JP3665247B2 - guide bush - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動旋盤に装着され、丸棒状の被加工物を切削工具(刃物)の近くで回転及び軸方向に摺動可能に保持するガイドブッシュとに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動旋盤の自動旋盤コラムに設けられ、丸棒状の被加工物を切削工具の近くで回転可能に保持するガイドブッシュには、回転型と固定型とがある。回転型のものは常に被加工物と共に回転しながらその被加工物を軸方向に摺動可能に保持し、固定型のものは回転せずに被加工物を回転及び軸方向に摺動可能に保持する。
【0003】
いずれの型のガイドブッシュも、外周テーパ面と、それに弾力を持たせるための摺り割り、コラムに取り付けるためのネジ部と、被加工物を保持する内周面とを備えており、その内周面は常に被加工物と摺接するため摩耗しやすく、特に固定型の場合はその摩耗が激しい。
【0004】
そのため、この被加工物の回転や摺動により被加工物と摺接するガイドブッシュの内周面に、超硬合金やセラミックスをロー付けなどによって固着して設けるものが、たとえば特開平4−141303号公報に見られるように提案されている。このように、耐摩耗性や耐熱性に優れた超硬合金やセラミックスをガイドブッシュの内周面に設けることにより、ある程度のその摩耗を抑制する効果が認められる。
【0005】
しかしながら、このように超硬合金やセラミックスを内周面に設けても、自動旋盤で切削量が大きく加工速度が大きな重切削に対しては、超硬合金やセラミックスも摩擦係数が大きく熱伝導率が低いため、被加工物にキズが発生したり、ガイドブッシュと被加工物との直径方向の隙間寸法が減少して焼き付きが発生したりするという問題があり、切削量及び加工速度を上げることができなかった。
【0006】
固定型のガイドブッシュの方が、被加工物をその軸心のブレがなく保持できるので、真円度が高く精度のよい加工ができ、しかも騒音が少なく、自動旋盤の構造も複雑にならずコンパクトにできるなどの利点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガイドブッシュの内周面の摩耗は、回転型の場合よりはるかに大きくなるため、一層切削量及び加工速度を上げることが困難であるという問題があった。
【0008】
また、自動旋盤においては、被加工物の一旦加工した領域を再びガイドブッシュ内に引き込んで把持し、再度切削加工することがしばしばある。このような場合、被加工物の切削加工された部分にはそのエッジ部にバリと称される小突起が発生していることが多いため、ガイドブッシュ内に引き込まれる際にそのバリによって、ガイドブッシュの開口端面内周面近傍や内周面にキズが発生するという問題がある。このバリの発生は、被加工物が靭性の高い難切削料材からなる場合に顕著であり、その場合に上述の問題も大きくなる。
【0009】
この発明はこのような問題を解決して、ガイドブッシュの被加工物と接触する内周面の耐摩耗性を飛躍的に高め、被加工物へのキズの発生や焼き付きを発生することなく、自動旋盤に加る切削量及び加工速度を上げることができるようにし、さらに、加工物の切削加工した部分をガイドブッシュ内に引き戻して再度切削加工するような場合にも、被加工物のバリによってガイドブッシュの内周面やその開口端面の内周面近傍部にキズが発生することがないようにして、同一のガイドブッシュを長期に亘って使用できるようにすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の目的を達成するため、上述のようなガイドブッシュの被加工物と摺接する内周面及びその内周面が開口する端面の内周面近傍部分に硬質カーボン膜を形成したガイドブッシュを提供する。
【0011】
この硬質カーボン膜とは、水素化アモルファス・カーボン膜であり、ダイアモンドによく似た性質をもつため、ダイアモンドライクカーボン(DLC)とも云われるものである。
この、硬質カーボン(DLC)膜は、硬度が高く(ビッカース硬度で3000Hv以上)、耐摩耗性に優れ、摩擦係数が小さく(超硬合金の1/8位)、耐蝕性にも優れている。
【0012】
そのため、被加工物と摺接する内周面及びその内周面が開口する端面の内周面近傍部分にこの硬質カーボン膜を設けたこの発明によるガイドブッシュは、従来の超硬合金やセラミックスを内周面に設けたものに比べて、耐摩耗性が飛躍的に向上する。
