機的不同部分鉆孔。所述強制進給工具通常包括馬達，所述馬達驅(qū)動齒輪頭中的齒輪用于移動主軸。齒輪頭中的不同齒輪構造成用于控制主軸的進給速率。設置適合不同材料的不同孔尺寸的進給速率。為了改變進給速率，現(xiàn)有工具需要拆卸整個齒輪頭并且替換一個或多個齒輪。這是一個要及時完成而有時難以完成的繁瑣工作。此外，整個齒輪頭的拆卸會影響工具的整體使用壽命。其他設計包括齒輪頭中的附加齒輪。然而，附加齒輪增加了工具的重量、尺寸以及復雜性。此外，這些齒輪頭通常比較昂貴。

技術實現(xiàn)要素：
本申請涉及能夠調(diào)節(jié)主軸進給速率的強制進給工具及其使用方法。所述工具和方法包括可更換的進給齒輪，每個齒輪設置成與工具內(nèi)的另一個齒輪嚙合。不同的進給齒輪包括不同齒數(shù)來提供不同的進給速率。該設計使用最少的齒數(shù)，但仍然無需完全拆卸齒輪頭就能夠改變進給速率。一個涉及強制進給工具的實施例，所述強制進給工具包括殼體、主軸、主軸旋轉機構，所述殼體圍繞內(nèi)部空間延伸，所述主軸連接至殼體并且相對于殼體沿延伸穿過殼體的進給路徑移動，所述主軸旋轉機構定位在殼體的內(nèi)部空間中并且連接至主軸來旋轉主軸。所述工具還包括差動進給齒輪，所述差動進給齒輪定位在殼體的內(nèi)部空間中并且由主軸旋轉機構驅(qū)動。所述差動進給齒輪包括沿外圍的輪齒。安裝位置位于差動進給齒輪和主軸處的內(nèi)部空間中。殼體內(nèi)的開口延伸至內(nèi)部空間中。所述工具還包括第一和第二主軸進給齒輪，每個主軸進給齒輪構造成連接至主軸并且每個主軸進給齒輪包括沿外圍定位的與差動進給齒輪的輪齒嚙合的輪齒。每個主軸進給齒輪包括連接主軸的連接件，并且每個主軸進給齒輪的尺寸使得主軸進給齒輪適合于穿過殼體內(nèi)的開口。安裝位置定尺寸成用于接收其中一個主軸進給齒輪。借助安裝在安裝位置并連接至主軸和差動進給齒輪的第一主軸進給齒輪，當差動進給齒輪以第一速度使第一主軸齒輪旋轉時，所述第一主軸進給齒輪包括多個輪齒和齒輪輪廓用于以第一速率沿進給路徑移動主軸。借助安裝在安裝位置并連接至主軸差動進給齒輪的第二主軸進給齒輪，當?shù)诙鬏S齒輪安裝在安裝位置并且由差動進給齒輪以第一速度使第二主軸齒輪旋轉時，所述第二主軸進給齒輪包括不同的第二齒數(shù)和齒輪輪廓用于以不同的第二進給速率沿進給路徑移動主軸。所述開口可以定位成比主軸旋轉機構和差動進給齒輪更接近安裝位置。所述進給工具可以進一步包括可拆卸地附接在殼體上的封蓋，所述封蓋定尺寸成延伸穿過開口。所述封蓋可以延伸穿過進給路徑，并且主軸可以延伸穿過封蓋內(nèi)的開口。所述進給工具可以進一步包括偏置構件，所述偏置構件定位在封蓋和安裝位置之間的內(nèi)部空間中。所述偏置構件可以構造成用于向位于安裝位置的第一和第二主軸進給齒輪中的一個主軸進給齒輪施加偏置力。所述進給工具可以包括凸輪機構，所述凸輪機構定位在封蓋和安裝位置之間的內(nèi)部空間中。在主軸旋轉的過程中，所述凸輪機構可以構造成用于向主軸施加振蕩力。另一實施例涉及一種強制進給工具的操作方法。借助定位在進給工具的殼體內(nèi)的第一主軸進給齒輪和差動進給齒輪，和與差動進給齒輪的輪齒嚙合的第一主軸進給齒輪的第一輪齒，和連接至主軸的第一主軸進給齒輪，所述方法包括以第一速度旋轉差動進給齒輪，從而旋轉第一主軸進給齒輪并使得主軸以第一速率沿進給路徑移動。