專利名稱：導(dǎo)向軸套和往導(dǎo)向軸套上覆蓋膜的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被裝在自動(dòng)車床上的在切削工具(刀具)附近對(duì)圓棒狀的被加工件以可以轉(zhuǎn)動(dòng)和沿軸方向滑動(dòng)的方式進(jìn)行保持的導(dǎo)向軸套、和往該導(dǎo)向軸套的與被加工件相滑動(dòng)接觸部分上形成硬質(zhì)碳膜的覆蓋膜形成方法。
在被設(shè)置在自動(dòng)車床的自動(dòng)車床立柱上的、在切削工具附近可以轉(zhuǎn)動(dòng)地對(duì)圓棒狀的被加工件進(jìn)行保持的導(dǎo)向軸套中，有轉(zhuǎn)動(dòng)型和固定型的類型。作為轉(zhuǎn)動(dòng)型的導(dǎo)向軸套，總是與被加工件一起做轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)該被加工件以可以沿軸方向滑動(dòng)的方式進(jìn)行保持；而作為固定型的導(dǎo)向軸套，自身不做轉(zhuǎn)動(dòng)，它對(duì)被加工件以可以轉(zhuǎn)動(dòng)和沿軸方向滑動(dòng)的方式進(jìn)行保持。
無(wú)論是哪一種類型的導(dǎo)向軸套，都具有外周錐形面、使其具有彈力的開(kāi)槽、用于被安裝在立柱上的螺紋部、和保持著被加工件的內(nèi)周面。此時(shí)，該內(nèi)周面由于經(jīng)常與被加工件產(chǎn)生滑動(dòng)接觸，所以容易受到磨耗，特別是在固定型導(dǎo)向軸套中該磨耗會(huì)很激烈。
因此，一種在由該被加工件的轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)而與被加工件之間產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面上、由釬焊等方法而粘合設(shè)置有超硬合金或陶瓷的導(dǎo)向軸套，例如在日本專利特開(kāi)平4-141303號(hào)公報(bào)中所示的那樣已被提出。
這樣，通過(guò)在導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面上設(shè)置耐磨耗性和耐熱性優(yōu)良的超硬合金或陶瓷，可以具有在一定程度上抑制其磨耗的效果。
但是，即使象這樣的在內(nèi)周面上設(shè)置有超硬合金或陶瓷的導(dǎo)向軸套，對(duì)于由自動(dòng)車床進(jìn)行切削量大、加工速度快的重切削來(lái)說(shuō)，由于超硬合金和陶瓷的磨耗系數(shù)大且熱傳導(dǎo)率低，所以也會(huì)存在使被加工件上產(chǎn)生損傷、或因減小導(dǎo)向軸套和被加工件之間在直徑方向上的間隙尺寸而發(fā)生燒傷之類的問(wèn)題，從而不能提高切削量和加工速度。
對(duì)于使用固定型導(dǎo)向軸套的方法，由于不使其軸心產(chǎn)生振擺地對(duì)被加工件進(jìn)行保持，所以具有可以進(jìn)行高圓度的精度良好的加工、而且噪音少、自動(dòng)車床的構(gòu)造也不復(fù)雜而可以緊湊化等優(yōu)點(diǎn)。
但是，由于導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面的磨耗與轉(zhuǎn)動(dòng)型的場(chǎng)合相比大大地增大了，所以會(huì)存在難以進(jìn)一步提高切削量和加工速度這樣的問(wèn)題。
又，在自動(dòng)車床上，經(jīng)常會(huì)有將被加工件的曾經(jīng)一度受到加工過(guò)的區(qū)域再次引入和保持在導(dǎo)向軸套內(nèi)，以進(jìn)行再一次的切削加工這樣的情況。在這樣的場(chǎng)合，在被加工件的曾受到過(guò)切削加工的部分上，由于在其邊緣部上常常會(huì)發(fā)生被稱作毛刺的小突起，所以在其被引入到導(dǎo)向軸套內(nèi)時(shí)，會(huì)存在由該毛刺而對(duì)導(dǎo)向軸套的開(kāi)口端面的內(nèi)周面附近和內(nèi)周面造成損傷這樣的問(wèn)題。該毛刺的發(fā)生問(wèn)題，在被加工件為由高韌性的難切削材料所構(gòu)成時(shí)會(huì)很顯著，這時(shí)上述的問(wèn)題也變得很嚴(yán)重。
因此，本發(fā)明的目的是解決上述這樣的問(wèn)題顯著提高導(dǎo)向軸套的與被加工件相接觸的內(nèi)周面的耐磨耗性，對(duì)被加工件不會(huì)造成損傷和燒損，從而可以提高施加在自動(dòng)車床上的切削量和加工速度；進(jìn)一步，即使在將被加工件的曾受到過(guò)切削加工的部分引入到導(dǎo)向軸套內(nèi)進(jìn)行再次切削加工那樣的場(chǎng)合，也不會(huì)發(fā)生因被加工件上的毛刺而對(duì)導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面和其開(kāi)口端面的靠近內(nèi)周面部分產(chǎn)生損傷的情況，從而可以在長(zhǎng)期內(nèi)使用同一個(gè)導(dǎo)向軸套。
因此，本發(fā)明提供了一種往導(dǎo)向軸套上的覆蓋膜形成方法和導(dǎo)向軸套，其中，上述往導(dǎo)向軸套上的覆蓋膜形成方法，是為了往上述那樣的導(dǎo)向軸套的與被加工件相滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面、和其內(nèi)周面開(kāi)口著的端面的靠近內(nèi)周面部分上在短時(shí)間內(nèi)形成均一且牢固的硬質(zhì)碳膜；而上述導(dǎo)向軸套，在其與被加工件相滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面和該內(nèi)周面開(kāi)口的端面的靠近內(nèi)周面部分上，形成有硬質(zhì)碳膜。
所謂該硬質(zhì)碳膜，是指氫化無(wú)定形碳膜(水素化アモルフス·カ一ボン膜)，由于其具有與金剛石很相似的性質(zhì)，所以也被稱作類金剛石碳(DLC)。
該硬質(zhì)碳膜(DLC)的硬度高(維氏硬度在3000HV以上)，耐磨耗性好，摩擦系數(shù)小(為超硬合金的1/8)，且耐蝕性也很優(yōu)良。
因此，在其與被加工件相滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面上設(shè)有該硬質(zhì)碳膜的本發(fā)明的導(dǎo)向軸套，與現(xiàn)有的在內(nèi)周面上設(shè)有現(xiàn)有的超硬合金或陶瓷的導(dǎo)向軸套相比，就顯著地提高了其耐磨耗性。
因此，當(dāng)將其作為自動(dòng)車床的固定型導(dǎo)向軸套而使用時(shí)，即使是進(jìn)行切削量大和加工速度快的重切削作業(yè)，也不會(huì)發(fā)生使被加工件出現(xiàn)損傷或燒傷的情況，從而可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高精度的加工作業(yè)。
當(dāng)在上述導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面和其開(kāi)口端的附近部分上，經(jīng)用于提高與硬質(zhì)碳膜之間的粘結(jié)性的中間層而形成硬質(zhì)碳膜時(shí)，可以進(jìn)一步牢固和難以剝離地形成硬質(zhì)碳膜。
當(dāng)使該中間層，例如，由鈦或鉻所構(gòu)成的下層和由碳化硅所構(gòu)成的上層的2層膜所形成時(shí)，由于下層保證了與導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面(基材為合金工具鋼)之間的粘結(jié)性，而上層與硬質(zhì)碳膜牢固地結(jié)合著，所以可以形成粘結(jié)性好的牢固的硬質(zhì)碳膜。
由此，在裝著該導(dǎo)向軸套的自動(dòng)車床上，即使在進(jìn)行切削量大、加工速度快的重切削作業(yè)時(shí)，也不會(huì)有硬質(zhì)碳膜產(chǎn)生剝離的情況出現(xiàn)。
或者，也可以在導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面附近的基材上，設(shè)置至少含有鎢、碳和鈷的超硬部件，或形成滲碳層，并在該超硬部件或滲碳層的內(nèi)周面和該內(nèi)周面開(kāi)口的端面的靠近內(nèi)周面部分上設(shè)置硬質(zhì)碳膜。這時(shí)，當(dāng)經(jīng)與上述相同的中間層而設(shè)置硬質(zhì)碳膜時(shí)，也可以進(jìn)一步提高粘結(jié)性。
本發(fā)明的導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，具有下列工作順序。
將自動(dòng)車床用的導(dǎo)向軸套配置在具有排氣口和氣體導(dǎo)入口的、并在其內(nèi)部設(shè)有陽(yáng)極和燈絲的真空室內(nèi)；在形成該導(dǎo)向軸套的與被加工件相滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面的中心開(kāi)口內(nèi)，插入棒狀或線狀的輔助電極；使該輔助電極為接地電位或?qū)ζ涫┘由现绷髡妷骸Ｒ部梢栽谙葘⒃撦o助電極插入到導(dǎo)向軸套的中心開(kāi)口內(nèi)的狀態(tài)下，再將其與導(dǎo)向軸套一起配置在真空室內(nèi)。