したがって、これを自動旋盤の固定型のガイドブッシュとして使用すれば、切削量が大きく加工速度が大きな重切削を行なっても、被加工物にキズを発生させたり、焼き付きを生じたりすることがなく、長期間に亘って精度の高い加工を行なうことが可能になる。
【0013】
上記ガイドブッシュの内周面およびその開口端の近傍部分に硬質カーボン膜との密着性を高める中間層を介して硬質カーボン膜を形成すると、硬質カーボン膜をより強固に剥離し難く形成することができる。
その中間層を、例えば、チタン又はクロムからなる下層と、シリコンカーバイトからなる上層との2層膜で形成すると、下層がガイドブッシュの内周面(基材の合金工具鋼)との密着性を保ち、上層が硬質カーボン膜と強く結合するため、密着性のよい強固な硬質カーボン膜を設けることができる。
【0014】
それによって、このガイドブッシュを装着した自動旋盤で、切削量が大きく加工速度が大きな重切削を行っても、硬質カーボン膜が剥離する恐れがなくなる。あるいは、ガイドブッシュの内周面付近の基材に、少なくともタングステン,炭素およびコバルトを含む超硬部材を設けるか、または浸炭層を形成し、その超硬部材または浸炭層の内周面およびその内周面が開口する端面の内周面近傍部分に硬質カーボン膜を設けてもよく、その場合も、上記と同様な中間層を介して硬質カーボン膜を設けるとさらに密着性を高めることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
〔この発明のガイドブッシュを用いる自動旋盤の説明〕
先ず、この発明によるガイドブッシュを用いる自動旋盤の構造について簡単に説明する。
【0016】
図29は、数値制御自動旋盤の主軸近傍のみを示す断面図である。この自動旋盤は、ガイドブッシュ11を固定して、その内周面11bで被加工物51(仮想線で示す)を回転自在に保持する状態で使用する固定型のガイドブッシュ装置37を設けたものである。
【0017】
主軸台17は、この数値制御自動旋盤の図示しないベッド上を、図で左右方向に摺動可能となっている。
この主軸台17には、軸受21によって回転可能な状態で支持された主軸19を設けている。そして主軸19の先端部には、コレットチャック13を取り付けている。
【0018】
このコレットチャック13は、チャックスリーブ41の中心孔内に配置する。そしてコレットチャック13の先端の外周テーパ面13aと、チャックスリーブ41の内周テーパ面41aとが互いに面接触している。
さらに中間スリーブ29内のコレットチャック13の後端部に、帯状のバネ材をコイル状にしたスプリング25を設けている。そして、このスプリング25の働きによって、中間スリーブ29内からコレットチャック13を押し出すことができる。
【0019】
コレットチャック13の先端位置は、主軸19の先端にネジ固定するキャップナット27に接触して位置を規制している。このため、コレットチャック13がスプリング25のバネ力によって、中間スリーブ29から飛び出すことを防止している。
中間スリーブ29の後端部には、この中間スリーブ29を介してチャック開閉機構31を設ける。そしてチャック開閉爪33を開閉することによって、コレットチャック13は開閉し、被加工物51を把持したり解放したりする。
【0020】
すなわち、チャック開閉機構31のチャック開閉爪33の先端部が相互に開くように移動すると、チャック開閉爪33の中間スリーブ29と接触している部分が、図29で左方向に移動して中間スリーブ29を左方向に押す。この中間スリーブ29の左方向への移動により、中間スリーブ29の左端に接触しているチャックスリーブ41が左方向に移動する。
【0021】
そして、コレットチャック13は、主軸19の先端にネジ止めしているキャップナット27によって、主軸19から飛び出すのを防止されている。
このため、このチャックスリーブ41の左方向への移動によって、コレットチャック13の摺り割りが形成されている部分の外周テーパ面13aと、チャックスリーブ41の内周テーパ面41aとが強く押されて、互いにテーパ面に沿って移動することになる。
【0022】
その結果、コレットチャック13の内周面の直径が小さくなり、被加工物51を把持することができる。
コレットチャック13の内周面の直径を大きくして被加工物51を解放するときは、チャック開閉爪33の先端部が相互に閉じるように移動することにより、チャックスリーブ41を左方向に押す力を除く。
するとスプリング25の復元力によって中間スリーブ29とチャックスリーブ41とが、図で右方向に移動する。