所述方法包括通過殼體內(nèi)的開口移除第一主軸進給齒，同時使差動進給齒輪保持在殼體內(nèi)。所述方法包括通過殼體中的開口插入第二主軸進給齒輪，以及使第二主軸進給齒輪的第二輪齒與差動進給齒輪的輪齒嚙合，以及將第二主軸進給齒輪連接至主軸。所述方法包括以第一速度旋轉差動進給齒輪從而旋轉第二主軸進給齒輪，并且導致主軸以不同于第一進給速率的第二進給速率沿進給路徑移動。所述方法可以進一步包括通過殼體內(nèi)的開口移除第一主軸進給齒輪，同時使主軸驅(qū)動機構保持在殼體中。所述方法可以進一步包括將偏置構件通過開口從內(nèi)部空間移除，并且將替換用偏置構件插入內(nèi)部空間中。所述替換用偏置構件所施加的偏置力不同于上述偏置構件。所述方法可以進一步包括圍繞主軸旋轉第一主軸進給齒輪，并且通過開口移除第一主軸進給齒輪。所述方法可以進一步包括保持差動進給齒輪與驅(qū)動齒輪軸向嚙合，同時通過開口移除第一主軸進給齒輪，并且通過開口插入第二主軸進給齒輪。所述方法可以進一步包括沿進給路徑移動主軸，同時使與主軸連接的限深器接觸抵靠與封蓋連接的停止構件。根據(jù)需要，不同的實施例的各個方面可以單獨或任意結合使用。附圖說明附圖1所示為直角強制進給工具的立體圖。附圖2所示為同軸強制進給工具的立體圖。附圖3所示為強制進給工具的組件的側視示意圖。附圖4所示為齒輪頭的側向截面圖。附圖5所示為處于推進進給操作中的齒輪頭的側向截面圖。附圖6所示為處于回縮操作中的齒輪頭的側向截面圖。附圖7所示為具有形成閾值離合器一部分的斜坡的差動驅(qū)動齒輪的俯視圖。附圖7A所示為附圖7的兩個斜坡的側視圖。附圖8所示為在差動驅(qū)動齒輪和差動進給齒輪之間形成的閾值離合器的側向立體圖。附圖9A所示為工具在推進進給操作中，處于穿過進口的第一位置的活塞的側向截面圖。附圖9B所示為工具在回縮操作中，處于遠離進口的第二位置的活塞的側向截面圖。附圖10所示為具有可更換的齒輪的主軸進給齒輪的分解立體圖。附圖11所示為包括封蓋的齒輪頭的一部分的側向截面圖。具體實施方式本申請涉及強制進給工具，所述強制進給工具包括主軸，所述主軸軸向移動以對工件進行加工。所述工具包括具有多個齒輪的齒輪頭，所述多個齒輪構造成用于旋轉和軸向移動主軸。所述工具用于轉換齒輪頭內(nèi)的齒輪來改變主軸的進給速率。無需完全拆卸齒輪頭就能夠更換所述齒輪。附圖1所示為直角強制進給工具10的示例，以及附圖2所示為強制進給工具的同軸結構。直角和同軸是指馬達12相對于主軸30的軸線的位置。所述強制進給工具10通常包括具有主軸30的齒輪頭14，除旋轉外，所述主軸30每次旋轉時會朝向被鉆孔的工件推進預定的量。所述齒輪頭14設置在殼體50內(nèi)，所述殼體50圍繞用于移動主軸30的不同的齒輪延伸。所述主軸30設計為用于以推進或向前的方向A朝向工件移動，以及以回縮(即相反)的方向R遠離工件。所述馬達12構造成用于向所述齒輪頭14施加動力使齒輪旋轉。所述馬達12可以由空氣、液壓或電動馬達驅(qū)動。在一個或多個實施例中包括空氣馬達12，加壓空氣源(未圖示)提供空氣用于驅(qū)動齒輪頭14并且因此使得主軸30旋轉。附圖3示意性地示出齒輪頭14，所述齒輪頭14包括外部殼體50。所述齒輪頭14包括多種齒輪和驅(qū)動機構以移動包括主軸旋轉機構的主軸30，所述主軸旋轉機構包括差動驅(qū)動齒輪41和主軸驅(qū)動齒輪31、差動進給齒輪42以及主軸進給齒輪32。