又，將具有比該導(dǎo)向軸套的中心開(kāi)口的直徑要大的開(kāi)口徑的環(huán)狀的模型部件，以與上述中心開(kāi)口之間中心一致的方式配置在該導(dǎo)向軸套的上述內(nèi)周面開(kāi)了口的端面上，以使上述端面的靠近內(nèi)周面部分以環(huán)狀露出。
而且，在對(duì)真空室進(jìn)行排氣后，從氣體導(dǎo)入口導(dǎo)入含有碳的氣體；對(duì)導(dǎo)向軸套施加上直流電壓，同時(shí)對(duì)上述陽(yáng)極也施加上直流電壓，并對(duì)上述燈絲施加上交流電壓，使產(chǎn)生等離子體；由等離子體CVD工藝，在上述導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面和上述端面的靠近內(nèi)周面部分上形成硬質(zhì)碳膜。
又，作為在真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體的方法，也可以在真空室內(nèi)不設(shè)置陽(yáng)極和燈絲，而是通過(guò)對(duì)導(dǎo)向軸套施加上高頻電，或直流電壓而產(chǎn)生等離子體。
這樣，在將輔助電極插入到導(dǎo)向軸套的中心開(kāi)口內(nèi)的狀態(tài)下，通過(guò)在向真空室內(nèi)導(dǎo)入含碳?xì)怏w的同時(shí)使其產(chǎn)生等離子體，就可以在導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面上快速地且在從開(kāi)口端側(cè)到內(nèi)側(cè)上以均一的膜厚形成硬質(zhì)碳膜。
進(jìn)一步，通過(guò)先在導(dǎo)向軸套的與被加工件相滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面的開(kāi)了口的端面上，以中心一致的方式配置具有比導(dǎo)向軸套的中心開(kāi)口的直徑要大的開(kāi)口徑的環(huán)狀的模型部件，然后形成硬質(zhì)碳膜，就可以在除導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面以外的上述端面的從模型部件中露出的內(nèi)周面附近部分上，形成硬質(zhì)碳膜。


圖1為顯示了本發(fā)明的導(dǎo)向軸套的一例的縱斷面圖，圖2為顯示了其外觀的立體圖。
圖3和圖4為顯示了本發(fā)明的導(dǎo)向軸套的其它不同例的縱斷面圖。
圖5至圖13為相當(dāng)于分別在圖1、圖3和圖4中的由圖A所圍著部分的放大斷面圖。
圖14為用于說(shuō)明在導(dǎo)向軸套上形成中間層的方法的一例的裝置斷面圖。
圖15為實(shí)施了往本發(fā)明的導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法的裝置的概略斷面圖。
圖16為在圖15的實(shí)施例中所使用的模型部件的立體圖。
圖17至圖21為實(shí)施了往本發(fā)明的導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法的其它分別不同的裝置的概略斷面圖。
圖22為顯示了施加在輔助電極上的直流正電壓和所形成的硬質(zhì)碳膜的膜厚之間的關(guān)系的曲線圖。
圖23至圖28為分別顯示了將內(nèi)周面形狀不同的模型部件配置在插入有輔助電極的導(dǎo)向軸套端面上的狀態(tài)的主要部分放大縱斷面圖。
圖29為只是顯示了設(shè)置有使用了本發(fā)明的導(dǎo)向軸套的固定型導(dǎo)向軸套裝置的自動(dòng)車床的主軸附近的斷面圖。
圖30為只是顯示了設(shè)置有使用了本發(fā)明的導(dǎo)向軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)型導(dǎo)向軸套裝置的自動(dòng)車床的主軸附近的斷面圖。
以下，參照?qǐng)D面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)使用了本發(fā)明的導(dǎo)向軸套的自動(dòng)車床的構(gòu)造進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。
圖29為只是顯示了數(shù)控自動(dòng)車床的主軸附近的斷面圖。在該自動(dòng)車床上，設(shè)置有固定有導(dǎo)向軸套11的、并在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)地保持著被加工件51(用點(diǎn)劃線所示)的狀態(tài)下得到使用的固定型導(dǎo)向軸套裝置37。
主軸臺(tái)17，可以在該數(shù)控自動(dòng)車床的圖中未示的床身上沿圖中的左右方向進(jìn)行滑動(dòng)。
在該主軸臺(tái)17上，設(shè)置有由軸承21而以可以轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)得到支持的主軸19。而且，在主軸19的前端部上，安裝著彈簧夾頭13。
該彈簧夾頭13，被配置在回轉(zhuǎn)套41的中心孔內(nèi)。而且，彈簧夾頭13的前端外周錐形面13a和回轉(zhuǎn)套41的內(nèi)周錐形面41a相互為面接觸。
進(jìn)一步，在中間套筒29內(nèi)的彈簧夾頭13的后端部上，設(shè)置有將帶狀的彈簧件做成線圈狀而形成的彈簧25。而且，由該彈簧25的作用，可以將彈簧夾頭13從中間套筒29內(nèi)壓出。
彈簧夾頭13的前端位置，通過(guò)與由螺紋固定在主軸19的前端上的蓋形螺母27相接觸而使其位置得到限制。因此，可以防止發(fā)生彈簧夾頭13由彈簧25的彈力的作用而從中間套筒29中彈出的情況。
在中間套筒29的后端部上，經(jīng)該中間套筒29設(shè)置有夾頭開(kāi)閉機(jī)構(gòu)31。而且，通過(guò)對(duì)夾頭開(kāi)閉爪33進(jìn)行開(kāi)閉，使彈簧夾頭13產(chǎn)生開(kāi)閉操作，從而對(duì)被加工件51進(jìn)行保持或釋放。
即，當(dāng)夾頭開(kāi)閉機(jī)構(gòu)31的夾頭開(kāi)閉爪33的前端部向相互打開(kāi)的方向移動(dòng)時(shí)，夾頭開(kāi)閉爪33的與中間套筒29相接觸著的部分向圖29的左方向移動(dòng)，從而向左方向按壓著中間套筒29。由該中間套筒29的向左方向的移動(dòng)，使與中間套筒29的左端相接觸著的回轉(zhuǎn)套41向左方向產(chǎn)生移動(dòng)。
而且，彈簧夾頭13，由螺紋固定在主軸19的前端上的蓋形螺母27，可以防止其從主軸19中彈出。
因此，通過(guò)該回轉(zhuǎn)套41的向左方向的移動(dòng)，使彈簧夾頭13的形成有開(kāi)槽部分的外周錐形面13a、和回轉(zhuǎn)套41的內(nèi)周錐形面41a之間受到強(qiáng)烈的按壓，而使它們相互沿錐形面產(chǎn)生移動(dòng)。
其結(jié)果是，彈簧夾頭13的內(nèi)周面的直徑變小，可以對(duì)被加工件51進(jìn)行保持。
當(dāng)增大彈簧夾頭13的內(nèi)周面的直徑而要釋放被加工件51時(shí)，通過(guò)使夾頭開(kāi)閉爪33的前端部向相互閉合的方向移動(dòng)，而解除將回轉(zhuǎn)套41按壓向左方向的作用力。
于是，由彈簧25的回復(fù)力，使中間套筒29和回轉(zhuǎn)套41向圖中的右方向移動(dòng)。
因此，就解除了在彈簧夾頭13的外周錐形面13a和回轉(zhuǎn)套41的內(nèi)周錐形面41a之間的按壓力。由此，彈簧夾頭13由自身所具有的彈力而使其內(nèi)周面的直徑增大，從而可以釋放被加工件51。
進(jìn)一步，在主軸臺(tái)17的前方設(shè)有立柱35，在該立柱35上配置有使其中心軸線與主軸中心線相一致的導(dǎo)向軸套裝置37。
該導(dǎo)向軸套裝置37，是一種在其中固定有導(dǎo)向軸套11的、并在該導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b上保持著可以轉(zhuǎn)動(dòng)的被加工件51的固定型導(dǎo)向軸套裝置37。
在固定在立柱35上的夾具39的中心孔上，嵌入有軸套套筒23，在該軸套套筒23的前端部上設(shè)有內(nèi)周錐形面23a。
而且，在該軸套套筒23的中心孔上，嵌入配置有在其前端部上形成有外周錐形面11a和開(kāi)槽11c的導(dǎo)向軸套11。
在導(dǎo)向軸套裝置37的后端部上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋固定在導(dǎo)向軸套11的螺紋部上的調(diào)整螺母43，可以對(duì)導(dǎo)向軸套11的內(nèi)徑和被加工件51的外形之間的間隙尺寸進(jìn)行調(diào)整。
即，當(dāng)使調(diào)整螺母43向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)向軸套11相對(duì)于軸套套筒23向圖中的右方向移動(dòng)，與彈簧夾頭13的場(chǎng)合一樣，這時(shí)軸套套筒23的內(nèi)周錐形面23a和導(dǎo)向軸套11的外周錐形面11a之間相互按壓，從而使導(dǎo)向軸套11的前端部的內(nèi)徑變小。
在導(dǎo)向軸套裝置37的進(jìn)一步靠前方處，設(shè)置有切削工具(刀具)45。