【0023】
このため、コレットチャック13の外周テーパ面13aと、チャックスリーブ41の内周テーパ面41aとの押圧力が除かれることになる。それによって、コレットチャック13は自己のもつ弾性力で内周面の直径が大きくなり、被加工物51を解放することができる。
さらに、主軸台17の前方にはコラム35が設けられており、そこに、ガイドブッシュ装置37をその中心軸線を主軸中心線と一致させるようにして配置している。
【0024】
このガイドブッシュ装置37は、ガイドブッシュ11を固定して、このガイドブッシュ11の内周面11bで被加工物51を回転可能な状態で保持する固定型のガイドブッシュ装置37である。
コラム35に固定したホルダ39の中心孔に、ブッシュスリーブ23を嵌入し、そのブッシュスリーブ23の先端部には内周テーパ面23aを設けている。
【0025】
そして、このブッシュスリーブ23の中心孔に、先端部に外周テーパ面11a及び摺り割り11cを形成したガイドブッシュ11を嵌入させて配置している。ガイドブッシュ装置37の後端部に、ガイドブッシュ11のネジ部に螺着して設けた調整ナット43を回転することによって、ガイドブッシュ11の内径と被加工物51の外形との隙間寸法を調整することができる。
【0026】
すなわち、調整ナット43を右回転させると、ブッシュスリーブ23に対してガイドブッシュ11が図で右方向に移動し、コレットチャック13の場合と同様に、ブッシュスリーブ23の内周テーパ面23aとガイドブッシュ11の外周テーパ面11aとが相互に押圧されて、ガイドブッシュ11の先端部の内径が小さくなるためである。
【0027】
ガイドブッシュ装置37のさらに前方には、切削工具(刃物)45を設けている。
そして、被加工物51を主軸19のコレットチャック13で把持すると共に、ガイドブッシュ装置37で支持し、しかもこのガイドブッシュ装置37を貫通して加工領域に突き出した被加工物51を、切削工具45の前進後退と主軸台17の移動との合成運動によって所定の切削加工を行なう。
【0028】
次に、被加工物を把持するガイドブッシュを回転する状態で使用する回転型のガイドブッシュ装置について、図30によって説明する。この図30において、図29と対応する部分には同一の符号を付している。
【0029】
この回転型のガイドブッシュ装置としては、コレットチャック13とガイドブッシュ11とが同期して回転するガイドブッシュ装置と、同期しないで回転するガイドブッシュ装置とがある。この図に示すガイドブッシュ装置37は、コレットチャック13とガイドブッシュ11とが同期して回転するものである。
【0030】
この回転型のガイドブッシュ装置37は、主軸19のキャップナット27から突き出した回転駆動棒47によって、ガイドブッシュ装置37を駆動する。この回転駆動棒47に代えて、歯車やベルトプーリによってガイドブッシュ装置37を駆動するものもある。
【0031】
この回転型のガイドブッシュ装置37は、コラム35に固定するホルダ39の中心孔に、軸受21を介して回転可能な状態にブッシュスリーブ23を嵌入させて配置している。さらに、このブッシュスリーブ23の中心孔にガイドブッシュ11を嵌入させて配置している。
【0032】
ブッシュスリーブ23とガイドブッシュ11とは、図29によって説明したものと同様な構成である。そしてガイドブッシュ装置37の後端部に、ガイドブッシュ11のネジ部に螺着して設けた調整ナット43を回転することによって、ガイドブッシュ11の内径を小さくして、ガイドブッシュ11の内径と被加工物51の外形との隙間寸法を調整することができる。
ガイドブッシュ装置37が回転型である以外の構成は、図29によって説明した自動旋盤の構成と同じであるのでそれらの説明は省略する。
【0033】
〔この発明によるガイドブッシュの説明〕
つぎに、この発明によるガイドブッシュの構成を種々の実施形態で説明する。図1はこの発明によるガイドブッシュの一例を示す縦断面図であり、図2はその外観を示す斜視図である。
【0034】
これらの図に示すように、ガイドブッシュ11は、先端部が開いた自由な状態を示している。このガイドブッシュ11は、軸方向に中心開口11jを有する略円筒状に形成され、長手方向の一端部に外周テーパ面11aを形成し、他端部にネジ部11fを有する。
【0035】
さらに、このガイドブッシュ11の中心には開口径が異なる貫通した開口を設けている。そして外周テーパ面11aを設けた側の内周に、被加工物51を保持する内周面11bを形成している。そして、この内周面11b以外の領域には、内周面11bの内径より大きな内径をもつ段差部11gを形成している。