封蓋54延伸穿過殼體50中的開口，并且是可拆卸的，以接近并替換主軸進給齒輪32，由此改變主軸30的進給速率。該設計無需完全拆卸齒輪頭14就能夠改變進給速率，并保持齒輪頭14剩余組件的完整性。所述主軸進給齒輪32圍繞主軸30延伸，并且所述進給齒輪32包括與差動進給齒輪42上的相應輪齒嚙合的輪齒。該設計利用差動進給齒輪42和主軸進給齒輪32之間的變位獲得了在建立的設計限制內(nèi)同心的多種齒輪比。對于一組比率，差動進給齒輪42上的輪齒數(shù)量保持不變，但改變主軸進給齒輪32上的輪齒數(shù)量。這使得能夠僅通過轉換主軸進給齒輪32就能夠改變差動進給比率，并且改變進給速率。所述齒輪頭14安裝至馬達12并由馬達12驅(qū)動。附圖4所示為與馬達12(附圖4中未圖示)分離的直角進給齒輪頭14的側視圖。所述齒輪頭14包括輸入軸20，所述輸入軸20由馬達12驅(qū)動。采用一組錐齒輪22使得輸入齒輪23旋轉，所述輸入齒輪23可操作地連接至差動單元49，所述差動單元49進而驅(qū)動包括主軸30的主軸單元39。類似的構造可以用于具有輸入齒輪23的同軸工具，所述輸入齒輪23直接由馬達12驅(qū)動，或直接或通過通常稱為行星齒輪箱的減速齒輪箱驅(qū)動。對于直角齒輪頭14和同軸齒輪頭14兩者來說，所述主軸單元39和差動單元49基本相同。此外，殼體50基本相同。如附圖5和6所示，所述差動單元49由馬達12驅(qū)動，并且嚙合和驅(qū)動主軸單元39。所述主軸單元39包括一個或多個主軸30、主軸驅(qū)動齒輪31以及主軸進給齒輪32。所述差動單元49包括一個或多個差動驅(qū)動齒輪41、差動進給齒輪42以及進給軸40。單元39、49通常對準與進給軸40平行的主軸30。所述主軸30為細長構件，所述細長構件包括一個或多個與驅(qū)動齒輪31嚙合的槽，以及與進給齒輪32嚙合的螺紋。所述主軸30的遠端構造成接收用于對工件進行加工的刀頭。一個或多個限深構件81可以附接至主軸30來控制主軸30在推進和回縮方向上軸向移動的程度。所述限深器81附接至主軸30并且與主軸30一起軸向移動。在一個或多個實施例中，限深器81為套環(huán)，所述套環(huán)螺紋連接在主軸30上。所述限深器81從主軸30徑向向外延伸并且定尺寸成接觸抵靠各自的接觸構件82來防止主軸30的附加的軸向移動。為了防止損壞，一個或兩個接觸構件82在主軸30不再能被向前驅(qū)動的接觸點處包括有軸承。在附圖5和6所示的一個或多個實施例中，所述主軸30包括兩個停止部件81：在主軸30上部的限深器81，以及在主軸30下部的歸位/回縮停止部件81。這些停止部件81用于提供對于主軸沖程的操作的限制。第一限深器81沿主軸30近端部段定位以控制向前方向的移動程度。所述限深器81在齒輪頭14的頂部接觸抵靠接觸構件82用于防止向前方向的附加的軸向移動。所述第二歸位/回縮停止部件81沿主軸30的遠端部段定位以控制反向移動的程度。該歸位/回縮停止部件81在齒輪頭14的下部接觸抵靠接觸構件82。在一個或多個實施例中，所述齒輪頭14構造成用于適應在相反方向上主軸30的超程。所述接觸構件82可移動地附接至齒輪頭14的殼體。偏置構件38以向外遠離殼體的方向偏置接觸構件82。如果停止構件81接觸抵靠接觸構件82且主軸30仍向相反方向移動，所述接觸構件82能夠朝向殼體向內(nèi)軸向移動來抵抗偏置構件38的力。