而且，將被加工件51在由主軸19的彈簧夾頭13所保持著的同時(shí)由導(dǎo)向軸套裝置37所支持著；進(jìn)一步，將貫通該導(dǎo)向軸套裝置37而突出到加工區(qū)域的被加工件51，由切削工具45的進(jìn)退和主軸臺(tái)17的移動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行規(guī)定的切削加工。
下面，依據(jù)圖30，對(duì)在使保持著被加工件的導(dǎo)向軸套產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下得到使用的轉(zhuǎn)動(dòng)型導(dǎo)向軸套裝置進(jìn)行說(shuō)明。在該圖30中，對(duì)與圖29相對(duì)應(yīng)的部分，給以相同的符號(hào)。
作為該轉(zhuǎn)動(dòng)型導(dǎo)向軸套裝置，有彈簧夾頭13和導(dǎo)向軸套11做同步轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)向軸套裝置、和不做同步轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)向軸套裝置。在該圖30中所示的導(dǎo)向軸套裝置37，為彈簧夾頭13和導(dǎo)向軸套11做同步轉(zhuǎn)動(dòng)的類型。
該轉(zhuǎn)動(dòng)型導(dǎo)向軸套裝置37，是由從主軸19的蓋形螺母27中突出的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)棒47而使導(dǎo)向軸套裝置37得到驅(qū)動(dòng)的。也可以取代該轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)棒47，而由齒輪或皮帶輪而對(duì)導(dǎo)向軸套裝置37進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
該轉(zhuǎn)動(dòng)型導(dǎo)向軸套裝置37，在被固定在立柱35上的夾具39的中心孔上，經(jīng)軸承21以可以轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)嵌入配置著軸套套筒23。
進(jìn)一步，在該軸套套筒23的中心孔上，嵌入配置有導(dǎo)向軸套11。
軸套套筒23和導(dǎo)向軸套11，與在圖29中所說(shuō)明了的具有相同的構(gòu)成。而且，通過(guò)在導(dǎo)向軸套裝置37的后端部上，轉(zhuǎn)動(dòng)由螺紋固定在導(dǎo)向軸套11的螺紋部上的調(diào)整螺母43，使導(dǎo)向軸套11的內(nèi)徑變小，而可以調(diào)整導(dǎo)向軸套11的內(nèi)徑和被加工件51的外形之間的間隙尺寸。
對(duì)除導(dǎo)向軸套裝置37為轉(zhuǎn)動(dòng)型這一點(diǎn)以外的其它的構(gòu)成，由于與在圖29中所說(shuō)明了的自動(dòng)車床的構(gòu)成相同，所以省略其說(shuō)明。下面，以多種實(shí)施形態(tài)對(duì)本發(fā)明的導(dǎo)向軸套的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
圖1為顯示了本發(fā)明的導(dǎo)向軸套的一例的縱斷面圖，圖2為顯示了其外觀的立體圖。
如這些圖所示，導(dǎo)向軸套11顯示了當(dāng)其前端部為打開(kāi)著時(shí)的自由狀態(tài)。該導(dǎo)向軸套11，形成為在軸方向具有中心開(kāi)口11j的大致的圓筒狀，并在其長(zhǎng)度方向的一端部上形成有外周錐形面11a，而在另一端部上具有螺紋部11f。
進(jìn)一步，在該導(dǎo)向軸套11的中心上，設(shè)有具有不同的開(kāi)口徑的貫通的開(kāi)口。而且，在設(shè)有外周錐形面11a一側(cè)的內(nèi)周上，形成有對(duì)被加工件51進(jìn)行保持的內(nèi)周面11b。又，在該內(nèi)周面11b以外的區(qū)域上，形成有具有比內(nèi)周面11b的內(nèi)徑要大的內(nèi)徑的臺(tái)階部11g。
而且，該導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j，在其設(shè)有外周錐形面11a一端部的內(nèi)側(cè)上，形成有用于保持被加工件的內(nèi)周面11b；在該內(nèi)周面11b以外的區(qū)域上，形成有具有比該內(nèi)周面11b的內(nèi)徑要大的內(nèi)徑的臺(tái)階部11g。
又，該導(dǎo)向軸套11，從其外周錐形面11a到彈簧部11d，以120°的間隔在3個(gè)部位上設(shè)有將外周錐形面11a沿圓周方向3等分了的開(kāi)槽11c。
而且，通過(guò)將該導(dǎo)向軸套11的外周錐形面11a按壓在上述軸套套筒的內(nèi)周錐形面上，使彈簧部11d產(chǎn)生撓曲變形，可以對(duì)內(nèi)周面11b和圖1的點(diǎn)劃線所示的被加工件51之間的間隙尺寸進(jìn)行調(diào)整。
進(jìn)一步，在該導(dǎo)向軸套11上，在彈簧部11d和螺紋部11f之間設(shè)有嵌合部11e。而且，通過(guò)將該嵌合部11e嵌合到在圖29和圖30中所示的軸套套筒23的中心孔中，就可以將導(dǎo)向軸套11在主軸的中心線上、且與主軸相平行地得到配置。
作為構(gòu)成該導(dǎo)向軸套11的材料，使用合金工具鋼(SKS)，并在形成其外形形狀和內(nèi)形形狀后，進(jìn)行淬火處理和回火處理。
該導(dǎo)向軸套11，在閉合著外周錐形面11a的狀態(tài)下，在其內(nèi)周面11b和被加工件51之間設(shè)有沿半徑方向的5～10μm的間隙。由此，由于被加工件51在進(jìn)出時(shí)與內(nèi)周面11b之間產(chǎn)生滑動(dòng)接觸，所以其磨耗會(huì)成為問(wèn)題。
進(jìn)一步，當(dāng)被用于在圖29所示的固定型導(dǎo)向軸套裝置上時(shí)，由于被保持在固定著的導(dǎo)向軸套11上的被加工件51是在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)得到加工的，所以在內(nèi)周面11b和被加工件51之間，會(huì)存在因高速滑動(dòng)和由切削負(fù)荷而施加在內(nèi)周面11b上的過(guò)大的來(lái)自被加工件51的按壓力而產(chǎn)生燒傷的問(wèn)題。
又，如上所述，在將被加工件的曾經(jīng)一度被加工過(guò)的區(qū)域引入到導(dǎo)向軸套內(nèi)進(jìn)行再次切削加工時(shí)，還存在因殘留在被加工件上的毛刺而使在導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面或開(kāi)口端緣上產(chǎn)生損傷的問(wèn)題。
因此，在該導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b上，形成有上述的硬質(zhì)碳膜(DLC)15。該硬質(zhì)碳膜15的膜厚被設(shè)定為1至5μm。
進(jìn)一步，在該導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b開(kāi)口的端面11h的靠近內(nèi)周面的部分11h1上，也形成有環(huán)狀的硬質(zhì)碳膜。
在圖1中，在導(dǎo)向軸套11的基材(合金工具鋼)上，直接或經(jīng)后述的中間層形成有硬質(zhì)碳膜15。
在圖3所示的例中，在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b上，由釬焊方法固定著至少含有鎢(W)、碳(C)和鈷(Co)的、且其厚度為2～5mm的超硬部件12；在該超硬部件12的內(nèi)周面和該內(nèi)周面開(kāi)口的端面12a上，形成有硬質(zhì)碳膜15。
進(jìn)一步，在圖4所示的例中，在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b和該內(nèi)周面開(kāi)口的端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1上，設(shè)有滲碳層11i；在該滲碳層11i上，形成有硬質(zhì)碳膜15。
該硬質(zhì)碳膜，具有與金剛石很相似的性質(zhì)。即其特點(diǎn)為機(jī)械強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小、具有潤(rùn)滑性、以及良好的電絕緣性和高的熱傳導(dǎo)率、優(yōu)良的耐蝕性等。
因此，在其內(nèi)周面11b和端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1上設(shè)有硬質(zhì)碳膜15的該導(dǎo)向軸套11，極大地提高了其耐磨耗性能，即使是在長(zhǎng)期使用或進(jìn)行重切削加工時(shí)，也可以抑制與被加工件51相接觸的內(nèi)周面11b上的磨耗。又，還可以抑制對(duì)被加工件51、以及導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面和其開(kāi)口端緣部造成損傷的情況出現(xiàn)，并可以大幅度地抑制在導(dǎo)向軸套11和被加工件51之間發(fā)生燒傷的情況。
因此，本發(fā)明的導(dǎo)向軸套11，可以顯著地提高在長(zhǎng)期使用時(shí)的可靠性，且還可以被用于固定型的導(dǎo)向軸套裝置上。