【0036】
そして、このガイドブッシュ11の中心開口11jは、外周テーパ面11aを設けた一端部の内側に、被加工物を保持する内周面11bを形成し、この内周面11b以外の領域には、内周面11bの内径より大きな内径をもつ段差部11gを形成している。
また、このガイドブッシュ11は、外周テーパ面11aからバネ部11dにまで、外周テーパ面11aを円周方向に3等分するように摺り割り11cを、120°間隔で3箇所に設けている。
【0037】
そして、前述したブッシュスリーブの内周テーパ面にこのガイドブッシュ11の外周テーパ面11aを押圧することにより、バネ部11dが撓み、内周面11bと図1に仮想線で示す被加工物51との隙間寸法を調整することができる。
さらに、このガイドブッシュ11には、バネ部11dとネジ部11fとの間に嵌合部11eを設けている。そして、この嵌合部11eを図29及び図30に示したブッシュスリーブ23の中心孔に嵌合させることによって、ガイドブッシュ11を主軸の中心線上で、しかも主軸中心線に平行に配置することができる。
【0038】
このガイドブッシュ11の材料としては、合金工具鋼(SKS)を用い、外形形状と内形形状とを形成した後、焼き入れ処理と焼き戻し処理とを行なう。
このガイドブッシュ11は、外周テーパ面11aが閉じた状態で、内周面11bと被加工物51との間に半径方向で5μm〜10μmの隙間を設けている。それにより、被加工物51が出入りして内周面11bと摺接するため、その摩耗が問題となる。
【0039】
さらに、図29に示したような固定型のガイドブッシュ装置に使用する場合は、固定されたガイドブッシュ11に保持された被加工物51が高速で回転して加工されるため、内周面11bと被加工物51との間で高速摺動し、しかも切削負荷による内周面11bへの過大な被加工物51の押圧力によって、焼き付きを発生させる問題がある。
【0040】
また、前述したように、被加工物の一旦加工した領域をガイドブッシュ内に引き込んで、再度切削加工する場合に、被加工物に残るバリによってガイドブッシュの内周面か開口端縁にキズが発生するという問題もある。
そのため、このガイドブッシュ11の内周面11bに、前述した硬質カーボン(DLC)膜15を設けている。その硬質カーボン膜15の膜厚は1μmから5μmとする。
【0041】
さらに、このガイドブッシュ11の内周面11bが開口する端面11hの内周面近傍部分11h1にも環状に硬質カーボン膜を形成する。
図1の例では、ガイドブッシュ11の基材(合金工具鋼)上に直接あるいは後述する中間層を介して硬質カーボン膜15を形成している。
【0042】
図3に示す例では、ガイドブッシュ11の内周面11bに、少なくともタングステン(W),炭素(C),およびコバルト(Co)を含む、肉厚が2mmから5mmの超硬部材12を、ロー付け手段により固定しており、その超硬部材12の内周面およびその内周面が開口する端面12aに硬質カーボン膜15を形成している。
【0043】
さらに、図4に示す例では、ガイドブッシュ11の内周面11bとその内周面が開口する端面11hの内周面近傍部分11h1に浸炭層11kを設け、その浸炭層11k上に硬質カーボン膜15を形成している。
この硬質カーボン膜は、ダイアモンドとよく似た性質をもつ。すなわち機械的強度が高く、摩擦係数が小さく潤滑性があり、さらに良好な電気的絶縁性や高い熱伝導率をもち、腐食性にも優れているという特徴点を備えている。
【0044】
そのため、内周面11b及び端面11hの内周面近傍部分11h1に硬質カーボン膜15を設けたこのガイドブッシュ11は、耐摩耗性が飛躍的に向上し、長期間の使用や重切削加工においても、被加工物51と接触する内周面11bの摩耗を抑えることができる。また被加工物51およびガイドブッシッュ11の内周面やその開口端縁部へのキズの発生を抑えることも可能になり、ガイドブッシュ11と被加工物51との焼き付きの発生を大幅に抑制することもできる。
【0045】
それ故、この発明によるガイドブッシュ11は、長期間の使用に対する信頼性を格段に向上させることができ、固定型のガイドブッシュ装置にも充分使用できる。
ここで、このガイドブッシュ11の内周面11b及び端面11hの内周面近傍部分11h1の硬質カーボン膜15を設けた部分の各種の構成例を、図5から図13を参照して説明する。
【0046】
図5から図7は、いずれも図1のA部の拡大図に相当し、図5は、ガイドブッシュ11の内周面11b及び端面11hの内周面近傍部分11h1の基材(合金工具鋼)上に、直接硬質カーボン膜1μmから5〜μmの膜厚で形成したものである。