在限深器81已接觸抵靠接觸構件82之后，附加超程距離提供了主軸30附加的軸向移動。主軸驅(qū)動齒輪31和主軸進給齒輪32分別包括具有用于接收主軸30的中央開口的環(huán)形形狀。所述主軸進給齒輪32包括螺紋連接在外螺紋上的內(nèi)螺紋，所述外螺紋沿主軸30的長度方向延伸。因此，當主軸進給齒輪32相對于主軸30旋轉時，所述主軸30將通過主軸進給齒輪32在推進方向上進給。在一個或多個實施例中，主軸30的外螺紋為左旋螺紋。所述主軸30還包括在其長度方向延伸的槽。所述主軸驅(qū)動齒輪31包括內(nèi)部外花鍵(malespindle)，所述外花鍵與主軸30上的驅(qū)動槽嚙合。因此，當主軸驅(qū)動齒輪31旋轉時，所述主軸30也旋轉。圍繞每個齒輪31、32外圍的齒與差動單元49的齒輪中的相應齒嚙合。偏置構件37定位成用于朝向主軸驅(qū)動齒輪31推動主軸進給齒輪32。在差動單元49內(nèi)，驅(qū)動齒輪41和進給齒輪42中的每個圍繞進給軸40延伸，并且包括圍繞在它們外圍分別與主軸單元39的相應齒輪31、32嚙合的齒。所述差動進給齒輪42附接至進給軸40并且與進給軸40一起軸向移動。所述差動驅(qū)動齒輪41圍繞進給軸40延伸，但是并不與進給軸40一起軸向移動(即進給軸40滑動穿過差動驅(qū)動齒輪41中的中央開口)。所述活塞43附接至進給軸40并且與進給軸40一起軸向移動。所述活塞43定位在缸體44的內(nèi)部，并且定尺寸成穿過缸體44延伸。進口45定位在缸體44的底部。所述進口45定尺寸成包括小于缸體44的截面尺寸的面積。偏置構件46在活塞43和差動驅(qū)動齒輪41之間沿進給軸40延伸。所述偏置構件46朝向進口45偏置活塞43。所述差動驅(qū)動齒輪41通過馬達12驅(qū)動。差動驅(qū)動齒輪41與驅(qū)動齒輪31嚙合，所述驅(qū)動齒輪31可操作地連接至主軸30從而使得主軸30旋轉。所述差動驅(qū)動齒輪41還可操作地連接至差動進給齒輪42并使差動進給齒輪42旋轉。所述差動進給齒輪42與主軸進給齒輪32嚙合，所述主軸進給齒輪32螺紋連接在主軸30上。所述進給齒輪32、42使得主軸30在驅(qū)動齒輪41/驅(qū)動齒輪31和進給齒輪42/進給齒輪32之間比率基礎上的進給速率和方向在推進和回縮方向上移動。在一個或多個實施例中，主軸30上的螺紋由左旋螺紋形成，因此通過使主軸進給齒輪32比主軸驅(qū)動齒輪31旋轉得更快來實現(xiàn)主軸在推進方向上進給。在另一實施例中，所述主軸30制造為右旋的，因此通過使主軸進給齒輪32比主軸驅(qū)動齒輪31旋轉得更慢來實現(xiàn)主軸30在推進方向上的進給。為了在回縮方向上移動主軸30，所述差動進給齒輪42從差動驅(qū)動齒輪41上脫離。由于差動進給齒輪42未以其他方式被驅(qū)動，所述差動進給齒輪42變?yōu)殪o止。因為進給齒輪32通過進給齒輪42驅(qū)動，所述主軸進給齒輪32也變?yōu)殪o止。借助仍由主軸驅(qū)動齒輪31驅(qū)動(通過差動驅(qū)動齒輪41)的主軸30，由于沿主軸30長度方向的螺紋嚙合在當前靜止的主軸進給齒輪32中，導致主軸30的回縮。所述工具10可以包括多種使差動進給齒輪42從差動驅(qū)動齒輪41脫離的方式。所述脫離方式包括使差動進給齒輪42和差動驅(qū)動齒輪41軸向移動分離。