下面，參照?qǐng)D5至圖13，對(duì)該導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b和端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1的設(shè)有硬質(zhì)碳膜15的部分的各種構(gòu)成例進(jìn)行說(shuō)明。
圖5至圖7，各為相當(dāng)于圖1的A部放大圖。圖5所示的，是在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b和端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1的基材(合金工具鋼)上，直接形成1～5μn膜厚的硬質(zhì)碳膜時(shí)的情況。
圖6所示的，是在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b和端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1的基材上，經(jīng)為提高與硬質(zhì)碳膜15之間的粘結(jié)性而設(shè)的中間層16而形成1～5μm膜厚的硬質(zhì)碳膜15時(shí)的情況。
該中間層16，使用元素周期表第IVb族中的元素硅(Si)、鍺(Ge)、或硅或鍺的化合物。又，也可以是象碳化硅(SiC)或碳化鈦(TiC)那樣的含碳化合物。
圖7所示的，是使其中間層16由鈦(Ti)或鉻(Cr)所構(gòu)成的下層16a、和由碳化硅(SiC)所構(gòu)成的上層16b的2層膜所形成時(shí)的情況。
這樣，下層16a的鈦或鉻起著保持與導(dǎo)向軸套11的基材之間的粘結(jié)性的作用；而上層16b的碳化硅(SiC)則與硬質(zhì)碳膜以共價(jià)鍵相結(jié)合，起著與該硬質(zhì)碳膜強(qiáng)烈結(jié)合的作用。
這是因?yàn)?，?Ti)和鉻(Cr)與構(gòu)成導(dǎo)向軸套11的合金工具鋼之間具有很高的結(jié)合力；并且，構(gòu)成碳化硅(SiC)的硅和碳都是元素周期表第IVb族的元素，且硬質(zhì)碳膜也由碳所構(gòu)成，它們都具有金剛石構(gòu)造，從而使兩覆蓋膜可以以高的結(jié)合力相結(jié)合。
圖8至圖10相當(dāng)于圖3的A部放大圖，它們都是在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的基材上，先由釬焊等方法粘合上厚度為2～5mm的超硬部件12，再在其內(nèi)周面12b和其開(kāi)口側(cè)的端面12a上形成硬質(zhì)碳膜15的。這樣，可以進(jìn)一步提高導(dǎo)向軸套11的耐久性。
在圖9所示的例中，是在超硬部件12的內(nèi)周面12b和端面12a上，進(jìn)一步經(jīng)用于提高粘結(jié)性的中間層16而形成硬質(zhì)碳膜15。該中間層16，例如是由碳化鎢(Wc)所形成的。
在圖10所示的例中，使其中間層16由鈦(Ti)或鉻(Cr)所構(gòu)成的下層16a、和由碳化硅(SiC)所構(gòu)成的上層16b的2層膜所形成。
或者，也可以使該中間層16的下層16a由碳化鎢所形成，而使上層16b由碳化硅所形成。
在這些例中，作為設(shè)在硬質(zhì)碳膜15的下層的超硬部件12，使用至少含有鎢、碳和鈷的超硬部件。例如，使用含鎢(W)為85～90％、含碳(C)為5～7％、和作為粘合劑含鈷為3～10％的組成。
又，也可以使用碳化鎢(Wc)等超硬合金、或碳化硅等陶瓷燒結(jié)體。在進(jìn)行陶瓷燒結(jié)時(shí)，通常是將鉻(Cr)、鎳(Ni)、鈷(Co)等作為粘合劑而添加的。但在該添加較少時(shí)，如圖8所示，也可以不經(jīng)中間層16，而是直接在該硬質(zhì)部件12上形成硬質(zhì)碳膜15。
但是，當(dāng)如上所述那樣直接在超硬合金上形成硬質(zhì)碳膜15時(shí)，由于受到來(lái)自在形成該超硬合金時(shí)所用的粘合劑等(特別是鈷(Co))的不良影響，有可能使硬質(zhì)碳膜15產(chǎn)生剝離。
因此，如圖9或圖10所示，最好是在超硬部件12和硬質(zhì)碳膜15之間形成用于提高粘結(jié)性的中間層16。
通過(guò)經(jīng)該中間層16而形成硬質(zhì)碳膜15，由于因與超硬部件12的粘合劑不會(huì)直接相接觸而避免了受到不良影響，所以可以防止硬質(zhì)碳膜15的剝離。
圖11至圖13，相當(dāng)于圖3的A部放大圖，它們所顯示的例子是，取代在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b上設(shè)置超硬部件12，而是在內(nèi)周面11b附近的基材上形成滲碳層11k，再在形成有該滲碳層11k的內(nèi)周面11b和端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1上形成硬質(zhì)碳膜15。
所謂滲碳，是鋼件的表面硬化方法之一，是一種可以使表層硬化而內(nèi)部仍原樣保持強(qiáng)韌性的眾所周知的處理方法。
這里，是在例如由甲烷(CH4)或乙烯(C2H4)等含碳的滲碳性氣體和氮?dú)?N2)的運(yùn)載氣體的混合氣體氣氛中，由下列那樣的條件而進(jìn)行滲碳處理的。
(滲碳條件)溫度1100℃時(shí)間30分滲碳深度0.5mm這樣，當(dāng)在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的表層上形成滲碳層11k是，如圖11所示，是可以在其表面直接形成硬質(zhì)碳膜15的。但如圖12或圖13所示，若在該表面上進(jìn)一步先形成用于提高粘結(jié)性的中間層16，再經(jīng)該中間層16而形成硬質(zhì)碳膜15的話，則更好。
作為該中間層16，如上所述，可以使用元素周期表第IVb族的硅(Si)、鍺(Ge)、或硅或鍺的化合物。
又，如圖13所示，也可以使該中間層16由鈦(Ti)或鉻(Cr)所構(gòu)成的下層16a、和由碳化硅(SiC)所構(gòu)成的上層16b的2層膜所形成。
這樣，中間層16的下層16a的鈦或鉻起著保持住與導(dǎo)向軸套11的基材之間的粘結(jié)性的作用，而上層16b的碳化硅與硬質(zhì)碳膜15之間以共價(jià)鍵相結(jié)合，起著與該硬質(zhì)碳膜15產(chǎn)生強(qiáng)烈結(jié)合的作用，從而可以防止硬質(zhì)碳膜的剝離。下面，對(duì)在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b和端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1上形成上述中間層16的方法進(jìn)行說(shuō)明。
作為中間層的形成方法，可以使用濺射法、離子鍍法、或化學(xué)氣相沉積(CVD)法及噴鍍法。
作為一例，參照?qǐng)D14對(duì)用濺射法的中間層形成方法進(jìn)行說(shuō)明。
在具有氣體導(dǎo)入口93和排氣口95的真空室91的一壁面91a的內(nèi)側(cè)上，設(shè)有靶罩96，在這里配置著作為中間層材料的靶90。而且，以使該靶90和端面11h相對(duì)向的方式配置上導(dǎo)向軸套11。這時(shí)，使導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j的軸線相對(duì)于靶(タ-グツト)90的表面為垂直配置。
又，以將除該導(dǎo)向軸套11的端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1以外的外周面覆蓋住的方式，卷附著鋁箔等罩部件94。
而且，該導(dǎo)向軸套11與直流電源92相接續(xù)，靶90與靶電源97相接續(xù)。
在這樣設(shè)置后，由圖中未示的排氣裝置從排氣口95進(jìn)行真空排氣，使真空室91內(nèi)的真空度達(dá)到3×10-5torr以下。
其后，從氣體導(dǎo)入口93中導(dǎo)入作為濺射氣體的氬(Ar)氣，使真空室91內(nèi)的真空度調(diào)整到3×10-3torr。
而且，對(duì)導(dǎo)向軸套11從直流電源92施加上負(fù)60V的直流負(fù)電壓，并對(duì)靶90從靶電源97施加上負(fù)50V的直流電壓。
于是，在真空室91內(nèi)就產(chǎn)生等離子體，由該等離子體中的離子對(duì)靶90的內(nèi)表面進(jìn)行濺射。由此，從該靶90的表面被濺射出的中間層的材料，就附著在導(dǎo)向軸套11的沒(méi)有被罩部件91所覆蓋著的部分上，從而可以只是在內(nèi)周面11b和端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1上形成上述的中間層16。
或者，當(dāng)為在內(nèi)周面11b上設(shè)有超硬部件12的導(dǎo)向軸套時(shí)，如圖9和圖10所示，可以在超硬部件12的內(nèi)周面12b和端面12a上形成中間層16。
該中間層16的形成膜厚被設(shè)定為0.5μm的程度。但在其為2層構(gòu)造時(shí)，使上層和下層均為0.5μm的程度。
在形成為1層的中間層時(shí)，作為靶90使用碳化硅(SiC)或碳化鎢(WC)。在形成為2層的中間層時(shí)，開(kāi)始時(shí)用鈦(Ti)或鉻(Cr)作為靶90進(jìn)行濺射，形成中間層的下層；然后，用碳化硅(SiC)作為靶90進(jìn)行濺射，形成中間層的上層。下面，參照?qǐng)D15至圖28，對(duì)往本發(fā)明的導(dǎo)向軸套上形成硬質(zhì)碳膜的方法進(jìn)行說(shuō)明。