【0047】
図6は、ガイドブッシュ11の内周面11bと端面11hの内周面近傍部分11h1の基材上に、硬質カーボン膜15との密着性を高めるための中間層16を介し、硬質カーボン膜15を1μmから5μmの膜厚で形成したものである。
この中間層16は、周期律表第IVb族の元素のシリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)、あるいはシリコンやゲルマニウムの化合物を適用する。また、シリコンカーバイト(SiC)やチタンカーバイト(TiC)のような炭素を含む化合物でもよい。
【0048】
図7は、その中間層16をチタン(Ti)またはクロム(Cr)からなる下層16aと、シリコンカーバイト(SiC)からなる上層16bとの2層膜で形成したものである。
このようにすると、下層16aのチタンまたはクロムはガイドブッシュ11の基材との密着性を保つ役割を果たし、上層16bのシリコンカーバイト(SiC)は硬質カーボン膜と共有結合して、この硬質カーボン膜と強く結合する役割を果たす。
【0049】
これは、チタン(Ti)及びクロム(Cr)がガイドブッシュ11を構成する合金工具鋼と高い密着力を有するためであり、またシリコンカーバイト(SiC)を構成するシリコンと炭素とは、共に周期律表第IVb族の元素あり、かつ硬質カーボン膜も炭素で構成されており、いずれもダイヤモンド構造を有することから、両被膜は高い密着力で結合するからである。
【0050】
図8から図10は図3のA部の拡大図に相当し、いずれもガイドブッシュ11の内周面11bの基材上に、肉厚が2mm〜5mmの超硬部材12をロー付け等によって固着し、その内周面12bとその開口側の端面12a上に硬質カーボン膜15を形成している。このようにすれば、ガイドブッシュ11の耐久性が一層向上する。
【0051】
図9に示した例では、超硬部材12の内周面12b及び端面12aに、さらに密着性を高める中間層16を介して硬質カーボン膜15を形成している。この中間層16は、例えば炭化タングステン(WC)で形成される。
【0052】
図10に示した例では、その中間層16をチタン(Ti)またはクロム(Cr)からなる下層16aと、シリコンカーバイト(SiC)からなる上層16bとの2層膜で形成したものである。
あるいは、この中間層16の下層16aを炭化タングステンで形成し、上層16bをシリコンカーバイトで形成するようにしてもよい。
【0053】
これらの例において、硬質カーボン膜15の下層に設ける超硬部材12として、少なくともタングステン,炭素,およびコバルトを含む超硬部材を用いる。例えば、タングステン(W)が85%〜90%、炭素(C)が5%〜7%、バインダーとしてコバルト(Co)が3%〜10%の組成のものを用いる。
【0054】
また、タンタグステンカーバイト(WC)などの超硬合金や、シリコンカーバイト(SiC)などのセラミックスの焼結体を使用することもできる。セラミックスの焼結に際しては、通常クロム(Cr),ニッケル(Ni),コバルト(Co)などをバインダとして添加するが、その添加が少ない場合には、図8に示したように、中間層16を介さずに硬質カーボン膜15を直接その硬質部材12上に形成することもできる。
【0055】
しかし、上述したように超硬合金上に硬質カーボン膜15を直接形成すると、その超硬合金の形成に用いられるバインダー等(特に、コバルト(Co))から悪影響を受け、硬質カーボン膜15が剥離することがある。
そのため、図9または図10に示すように、超硬部材12と硬質カーボン膜15との間に密着性を高める中間層16を形成するとよい。
【0056】
その中間層16介して硬質カーボン膜15を形成することにより、超硬部材12のバインダーと直接的な接触がなくなり、悪影響を受けることがなくなるので、硬質カーボン膜15が剥離することを防止できる。
【0057】
図11から図13は、図4のA部の拡大図に相当し、ガイドブッシュ11の内周面11bに超硬部材12を設ける代わりに、内周面11b付近の基材に浸炭層11kを形成し、その浸炭層11kを形成した内周面11b及び端面11hの内周面近傍部分11h1に硬質カーボン膜15を形成した例を示している。
【0058】
浸炭とは、鋼材の表面硬化法のひとつで、表層は硬化させ、深部は強靭な性質のままに保つ公知の処理である。
ここでは、例えばメタン(CH4)やエチレン(C2H4)などの炭素を含む浸炭性ガスと窒素(N2)のキャリアガスとの混合ガス雰囲気中で、次のような条件で浸炭処理を行なう。