這種方式包括一個或多個差動進給齒輪42和差動驅(qū)動齒輪41之間的轉矩過載離合器70、移動差動進給齒輪42的機械升降環(huán)29和兩級活塞43。在一個或多個實施例中，所述工具10包括這些方面的每個方面。其他實施例包括僅具有這些方面中一個方面的進給工具10。還有其他實施例可以包括具有這些方面的兩個或多個的進給工具10。在一特定實施例中，所述工具10包括升降環(huán)29和兩級活塞43。在另一特定實施例中，所述工具10包括轉矩過載離合器70和兩級活塞43。轉矩過載離合器70是使工具10在向前和回縮方向之間轉換的一種方式。所述離合器70包括在差動驅(qū)動齒輪41和差動進給齒輪42的接觸面上匹配的坡道85。坡道85與驅(qū)動齒輪41共同配合使得進給齒輪42旋轉。所述偏置構件46的力使相對齒輪41、42上的坡道85之間保持嚙合。附圖7所示為差動驅(qū)動齒輪41的俯視圖，所述差動驅(qū)動齒輪41包括圓形截面形狀。所述中央開口86的尺寸定尺寸成用于接收進給軸40。軸向面84朝向包括坡道85的差動進給齒輪42，每個坡道85包括在附圖7A被最好地圖示的傾斜凸輪面87。所述凸輪面87與軸向面84以角度α對齊。所述角度α可以根據(jù)所需嚙合的程度而變化。在一個或多個實施例中，所述坡道85完全圍繞中央開口86延伸。其他實施例可以包括不同數(shù)量和構造的坡道85。所述差動進給齒輪42包括與相應的坡道85配合在一起的相似構造。在相對的齒輪42、41上的坡道85可以包括相同或不同的角度α。附圖8所示為例如當工具10在推進方向上操作時配合在一起的差動驅(qū)動齒輪41和進給齒輪42。相對坡道85的凸輪面87相互接觸在一起用于使驅(qū)動齒輪41旋轉進給齒輪42。所述驅(qū)動齒輪41還包括沿外圍的輪齒89，所述輪齒89與主軸驅(qū)動齒輪31的相應輪齒嚙合。同樣地，所述進給齒輪42包括外圍輪齒83，所述外圍輪齒83與主軸進給齒輪32上的輪齒嚙合。至少通過由偏置構件46施加在齒輪41、42上的偏置力使坡道85保持接觸。如果不能驅(qū)動差動進給齒輪42，則兩個齒輪41、42將沿差動進給軸40的軸線分離。用于導致分離的轉矩過載量是由偏置構件46施加的力和凸輪面87的角度α的函數(shù)。如附圖5所示當工具10以向前方向操作時，所述差動進給齒輪42通過離合器70聯(lián)接至差動驅(qū)動齒輪41，所述離合器70包括匹配的坡道85，所述匹配的坡道85通過偏置構件46的偏置力保持接觸。所述主軸進給齒輪32以相對于主軸驅(qū)動齒輪31差速旋轉，從而導致主軸30的推進。在推進方向上的主軸30的移動程度處，通過上限深構件81接觸抵靠接觸元件82來停止主軸30的附加移動。在限深器81和接觸構件82之間的接觸中，仍然由差動進給齒輪42(通過差動驅(qū)動齒輪41)產(chǎn)生對于主軸進給齒輪32的驅(qū)動。由于阻止了主軸30向前的軸向移動，但是主軸30仍通過主軸驅(qū)動齒輪31旋轉，螺紋連接在主軸30上的主軸進給齒輪32沿主軸30向后軸向移動。該移動導致主軸進給齒輪32抵靠偏置構件37移動。該結構會產(chǎn)生“推力過載”，并且其特別有利于用于鉆埋頭孔的工具，其中主軸沖程最后的短暫停留時間非常有利于精準的埋頭孔深度以及保持埋頭孔形狀的光潔(cleanfinish)。