在這里，首先對(duì)在形成硬質(zhì)碳膜前的導(dǎo)向軸套11的制作方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。
用合金工具鋼(SKS)，先進(jìn)行切削加工，以形成外周錐形面11a、彈簧部11d、嵌合部11e、螺紋部11f、以及中心開(kāi)口(1)的內(nèi)周面11b和具有比該內(nèi)周面11b大的內(nèi)徑的臺(tái)階部11g。
然后，進(jìn)行放電加工，在該導(dǎo)向軸套11的外周錐形面11a側(cè)上以120°的間隔形成開(kāi)槽11c。
進(jìn)一步，進(jìn)行研磨加工，對(duì)內(nèi)周面11b、外周錐形面11a、和嵌合部11e進(jìn)行研磨，從而得到在形成硬質(zhì)碳膜之前的導(dǎo)向軸套11。
又，根據(jù)需要，在該導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b上粘合上述的超硬部件12或形成滲碳層11k。
并且，由上述方法，預(yù)先在該導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面和端面的靠近內(nèi)周面部分11h1上，或在超硬部件12的內(nèi)周面12b和端面12a上預(yù)先形成中間層16。
(第1方法圖15、16)圖15為用于實(shí)施往該導(dǎo)向軸套上形成硬質(zhì)碳膜的方法中的第1方法的裝置的斷面圖。
在圖15中，符號(hào)61為具有氣體導(dǎo)入口63和排氣口65的真空室，在其中的中央上部上，配設(shè)有陽(yáng)極79和燈絲81。在該真空室61內(nèi)的中央下部，以將其下部固定在絕緣支持具80上的方式垂直配置著上述的導(dǎo)向軸套11。
而且，在該導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j內(nèi)，插入配設(shè)有經(jīng)真空室61與接地電位相接續(xù)著的細(xì)棒狀的輔助電極71。這時(shí)，使輔助電極71位于導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j的中央部(大致的軸線)上。又，該輔助電極71由不銹鋼等金屬材料所制成。
進(jìn)一步，在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b開(kāi)口的端面11h上，以使其中心與中心開(kāi)口11j的中心相一致的方式，配置著具有其直徑比導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的直徑要大2mm左右的開(kāi)口部53a的環(huán)狀的模型部件53，使端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1以環(huán)狀露出。
該模型部件53的外觀在圖16中示出。該模型部件53，與輔助電極71同樣地，也是由不銹鋼(SUS)所形成的。該模型部件53的外徑尺寸，被設(shè)定為與導(dǎo)向軸套11的端面11h的大小大致相同。
又，輔助電極71，最好是以其前端不從模型部件53的上端面突出的方式被配置在位于1～2mm左右的內(nèi)側(cè)。
又，通過(guò)將該導(dǎo)向軸套11的外周面用鋁箔等四部件84進(jìn)行覆蓋，可以使在外周面上不會(huì)形成硬質(zhì)碳膜。
而且，從排氣口進(jìn)行真空排氣，使真空室61內(nèi)的真空度達(dá)到3×10-5torr。
然后，從氣體導(dǎo)入口63向真空室61內(nèi)導(dǎo)入作為含碳?xì)怏w的苯(C6H6)，使真空室61內(nèi)的壓力控制在5×10-3torr。
接著，對(duì)該導(dǎo)向軸套11從直流電源73施加上負(fù)3KV的直流電壓，并對(duì)陽(yáng)極79從陽(yáng)極電源75施加上正50V的直流電壓，進(jìn)一步對(duì)燈絲81從燈絲電源77施加上10V左右的交流電壓，以使其輸入有30A的電流。
由此，就在真空室61內(nèi)的導(dǎo)向軸套11的周圍區(qū)域上產(chǎn)生了等離子體，由等離子體CVD工藝，使只是在導(dǎo)向軸套11的露出的內(nèi)周面11b和端面11h的靠近內(nèi)周面部分11h1上形成硬質(zhì)碳膜。
在該圖15所示的硬質(zhì)碳膜的形成方法中，通過(guò)以插入到導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j內(nèi)的方式設(shè)置輔助電極71，就可以不僅在導(dǎo)向軸套11的外周部上，而且在內(nèi)周部上也形成等離子體。
又，由于由此不會(huì)發(fā)生作為異常放電的空心放電現(xiàn)象，所以可以提高硬質(zhì)碳膜15的粘結(jié)性。
進(jìn)一步，由于在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面的長(zhǎng)度方向上電位特性是均一的，所以使得形成于內(nèi)周面11b上的硬質(zhì)碳膜的膜厚分布也均一化了。而且，由于成膜速度很快，所以可以在短時(shí)間內(nèi)從開(kāi)口端面?zhèn)鹊介_(kāi)口內(nèi)側(cè)形成具有均一膜厚的硬質(zhì)碳膜。
該輔助電極71的直徑，只要比導(dǎo)向軸套11的開(kāi)口徑小一些即可。但最好是，相對(duì)于形成著硬質(zhì)碳膜的內(nèi)周面11b，設(shè)置5mm左右的間隙、即等離子體形成區(qū)域。理想情況是，使該輔助電極71的直徑和導(dǎo)向軸套11的開(kāi)口徑之比為1/10以下。當(dāng)使輔助電極71變細(xì)時(shí)，也可以使其為線狀。
而且，在上述說(shuō)明中，該輔助電極71是由不銹鋼所形成的，但也可以將其由鎢(W)、鉭(Ta)這樣的高熔點(diǎn)金屬材料所制成。又，該輔助電極71的斷面形狀為圓形。
又，在該實(shí)施例中所使用的模型部件53，具有下列作用。
即，在往這樣的導(dǎo)向軸套11上形成硬質(zhì)碳膜的方法中，在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)面和外周部上都會(huì)產(chǎn)生等離子體。而且，在導(dǎo)向軸套11的端面上容易集中電荷，使開(kāi)口端面區(qū)域與內(nèi)面相比以高電位的狀態(tài)發(fā)生所謂的邊緣效應(yīng)。這時(shí)，導(dǎo)向軸套11的端面附近的等離子體的強(qiáng)度比其它區(qū)域的要大，而且也不穩(wěn)定。
進(jìn)一步，在導(dǎo)向軸套11的端部區(qū)域上，會(huì)受到來(lái)自內(nèi)面的等離子體和外周部的等離子體雙方等離子體的影響。
而且，當(dāng)在這樣的狀態(tài)下形成硬質(zhì)碳膜時(shí)，在從導(dǎo)向軸套11的端面11h到數(shù)mm內(nèi)側(cè)的區(qū)域、和其它區(qū)域之間，會(huì)產(chǎn)生有所不同的硬質(zhì)碳化膜的粘結(jié)性，并且膜的質(zhì)量也會(huì)有所不同。
因此，當(dāng)如圖15所示，當(dāng)先在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b開(kāi)口的端面11h上配置上模型部件53再形成硬質(zhì)碳膜時(shí)，上述膜質(zhì)量和粘合性不同的區(qū)域就不會(huì)在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)面上形成，而是形成于模型部件53的開(kāi)口內(nèi)面上。
又，當(dāng)使導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面的開(kāi)口徑的尺寸設(shè)定在10mm左右以下的較小值時(shí)，會(huì)存在形成于輔助電極71和導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面11b之間的等離子體隨時(shí)間的延長(zhǎng)變得不穩(wěn)定，從而使硬質(zhì)碳膜的形成變得不能進(jìn)行的問(wèn)題。
該等離子體的不穩(wěn)定問(wèn)題，可通過(guò)在具有比導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑要大的開(kāi)口徑的模型部件53的開(kāi)口部53a上誘發(fā)出等離子體而得到防止。
這是因?yàn)?，在比?dǎo)向軸套的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑要大的模型部件53的開(kāi)口部53a內(nèi)，可以使之發(fā)光總是穩(wěn)定的等離子體。
由在該模型部件53的開(kāi)口部53a上所發(fā)生的等離子體，就可以在導(dǎo)向軸套11的端面的露出在模型部件53的開(kāi)口部53a內(nèi)的環(huán)狀的靠近內(nèi)周面部分11h1上，形成穩(wěn)定的硬質(zhì)碳膜。進(jìn)一步，通過(guò)將發(fā)生在該模型部件53的開(kāi)口部53a上的等離子體引入到導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j內(nèi)，就可以在其內(nèi)周面11b上也形成穩(wěn)定的硬質(zhì)碳膜。
