1. 改進背景及效果
曲軸大盤加工部分產品是在Z3040（Z3050）鉆床上進行的。加工前，先將曲軸安裝在專用模具上，軸向位置由軸肩確定，用偏心夾緊機構將曲軸固定在模具上。然后將專用鉆套安裝在曲軸大盤上，開始鉆削加工。鉆削加工時，操作者要緊緊盯住刻度盤，當達到要求深度時立即按下進給手柄將鉆頭退出。待底孔全部加工完以后，開始攻螺紋。攻螺紋時，操作者更為緊張，因為攻不通孔螺紋時要嚴格控制深度，若超過底孔深度極易折斷絲錐，使曲軸無法修復造成廢品。由于僅靠人為控制，因此攻螺紋后螺紋深度無法保證。深度不準確使主機廠在裝機時無法使用統一標準的螺栓裝配。這樣既影響了產品的互換性又使生產效率大大降低。究其主要原因是因為原有的操作方法過于原始化，攻螺紋深度完全由操作者憑經驗來控制，所以根本無法保證螺紋深度的準確性。
針對上述問題，我結合專業知識、現場研究并查閱有關資料，設計出了一套在提供報警的同時能使操縱手柄自動反轉退出絲錐的裝置。該裝置填補了國內鉆床設備的一項空白，極大改善了機床的靈敏度，使普通鉆床變成了半自動機床，為實現自動化生產邁出了新的一步。該裝置極大改善了勞動者的工作條件，使攻螺紋質量有了很大的改善和提高，螺紋深度得到了保證，并受到主機廠的好評。
2. 確定參數
設計時，首先要確定齒輪的模數和齒數。通過測量操縱桿直徑為20mm，首先確定齒根圓直徑應在26~29mm（為了保證齒輪強度）。其次確定齒輪齒數應該被“4”整除。因為操作手柄從正轉到反轉的旋轉角度為90°，也就是1/4圈，如果齒數為單數很難保證旋轉角度的準確性。于是根據資料確定齒輪齒數為22齒，模數為1.5mm。如此推理，操縱手柄轉過90°（即1/4圈），也就是齒輪轉過1/4×22=5.5齒。由于齒條軸與齒輪相嚙合，也使齒條移動了5.5齒即齒條軸的位移量為πmz ＝3.14×1.5×5.5＝25.9（mm）。根據計算結果和查資料，選用電磁鐵型號為MQ1－3N，其額定吸力為30N，額定行程為25mm。與計算值的差距可由電磁鐵的沖擊慣性來補償。
3. 組裝及操作步驟
組裝時，為減小齒條軸與支座之間的摩擦系數，在兩者之間加上定位套。因為定位套使用HT200材料制造，防止了拉傷與燒結現象的發生。另外為防止齒條軸在工作時發生旋轉，影響動作穩定性，在齒條軸上銑出4mm寬的小槽，并用定位螺釘與支座聯接。在齒條軸與齒輪的嚙合處為了不使齒輪與定位套發生摩擦，將定位套一端銑出一個斜面，為齒輪旋轉留出足夠的空間。以上零件組裝在一起后，便可以在鉆床箱體上進行安裝了。安裝時，首先要確定安裝位置。如果機床本身有轉換開關安裝孔，即可以利用它來直接安裝。如果機床上沒有配備安裝孔，則需要根據安裝位置鏜出安裝孔。安裝孔的中心應與操縱桿的中心有一個偏心量e ，通過計算得出偏心量為23mm。如圖1所示。以保證支座安裝后與箱體孔的同軸度。通過計算孔徑是φ 65mm。同時為了減小鏜削端面的尺寸使結構緊湊合理。
安裝孔確定后，首先要在操縱桿上安裝齒輪，其安裝位置如圖1所示。齒輪要稍微向下偏離安裝孔的中心，以便在操縱桿向上運動進行變速時齒輪與齒條軸不會脫離，保證機構動作連續性。然后將組裝好的反轉裝置插入安裝孔，使齒輪與齒條軸正確嚙合（留出一定間隙）。接著將支座上的安裝孔配劃在箱體上。
將支座固定在箱體上后，要確定齒條軸的軸向位置，使頂桿露出支座表面25mm為宜，以保證電磁鐵在有效行程內正常工作。然后將電磁鐵安裝在支座上。并用手推動電磁鐵銜鐵使其運動靈活且行程合適。但在過后試車時發現，當電磁鐵斷電，并將操縱手柄撥至停止位置后，電磁鐵的銜鐵遠遠偏離了有效行程位置，為了使銜鐵有一個正確的位置，又在銜鐵與線圈之間用銅板（或鋁板）支撐，以消除銜鐵的部分間隙。同時，在銜鐵后部安裝了復位彈簧，使銜鐵在靜止時始終保持一個正確位置。
如圖2所示機械部分安裝后，就要確定電器感應開關的安裝位置了。電器部分主要由接觸板和接近開關等組成。接觸板固定在刻度盤上，隨著刻度盤一起旋轉。接近開關則用支架固定在箱體上，接近開關可以在支架槽內作一定角度的移動，以調整開關與接觸板的相對位置（如圖3所示）。安裝時，先用曲軸確定絲錐的深度位置，并將固定在刻度盤上的接觸板對準接近開關。其位置由刻度盤和接近開關共同調整。
具體動作步驟如下：當絲錐達到攻螺紋要求的深度時，接觸板靠近接近開關使報警系統（蜂鳴器）接通。同時接近開關發出電訊號，使電磁鐵通電。如圖4所示，電磁鐵3推動齒條2軸向左移動，并使齒輪1作旋轉運動。
因齒輪1固定在操縱桿4上，因此使操縱桿4也旋轉一定的角度。操縱桿則帶動分油器的閥芯旋轉， 使反轉油路接通， 液壓油將反轉離合器摩擦片壓合， 使鉆床主軸獲得反轉。當絲錐反轉退出一定位置后，刻度盤上的接觸板脫離接近開關，使電磁鐵及報警器斷電。待絲錐完全退出螺紋孔后，將操縱手柄撥至停止位置即可。整個操作過程就此結束。
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