在一個和多個實施例中，所述偏置構件37包括一個或多個貝式墊圈(Bellevillewasher)、波形彈簧、磁體以及壓縮彈簧。所述構件37具有近似等于齒輪頭14的額定推力的預加載。主軸進給齒輪32沿主軸30的反向移動導致齒輪32抵靠偏置構件33移動。這導致需要附加轉矩來通過差動進給齒輪42使主軸進給齒輪32旋轉。該附加轉矩反過來需要差動驅(qū)動齒輪41供應附加轉矩。差動驅(qū)動齒輪41和差動進給齒輪42之間所需的附加轉矩導致凸輪面87彼此滑動抵靠并且使齒輪41、42軸向分離和脫離。該脫離導致差動進給齒輪42變?yōu)殪o止，并且因此主軸進給齒輪32變?yōu)殪o止。通過靜止的進給齒輪32旋轉主軸30導致主軸30開始在回縮方向上移動。在另一實施例中，或者與離合器70結合，所述主軸進給齒輪32包括升降環(huán)29。如附圖5和6所示，所述環(huán)29徑向向外延伸超過主軸進給齒輪32的齒，并且在差動進給齒輪42的下方。當主軸30以向前方向移動，所述升降環(huán)29在差動進給齒輪42的底部軸向面之下延伸。在沖程或推力過載條件的最后，如上所述，主軸進給齒輪32向后移動。由于主軸進給齒輪32沿主軸30軸向移動，所述升降環(huán)29作用于差動進給齒輪42，并且移動升降環(huán)29遠離差動驅(qū)動齒輪31。在一個或多個實施例中，所述升降環(huán)29可以附接至主軸進給齒輪32。所述升降環(huán)29和進給齒輪32可以作為一個整體部件形成，例如作為單件一起模制，一體化結構。所述升降環(huán)29還可以通過一個或多個機械緊固件和/或粘合劑附接至進給齒輪32的下側。所述升降環(huán)29也可以是單獨的元件，其通過偏置構件38保持接觸抵靠進給齒輪32的下側。在一個或多個實施例中，所述轉矩離合器70和/或升降環(huán)29使差動進給齒輪42軸向移動限定量，以使其從差動驅(qū)動齒輪41上脫離?？梢赃M一步將活塞43構造成提供差動進給齒輪42的附加軸向移動?；钊?3、進給軸40和差動進給齒輪42連接在一起以作為一個單元軸向移動。如附圖9A和9B所示，所述活塞43定位在缸體44內(nèi)，所述缸體44包括外壁57和底壁58。所述缸體44的截面形狀與活塞43匹配，使得活塞43穿過缸體44延伸，并且活塞43能夠在缸體44內(nèi)軸向移動。所述底壁58包括進口45，所述進口45用于引入空氣作用于活塞43的面積A1，面積A1小于缸體44的面積。來自于空氣邏輯系統(tǒng)的空氣以箭頭Q的方向移動進入進口45。如附圖9A所示，當工具10以向前方向操作時，所述活塞43定位在底壁58處并且在進口45的上方延伸。因此，空氣僅作用于面積等于A1的部分活塞43上，所述部分通過進口45暴露。偏置構件46下壓在活塞43上的力大于空氣施加在活塞43的縮小的面積A1上的力。因此，所述活塞43(以及附接的進給軸40和差動進給齒輪42)保持在相同的軸向位置中。一旦通過升降環(huán)29和/或閾值離合器70開始移動差動進給齒輪42，所述活塞43也在缸體44中軸向移動遠離底壁58，同時通過差動進給軸40聯(lián)接至差動進給齒輪42結合。活塞43的底部移動遠離進口45，從而使得空氣作用于活塞43的更大面積A2。這導致通過空氣提供了更大的力。更大的力克服偏置構件46并軸向移動活塞43，并且因此還移動差動進給齒輪42使其與保持機構接觸。