其結(jié)果是，目前成為問(wèn)題的，在將被加工件的曾一度被加工過(guò)的區(qū)域引入到導(dǎo)向軸套內(nèi)時(shí)，由在保持著被加工件的切削工序中，用切削工具進(jìn)行加工時(shí)所產(chǎn)生的被加工件的邊緣部分的毛刺而使導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面上發(fā)生損傷這種情況就可以得到大幅度的抑制。
(第2方法圖17)下面，參照?qǐng)D17，對(duì)作為由與上述方法不同的實(shí)施形態(tài)往導(dǎo)向軸套上形成硬質(zhì)碳膜的方法的第2方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖17為用于實(shí)施該第2方法的裝置的斷面圖。在該圖17中，對(duì)與圖15相對(duì)應(yīng)的部分使用同一符號(hào)，并省略對(duì)它們的說(shuō)明。
在該第2方法中所使用的裝置的真空室61，在其內(nèi)部沒(méi)有設(shè)置陽(yáng)極和燈絲。
在使用該裝置的硬質(zhì)碳膜形成方法中，與使用圖15中所示的第1方法的不同之處僅僅是在真空室61內(nèi)插入配置有被接地著的輔助電極71，在其端面上配置有模型部件53的導(dǎo)向軸套11上經(jīng)匹配電路67從具有13.56MHz的振蕩頻率的高頻電源69施加有高頻電；和向真空室61內(nèi)導(dǎo)入作為含碳?xì)怏w的甲烷(CH4)，使其真空度為0.1torr。
這時(shí)，也可以不僅在導(dǎo)向軸套11的外周面?zhèn)壬?、而且還在內(nèi)周面?zhèn)壬习l(fā)生等離子體，并由等離子體CVD工藝在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b和其端面的靠近內(nèi)周面部位11h1上形成硬質(zhì)碳膜。特別是，在與輔助電極71相對(duì)的內(nèi)周面11b上，可以在短時(shí)間內(nèi)在其全長(zhǎng)上形成大致具有均一膜厚的硬質(zhì)碳膜15。
(第3方法第18圖)下面，依據(jù)圖18，對(duì)作為進(jìn)一步由與上述方法不相同的實(shí)施形態(tài)往導(dǎo)向軸套上形成硬質(zhì)碳膜的方法的第3方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖18為用于實(shí)施該第3方法的裝置的斷面圖。在該圖18中，也同樣地，對(duì)其與圖15相對(duì)應(yīng)的部分給以相同的符號(hào)，并省略對(duì)它們的說(shuō)明。
在該第3方法中所使用的裝置，在真空室61內(nèi)也沒(méi)有設(shè)置陽(yáng)極和燈絲。
在使用該裝置的硬質(zhì)碳膜的形成方法中，與使用圖15中所示的裝置的第1方法相比，其不同之處僅僅是；在真空室61內(nèi)插入配置有被接地著的輔助電極71，對(duì)在其端面上配置有模型部件53的導(dǎo)向軸套11從直流電源73’施加有只是負(fù)600V的直流電壓；和向真空室61內(nèi)導(dǎo)入作為含碳?xì)怏w的甲烷(CH4)氣體，使其真空室調(diào)整為0.1torr。
這時(shí)，也可以不僅在導(dǎo)向軸套11的外周面?zhèn)壬?、而且還在內(nèi)周面?zhèn)壬弦舶l(fā)生等離子體，并由等離子體CVD工藝在導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b和其端面的靠近內(nèi)周面部分11h1上形成硬質(zhì)碳膜。特別是，在與輔助電極71相對(duì)向的內(nèi)周面11b上，可以在短時(shí)間內(nèi)在其全長(zhǎng)上形成具有大致均一膜厚的硬質(zhì)碳膜15。
這些硬質(zhì)碳膜的形成方法，可以同樣地適用于在圖1至圖13中所說(shuō)明了的往導(dǎo)向軸套11上形成各種膜構(gòu)成的硬質(zhì)碳膜。
進(jìn)一步，在由上述各實(shí)施形態(tài)的往導(dǎo)向軸套上形成硬質(zhì)碳膜的方法中，作為含碳?xì)怏w，是說(shuō)明為使用了甲烷或苯氣體的。但也可以使用除甲烷以外的乙烯等含碳?xì)怏w，或使用己烷等含碳液體的蒸發(fā)蒸氣。
(從第4至第6方法圖19、20、21)下面，參照?qǐng)D19至圖21，對(duì)作為往本發(fā)明的導(dǎo)向軸套上形成硬質(zhì)碳膜的進(jìn)一步其它的實(shí)施形態(tài)的第4至第6方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖19至圖21，是顯示了分別用于實(shí)施第4至第6方法的裝置的示圖，它們分別顯示了使用與在上述圖15、圖17和圖18中所示的裝置相同的裝置而在導(dǎo)向軸套上形成硬質(zhì)碳膜的例子。因此，在與這些圖中相同的部分上給以相同的符號(hào)，并省略對(duì)它們的說(shuō)明。
在由圖19的裝置的第4方法、由圖20的裝置的第5方法、和由圖21的裝置的第6方法中，與上述第1、第2和第3方法的不同之處是由嵌入在導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j內(nèi)的絕緣子85，而使輔助電極71無(wú)論是相對(duì)于導(dǎo)向軸套11還是相對(duì)于真空室61都為以絕緣的方式得到支持，并在該輔助電極71上從輔助電極電源83施加有直流正電壓(例如為正20V)。
該施加在輔助電極71上的直流正電壓和形成于導(dǎo)向軸套11的開(kāi)口內(nèi)面上的硬質(zhì)碳膜的膜厚之間的關(guān)系，在圖22的曲線圖中示出。
在該圖中，使施加在輔助電極71上的直流正電壓從0V變化到30V；進(jìn)一步，該圖顯示了當(dāng)導(dǎo)向軸套11的開(kāi)口內(nèi)面和輔助電極71之間的間隙尺寸分別為3mm和5mm時(shí)的硬質(zhì)碳膜的膜厚情況。又，曲線a顯示了當(dāng)上述間隙為3mm時(shí)的特性，而曲線b顯示了當(dāng)上述間隙為5mm時(shí)的特性。
如這些曲線a、b所示，當(dāng)增大施加在輔助電極71上的直流正電壓時(shí)，硬質(zhì)碳膜的膜形成速度得到提高。又，當(dāng)導(dǎo)向軸套11的開(kāi)口內(nèi)面和輔助電極71之間的間隙尺寸增大時(shí)，硬質(zhì)碳膜的膜形成速度也得到提高。
而且，當(dāng)導(dǎo)向軸套11的開(kāi)口內(nèi)面和輔助電極71之間的間隙尺寸為3mm時(shí)(曲線a)，若施加在輔助電極71上的電位為0V的接地電壓，則在導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j的內(nèi)面上不會(huì)發(fā)生等離子體，所以不能形成硬質(zhì)碳膜。
但即使在該場(chǎng)合，當(dāng)提高施加在輔助電極71上的直流正電壓時(shí)，也會(huì)在導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j內(nèi)的輔助電極71的周圍上發(fā)生等離子體，從而可以形成硬質(zhì)碳膜。
因此，即使對(duì)中心開(kāi)口11j的直徑為較小的導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面，若依據(jù)通過(guò)往輔助電極71上施加直流正電壓而使用的該實(shí)施形態(tài)，也可以形成硬質(zhì)碳膜的覆蓋膜。
這樣的作用，對(duì)由圖19至圖21所示的任何一種方法來(lái)說(shuō)，在往導(dǎo)向軸套11上形成硬質(zhì)碳膜時(shí)都是一樣的。
(模型部件的不同例子圖23～圖28)下面，依據(jù)圖23至圖28，對(duì)模型部件53的開(kāi)口部53a的形狀為不相同的各種例子進(jìn)行說(shuō)明。
圖23中所示的模型部件53，相當(dāng)于在由圖15至圖21中所示的實(shí)施形態(tài)上所使用的模型部件，其開(kāi)口部53a的直徑在軸方向的全長(zhǎng)上均一地形成著。
圖24所示的模型部件53，其開(kāi)口部53a由大徑部a和小徑部b所構(gòu)成。而且，小徑部b的開(kāi)口徑比導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑要大2mm左右，而大徑部a的開(kāi)口徑比小徑部b的開(kāi)口徑進(jìn)一步要大2mm左右。
圖25所示的模型部件53，其開(kāi)口部53a由大徑部a、小徑部b、以及位于該大徑部a和小徑部b之間的錐形部c所構(gòu)成。而且，以小徑部b的開(kāi)口徑此導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑要大2mm左右、而大徑部a的開(kāi)口徑比小徑部b的開(kāi)口徑又要大2mm左右的方式，使錐形部c的開(kāi)口徑徐徐地產(chǎn)生變化。
圖26所示的模型部件53，其開(kāi)口部53a由小徑部b和錐形部c所構(gòu)成。而且，使小徑部b的開(kāi)口徑比導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑要大2mm左右，而錐形部c的最大徑為比小徑部b的開(kāi)口徑要大2至5mm左右。
圖27所示的模型部件53，其開(kāi)口部53a僅由錐形部c所構(gòu)成。而且，使該錐形部的最小開(kāi)口徑比導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的開(kāi)口尺寸要大2mm左右，而最大口徑比最小口徑要大2至5mm左右。
圖28所示的模型部件53，其開(kāi)口部53a由大徑部a、中徑部d和小徑部b所構(gòu)成。而且，小徑部b的開(kāi)口徑比導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑要大2mm左右，而大徑部a的開(kāi)口徑比小徑部b的開(kāi)口徑要大2至5mm左右。又，中徑部d的開(kāi)口徑被設(shè)定為在大徑部a和小徑部b的之間。即，該模型部件53，其開(kāi)口部53a的斷面形狀為階梯狀。
這些在圖24至圖28中所示的模型部件53，由于其開(kāi)口部53a與在圖23中所示的模型部件53的不同，或具有錐形部c，或具有階梯狀的斷面形狀，所以與在圖23中所示的模型部件53相比，可以順利地進(jìn)行往導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j內(nèi)的輔助電極71的周圍區(qū)域上導(dǎo)入等離子體的操作。
因此，可以使在導(dǎo)向軸套11的中心開(kāi)口11j內(nèi)的輔助電極71的周圍區(qū)域上更加穩(wěn)定地發(fā)生等離子體，從而可以更加穩(wěn)定地形成硬質(zhì)碳膜。
(補(bǔ)充說(shuō)明)由上述各實(shí)施形態(tài)的硬質(zhì)碳膜的形成方法，可以同樣地適用于形成在圖1至圖13中所說(shuō)明了的往導(dǎo)向軸套11上的、具有各種膜層構(gòu)造的硬質(zhì)碳膜15。
又，在這些覆蓋膜的形成方法中，通過(guò)對(duì)導(dǎo)向軸套11的外周部由罩部件84進(jìn)行覆蓋，使在導(dǎo)向軸套11的外周面上不會(huì)形成硬質(zhì)碳膜。又，在端面11h的除靠近內(nèi)周面部分11h1以外的區(qū)域上，由于由模型部件53所覆蓋著，所以也不會(huì)形成硬質(zhì)碳膜。
由此，可以高精度地維持導(dǎo)向軸套11的外形尺寸；又，還具有可以防止在形成有開(kāi)槽11c的外周錐形面11a的部分上其韌性降低的優(yōu)點(diǎn)。
但，即使不使用罩部件84，而使在導(dǎo)向軸套11的外周面上也形成有硬質(zhì)碳膜時(shí)，也不會(huì)發(fā)生剛才所說(shuō)的問(wèn)題。
又，在由上述各實(shí)施形態(tài)的往導(dǎo)向軸套上形成硬質(zhì)碳膜的方法中，作為含有碳?xì)怏w，是以用甲烷(CH4)或苯(C6H6)為例進(jìn)行了說(shuō)明的，但也可以使用乙烯(C2H4)或己烷(C6H14)等。
進(jìn)一步，對(duì)這些含碳?xì)怏w，也可以用氬(Ar)等電離電壓低的惰性氣體進(jìn)行稀釋后再使用。這時(shí)，具有可以使導(dǎo)向軸套的圓筒內(nèi)的等離子體更加穩(wěn)定的效果。
又，通過(guò)在生成硬質(zhì)碳膜時(shí)添加少量(1％以下)的添加物，可以提高其潤(rùn)滑性和硬度。
例如，當(dāng)添加氟(F)或硼(B)時(shí)，潤(rùn)滑性增加；而添加鉻(Cr)、鉬(Mo)或鎢(W)時(shí)，則硬度增大。
又，在將導(dǎo)向軸套配置在真空室內(nèi)后，在形成硬質(zhì)碳膜之前，可以先產(chǎn)生氬(Ar)或氮(N2)等的等離子體，使之對(duì)導(dǎo)向軸套的圓筒內(nèi)面進(jìn)行轟擊，然后再發(fā)生甲烷或苯等由含碳?xì)怏w所產(chǎn)生的等離子體，形成硬質(zhì)碳膜。
這樣，通過(guò)進(jìn)行由惰性氣體的轟擊前處理，使導(dǎo)向軸套的圓筒內(nèi)壁的溫度上升而成為活性狀態(tài)。同時(shí)，圓筒內(nèi)壁的表面上的不純物被轟擊出來(lái)，使表面得到清潔處理。由這些效果，可以進(jìn)一步提高形成于導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面上的硬質(zhì)碳膜的粘結(jié)性。
進(jìn)一步，在作為含碳?xì)怏w的甲烷、苯、或乙烯氣體中，也可以添加進(jìn)氬(Ar)氣、氮(N2)氣、氦(He)氣、或氫(H2)氣。
這樣，當(dāng)在含碳?xì)怏w中添加進(jìn)氬氣或氮?dú)鈺r(shí)，可以對(duì)膜的形成速度進(jìn)行控制。因此，可以使硬質(zhì)碳膜致密化；進(jìn)一步，通過(guò)由氮或氬對(duì)硬質(zhì)碳膜表面進(jìn)行濺射，可以除去粘結(jié)性和膜質(zhì)量不良的硬質(zhì)碳膜，提高膜質(zhì)量。又，當(dāng)在含碳?xì)怏w中添加氫氣時(shí)，可以由氫來(lái)填埋碳元素的懸空鍵，從而具有可以提高硬質(zhì)碳膜的膜質(zhì)量的效果。
而且，在對(duì)如以上所述的本發(fā)明的硬質(zhì)碳膜形成方法的實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明中，是對(duì)在導(dǎo)向軸套11的端面的靠近內(nèi)周面部分11h1的、從內(nèi)周面和端面部之間的邊界區(qū)域起延長(zhǎng)1mm左右的區(qū)域上設(shè)有硬質(zhì)碳膜的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說(shuō)明的。但不僅限于如此，也可以在延長(zhǎng)1mm以上的區(qū)域上形成硬質(zhì)碳膜。
又，以上對(duì)模型部件53的開(kāi)口部53a的最小徑，是以比導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑要大2mm左右為例進(jìn)行了說(shuō)明的。但也可以使模型部件53的開(kāi)口部53a的直徑，比導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑為大3至6mm。這時(shí)，模型部件53的開(kāi)口部53a也具有與上述實(shí)施形態(tài)相同的作用，可以得到同樣的效果。
進(jìn)一步，在以上的實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明中，作為對(duì)等離子放電不穩(wěn)定的對(duì)策，是以在模型部件53上設(shè)置比內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑要大的開(kāi)口部53a為例而進(jìn)行了說(shuō)明的。
但，以使形成于輔助電極71和導(dǎo)向軸套11的內(nèi)周面11b之間的等離子體的放電穩(wěn)定化為目的，本發(fā)明也可以適用于具有10mm以上的內(nèi)周面11b的開(kāi)口徑的導(dǎo)向軸套11上。
如上所說(shuō)明的那樣，通過(guò)在自動(dòng)車床的轉(zhuǎn)動(dòng)型或固定型導(dǎo)向軸套裝置上使用本發(fā)明的在其與被加工件相滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面和插入有被加工件側(cè)的端面的內(nèi)周面附近設(shè)有硬質(zhì)碳膜的導(dǎo)向軸套，就可以防止出現(xiàn)因被加工件的毛刺而損傷導(dǎo)向軸套的內(nèi)周面的情況，而且可以在不發(fā)生損傷和燒傷的情況下正常地對(duì)被加工件進(jìn)行切入量較大的切削加工，大幅度提高加工效率。
又，由其耐久性的大幅度提高，延長(zhǎng)了可以連續(xù)加工的時(shí)間，使自動(dòng)車床的工作效率也得到顯著的提高。又，通過(guò)在固定型導(dǎo)向軸套裝置上使用，可以高效地進(jìn)行加工精度(特別是圓度)高的切削加工。
進(jìn)一步，依據(jù)往本發(fā)明的導(dǎo)向軸套上的覆蓋膜形成方法，在導(dǎo)向軸套的與被加工件產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面和其開(kāi)口端面的靠近內(nèi)周面部分上，可以在短時(shí)間內(nèi)以均一的膜厚形成粘結(jié)力良好的硬質(zhì)碳膜(DLC)。
因此，如上所述，可以生產(chǎn)性能良好的對(duì)用于自動(dòng)車床的導(dǎo)向軸套裝置的具有高耐久性的導(dǎo)向軸套進(jìn)行制造。
權(quán)利要求
1.一種往導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，其中該導(dǎo)向軸套形成為在軸方向具有中心開(kāi)口的基本的圓筒狀，在其一端部上具有外周錐形面、與被加工件相滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面和開(kāi)槽，且當(dāng)其被裝在自動(dòng)車床上時(shí)，可以在切削工具的附近對(duì)插入到上述中心開(kāi)口內(nèi)的被加工件可以轉(zhuǎn)動(dòng)和沿軸方向滑動(dòng)地進(jìn)行保持，其特征在于將上述導(dǎo)向軸套配置在具有氣體導(dǎo)入口和排氣口的真空室內(nèi)，在該導(dǎo)向軸套的形成上述內(nèi)周面的中心開(kāi)口內(nèi)插入輔助電極，并使該輔助電極處于接地電位，將具有比該導(dǎo)向軸套的上述中心開(kāi)口的直徑要大的開(kāi)口徑的環(huán)狀的模型部件，在該導(dǎo)向軸套的上述內(nèi)周面開(kāi)口的端面上與上述中心開(kāi)口之間中心一致地得到配置，使上述端面的上述內(nèi)周面的附近部分以環(huán)狀露出，在將上述真空室內(nèi)排氣后，從上述氣體導(dǎo)入口向該真空室內(nèi)導(dǎo)入含碳?xì)怏w，使上述真空室內(nèi)發(fā)生等離子體，由等離子體CVD工藝，在上述導(dǎo)向軸套的上述內(nèi)周面和上述端面的該內(nèi)周面附近部分上形成氫化無(wú)固定形碳膜。