使用空氣移動活塞43大大降低了將差動進給齒輪42從向前位置轉換為回縮位置的時間。這還大大降低了阻塞的可能性。如附圖10所示，殼體50圍繞齒輪頭14的外部延伸。所述殼體50形成受保護的內(nèi)部空間，所述內(nèi)部空間定尺寸成用于容納差動單元49和主軸單元39。進一步地，主軸30以允許主軸30相對旋轉和軸向移動的方式延伸穿過殼體50。所述殼體50可以由多種不同材料構成，包括但不限于塑料和多種金屬。開口52延伸穿過殼體用于接近(accessing)、移動和替換主軸進給齒輪32。所述開口52大于齒輪頭14中使用的主軸進給齒輪32。這種更大的尺寸使得操作者能夠移動安裝在內(nèi)部空間中的第一主軸進給齒輪32，并插入第二主軸進給齒輪32和將其安裝在內(nèi)部空間中。所述開口52可以包括多個不同的形狀和尺寸，從而允許插入和移除多個主軸進給齒輪32。如附圖1所示，所述開口52定位成用于接近內(nèi)部空間內(nèi)的安裝位置53，所述主軸進給齒輪32安裝在該位置上。在一個和多個實施例中，主軸驅(qū)動齒輪31、差動進給齒輪42以及差動驅(qū)動齒輪41依然安裝在齒輪頭14內(nèi)。因此，所述開口的定位比用于接入和移動主軸進給齒輪32的這些齒輪更接近安裝位置53。在如附圖10所示的一個或多個實施例中，所述開口52位于主軸30處(即主軸30延伸穿過開口52)。在主軸進給齒輪32的移動過程中，所述主軸30可以基本保持附接至殼體100。將開口52定位在主軸30處使得主軸進給齒輪32能夠圍繞主軸30旋轉，以使得所述主軸30解螺紋并且從內(nèi)部空間中移除。以相似的方式，通過將新的齒輪32螺紋連接到主軸30上并且旋轉齒輪32以使其沿主軸30軸向移動，可以將另一主軸進給齒輪32插入穿過開口52并且使其進入安裝位置53處的位置。封蓋54可拆卸地附接至殼體50并且定尺寸成在開口的整體或部分上延伸。所述封蓋54可以通過一個或多個緊固件55(例如螺釘或螺栓)附接至殼體50。在一個或多個實施例中，所述開口52位于主軸30處，所述封蓋54包括一個用于接收主軸30的開口。因此，主軸30延伸穿過殼體50的內(nèi)部空間并且穿過封蓋54中的開口。所述封蓋54可以由包括塑料和不同金屬的各種材料構成。如附圖11所示，所述封蓋54包括橫向構件51，所述橫向構件51延伸穿過部分或整體寬度。所述橫向構件51的上表面提供用于定位上接觸構件82的底座，所述上接觸構件82為附接至主軸30的上停止構件81提供限深。橫向構件51的下表面提供偏置構件37的底座，所述偏置構件37抵靠主軸進給齒輪32作用，并提供推力過載力。環(huán)形構件36可以定位在偏置構件37和主軸進給齒輪32之間。由偏置構件37所施加的力通過環(huán)形構件36施加于主軸進給齒輪32。所述環(huán)形構件36可以安裝在軸承35上，從而使得環(huán)形構件36不與齒輪32一起旋轉。在一個或多個實施例中，凸輪構件93可操作地連接至主軸進給齒輪32并與主軸進給齒輪32一起旋轉。所述凸輪構件93可以是一個具有中央開口的單獨的構件，所述中央開口圍繞主軸30延伸。所述凸輪構件93還可以是主軸進給齒輪32頂部軸向面的一部分。每個凸輪構件93和環(huán)形構件36包括一個或多個凸輪面。在凸輪構件93和環(huán)形構件36相對旋轉的過程中，凸輪面嚙合在一起。在主軸進給齒輪32的旋轉過程中，所述凸輪面嚙合在一起為主軸30提供振蕩(oscillation)。所述可更換的主軸進給齒輪32用于在不拆卸整體齒輪頭14的情況下改變主軸30的進給速率。每個主軸進給齒輪32設計為與差動進給齒輪42嚙合，并且當不同的齒輪32以相同速度旋轉時，向主軸30提供不同的進給速率。每個主軸進給齒輪32包括變位設計，所述變位設計在建立的設計限制內(nèi)提供在相同的中心上的多個齒輪比。齒輪32中的每個齒輪設計用于適應差動進給齒輪42，所述差動進給齒輪42包括給定數(shù)量的齒83。不同的齒輪32可以包括不同數(shù)量的齒和/或與齒83嚙合的不同的齒構造。因此，可以僅通過改變齒輪32來改變主軸30的進給速率。所述裝置10可以根據(jù)所需的進給速率的數(shù)包括各種不同的主軸進給齒輪32。在一個或多個實施例中，不同的齒輪32各自包括不同齒數(shù)。在一個或多個實施例中，不同的齒輪32各自包括不同的齒構造。在一個或多個實施例中，不同的齒輪包括不同齒數(shù)和不同的齒構造。每個不同的齒輪32以相似的方式構造成安裝至主軸30。使用附圖10所示的示例，當操作者想要改變進給速率時，操作者從殼體50中的開口52移除封蓋54。這可能包括移除將封蓋54保持在殼體50上的適當位置中的一個或多個緊固件55。操作者隨后能夠移除當前處于使用中的主軸進給齒輪32a。這可能需要操作者移除一個或多個偏置構件37、環(huán)形構件36以及凸輪構件93。操作者隨后能夠插入第二主軸進給齒輪32b并將其定位在安裝位置53以與差動進給齒輪42嚙合。所述進給齒輪32b進一步構造成與主軸30嚙合。操作者隨后可以替換其他已經(jīng)從內(nèi)部空間中移除的部件。一旦完成，將所述封蓋54重新安裝至殼體，而所述齒輪頭14可供使用。該設計還用于替換一個或多個偏置構件37和凸輪機構(由構件92、93形成)?？梢蕴鎿Q偏置構件37來改變齒輪頭14的推力過載設置。為了將不同的頻率或振幅應用于主軸30，可以替換/移除凸輪機構。不同的偏置構件可以包括多個不同的構造。所述偏置構件可以包括單一構件或多個構件。所述多個構件可以相同或可以不同。所述構件可以包括但不限于貝式墊圈(Bellevillewasher)、波形墊圈、波形彈簧和壓縮彈簧。在一個或多個實施例中，所述主軸旋轉機構由與主軸驅(qū)動齒輪41嚙合的被驅(qū)動的差動驅(qū)動齒輪31形成。所述主軸30還可以通過由馬達12驅(qū)動的單一齒輪旋轉，并且所述單一齒輪也可以連接至主軸30。空間相關的術語例如“下方”，“之下”，“下”，“上方”，“上”等等是用于簡化描述以解釋一個元件相對于第二個元件的位置。這些術語旨在包含除了附圖中所示的不同方向之外的裝置的其他方向。此外，例如“第一”、“第二”等術語還用于描述不同元件、區(qū)域、部段等，并且也不旨在限制。相似的術語參見整個說明書中的相似元件。如本文中使用的術語“具有”、“包含有”、“包括”，“包含”等開放性術語表示存在聲稱的元件或特征，但并不排除附加元件或特征。冠詞“一種”、“一個”、“所述”旨在包括復數(shù)和單數(shù)，文中另有明確指示的除外。本發(fā)明可以在不超出本發(fā)明范圍和基本特性的情況下以不同于本文中所指出的其他特定方法實現(xiàn)。因此，當前的實施例可以被認為是為描述了全部方面而不是限制性的，并且所附權利要求的含義和等同范圍內(nèi)的所有變型旨在包括在其內(nèi)。