2.如權(quán)利要求1所述的往導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，作為上述真空層，使用在其內(nèi)部具有陽(yáng)極和燈絲的真空室；并在上述導(dǎo)向軸套上施加有直流電壓，同時(shí)，在上述陽(yáng)極上施加有直流電壓，而在上述燈絲上施加有交流電壓，使在上述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體。
3.如權(quán)利要求1所述的往導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，在上述導(dǎo)向軸套上施加有高頻電，使在上述真空室內(nèi)發(fā)生等離子體。
4.如權(quán)利要求1所述的往導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，在上述導(dǎo)向軸套上施加有直流電壓，使在上述真空室內(nèi)發(fā)生等離子體。
5.一種往導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，其中該導(dǎo)向軸套形成為在軸方向具有中心開(kāi)口的基本的圓筒狀，且在其一端部上具有外周錐形面、與被加工件產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面和開(kāi)槽，當(dāng)其被裝著在自動(dòng)車床上時(shí)，在切削工具的附近對(duì)插入到上述中心開(kāi)口的被加工件可以轉(zhuǎn)動(dòng)和在軸方向進(jìn)行滑動(dòng)地進(jìn)行保持，其特征在于將上述導(dǎo)向軸套配置在具有氣體導(dǎo)入口和排氣口的真空室內(nèi)，在形成該導(dǎo)向軸套的上述內(nèi)周面的中心開(kāi)口內(nèi)插入輔助電極，并對(duì)該輔助電極施加直流正電壓，將具有比該導(dǎo)向軸套的上述中心開(kāi)口的直徑要大的開(kāi)口徑的環(huán)狀的模型部件、在該導(dǎo)向軸套的上述內(nèi)周面開(kāi)口的端面上與上述中心開(kāi)口之間中心一致地得到配置，使上述端面的靠近上述內(nèi)周面的部分以環(huán)狀露出，在將上述真空室內(nèi)排氣后，從上述氣體導(dǎo)入口向該真空室內(nèi)導(dǎo)入含碳?xì)怏w，使上述真空室內(nèi)發(fā)光等離子體，由等離子體CVD工藝，在上述導(dǎo)向軸套的上述內(nèi)周面和上述端面的靠近該內(nèi)周面的部分上形成由氫化無(wú)固定形碳的硬質(zhì)碳膜。
6.如權(quán)利要求5所述的往導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，作為上述真空室，使用在其內(nèi)部具有陽(yáng)極和燈絲的真空室；并在上述導(dǎo)向軸套上施加有直流電壓，同時(shí)，在上述陽(yáng)極上施加有直流電壓，在上述燈絲上施加有交流電壓，使在上述真空室內(nèi)發(fā)生等離子體。
7.如權(quán)利要求5所述的往導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，在上述導(dǎo)向軸套上施加有高頻電，使在上述真空室內(nèi)發(fā)生等離子體。
8.如權(quán)利要求5所述的往導(dǎo)向軸套上形成覆蓋膜的方法，在上述導(dǎo)向軸套上施加有直流電壓，使在上述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體。
9.一種導(dǎo)向軸套，該導(dǎo)向軸套形成為在軸方向上具有中心開(kāi)口的基本的圓筒狀，在其一端部上具有外周錐形面、與被加工件產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面和開(kāi)槽，當(dāng)其被裝在自動(dòng)車床上時(shí)，在切削工具附近對(duì)插入到上述中心開(kāi)口的被加工件可以轉(zhuǎn)動(dòng)和在軸方向進(jìn)行滑動(dòng)地進(jìn)行保持，該導(dǎo)向軸套的特征是在由上述中心開(kāi)口所形成的內(nèi)周面和該內(nèi)周面開(kāi)口的端面的靠近該內(nèi)周面的部分上，形成有由氫化無(wú)固定形碳所構(gòu)成的硬質(zhì)碳膜。
10.一種導(dǎo)向軸套，該導(dǎo)向軸套形成為在軸方向具有中心開(kāi)口的基本的圓筒狀，在其一端部上具有外周錐形面、與被加工件之間產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面和開(kāi)槽，當(dāng)其被裝在自動(dòng)車床上時(shí)，在切削工具的附近對(duì)被插入到上述中心開(kāi)口的被加工件可以轉(zhuǎn)動(dòng)和沿軸方向滑動(dòng)地進(jìn)行保持，該導(dǎo)向軸套的特征是在由上述中心開(kāi)口所形成的內(nèi)周面上，設(shè)有至少含有鎢、碳和鈷的超硬部件；在該超硬部件的內(nèi)周面和該內(nèi)周面開(kāi)口的該超硬部件的端面上，形成有由氫化無(wú)固定形碳所構(gòu)成的硬質(zhì)碳膜。
11.如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)向軸套，在上述內(nèi)周面和該內(nèi)周面開(kāi)口的端面的靠近該內(nèi)周面的部分上，經(jīng)用于提高與上述硬質(zhì)碳膜之間的粘結(jié)性的中間層而形成該硬質(zhì)碳膜。
12.如權(quán)利要求11所述的導(dǎo)向軸套，其上述中間層，由鈦或鉻所構(gòu)成的下層和由碳化硅所構(gòu)成的上層的2層膜所形成。
13.如權(quán)利要求10所述的導(dǎo)向軸套，在上述超硬部件上，經(jīng)用于提高與上述硬質(zhì)碳膜之間的粘結(jié)性的中間層而形成該硬質(zhì)碳膜。
14.如權(quán)利要求13所述的導(dǎo)向軸套，其上述中間層，由鈦或鉻所構(gòu)成的下層和由碳化硅所構(gòu)成的上層的2層膜所形成。
15.如權(quán)利要求13所述的導(dǎo)向軸套，其上述中間層，由碳化鎢膜所形成。
16.如權(quán)利要求13所述的導(dǎo)向軸套，其上述中間層，由碳化鎢所構(gòu)成的下層和由碳化硅所構(gòu)成的上層的2層膜所形成。
17.一種導(dǎo)向軸套，該導(dǎo)向軸套形成為在軸方向具有中心開(kāi)口的基本的圓筒狀，在其一端部上具有外周錐形面、與被加工件之間產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面和開(kāi)槽，當(dāng)被裝在自動(dòng)車床上時(shí)，在切削工具附近對(duì)插入到上述中心開(kāi)口的被加工件可以轉(zhuǎn)動(dòng)和在軸方向上滑動(dòng)地進(jìn)行保持，該導(dǎo)向軸套的特征是在由上述中心開(kāi)口所形成的內(nèi)周面和該內(nèi)周面開(kāi)口的端面的靠近該內(nèi)周面的部分上設(shè)有滲碳層，在該滲碳層上形成有由氫化無(wú)固定形碳所構(gòu)成的硬質(zhì)碳膜。
18.如權(quán)利要求17所述的導(dǎo)向軸套，在其上述滲碳層上，經(jīng)用于提高與上述硬質(zhì)碳膜之間的粘結(jié)性的中間層而形成該硬質(zhì)碳膜。
19.如權(quán)利要求18所述的導(dǎo)向軸套，其上述中間層，由鈦或鉻所構(gòu)成的下層和由碳化硅所構(gòu)成的上層的2層膜所形成。
全文摘要
在被裝在自動(dòng)車床上的在切削工具附近對(duì)被加工件(51)可以轉(zhuǎn)動(dòng)和在軸方向滑動(dòng)地進(jìn)行保持的導(dǎo)向軸套(11)的、與被加工件(51)相滑動(dòng)接觸的內(nèi)周面(11b)和其開(kāi)口端面的靠近內(nèi)周面部分(11h)上,直接或經(jīng)用于提高粘結(jié)性的中間層,或先設(shè)置硬質(zhì)部件再直接或經(jīng)用于提高粘結(jié)性的中間層,由使用輔助電極和模型部件的等離子體CVD工藝而形成硬質(zhì)碳膜(15)。由此,可以顯著提高導(dǎo)向軸套(11)的耐久性,即使是在自動(dòng)車床長(zhǎng)期使用或進(jìn)行重切削時(shí),也可以防止出現(xiàn)因燒傷而使切削不能進(jìn)行的情況。又,還可以防止發(fā)生因被加工件的毛刺而對(duì)導(dǎo)向軸套(11)的內(nèi)周面所造成的損傷。
文檔編號(hào)C23C16/509GK1197486SQ97190873
公開(kāi)日1998年10月28日 申請(qǐng)日期1997年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月8日
發(fā)明者小池龍?zhí)? 宮行男, 杉山修, 戶井田孝志, 關(guān)根敏一 申請(qǐng)人:時(shí)至準(zhǔn)鐘表股份有限公司