【0059】
(浸炭条件)
温 度 1100℃
時 間 30分
浸炭深さ 0.5mm
【0060】
このようにして、ガイドブッシュ11の内周面11bの表層に浸炭層11kを形成した場合は、図11に示すように、その表面に直接硬質カーボン膜15を形成することができるが、図12または図13に示すように、その表面にさらに密着性を高める中間層16を形成し、その中間層16を介して硬質カーボン膜15を形成するようにするとなおよい。
【0061】
この中間層16としては、上述したように周期律表第IVb族のシリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)、あるいはシリコンやゲルマニウムの化合物を用いることができる。
また、図13に示すようにこの中間層16を、チタン(Ti)又はクロム(Cr)からなる下層16aと、シリコンカーバイト(SiC)からなる上層16bとの2層膜に形成してもよい。
【0062】
このようにすると、中間層16の下層16aのチタンまたはクロムはガイドブッシュ11の基材との密着性を保つ役割を果たし、上層16bのシリコンカーバイトは硬質カーボン膜15と共有結合して、この硬質カーボン膜15と強く結合する役割を果たし、硬質カーボン膜の剥離を防止できる。
【0063】
〔中間層の形成方法の説明:図14〕
次に、ガイドブッシュ11の内周面11bおよび端面11hの内周面近傍部分11h1に、上述した中間層16を形成する方法について説明する。
中間層の形成方法としては、スパッタリング法やイオンプレーティング法、あるいは化学気相成長(CVD)法や溶射法を用いることができる。
【0064】
その一例としてスパッタリング法による中間層の形成方法を、図14によって説明する。
ガス導入口93と排気口95を備えた真空槽91の一壁面91aの内側にターゲットカバー96を設け、そこに中間層の材料であるターゲット90を配置する。そして、このターゲット90と端面11hが対向するようにガイドブッシュ11を配置する。このときガイドブッシュ11の中心開口11jの軸線がターゲット90の表面に対して垂直になるように配置する。
【0065】
また、このガイドブッシュ11の端面11hの内周面近傍部分11h1を除く外周面を覆うように、アルミニウム箔等のカバー部材94を巻き付ける。
そして、このガイドブッシュ11は直流電源92に接続し、ターゲット90はターゲット電源97に接続する。
【0066】
このようにセットした後、図示しない排気手段によって真空槽91内を真空度が3×10-5torr(0.004Pa)以下になるように、排気口95から真空排気する。
その後、ガス導入口93からスパッタガスとしてアルゴン(Ar)ガスを導入して、真空槽91内の真空度が3×10-3torr(0.4Pa)になるように調整する。
そして、ガイドブッシュ11には直流電源92からマイナス600Vの直流負電圧を印加し、ターゲット90にはターゲット電源97からマイナス50Vの直流電圧を印加する。
【0067】
すると、真空槽91内にプラズマが発生し、そのプラズマ中のイオンによってターゲット90の表面をスパッタする。それによって、このターゲット90の表面から叩き出された中間層の材料が、ガイドブッシュ11のカバー部材94に覆われていない部分に付着して、内周面11bおよび端面11hの内周面近傍部分11h1上にのみ前述した中間層16を形成することができる。
【0068】
あるいは、内周面11bに超硬部材12を設けたガイドブッシュの場合には、図9および図10に示したように、超硬部材12の内周面12bと端面12a上に中間層16を形成することができる。
この中間層16の形成膜厚は0.5μm程度とする。ただし、2層の場合は、上層と下層共に0.5μm程度とする。
【0069】
1層の中間層を形成する場合には、ターゲット90としてシリコンカーバイト(SiC)またはタングステンカーバイト(WC)を用いる。2層の中間層を形成する場合には、はじめにターゲット90としてチタン(Ti)またはクロム(Cr)を用いてスパッタリングを行なって、中間層の下層を形成し、その後にターゲット90としてシリコンカーバイト(SiC)を用いてスパッタリングを行なって、中間層の上層を形成する。
【0070】
〔硬質カーボン膜の形成方法の説明〕
つぎに、ガイドブッシュへの硬質カーボン膜の形成方法を、図15から図28を参照して説明する。
ここでまず、硬質カーボン膜を形成する前のガイドブッシュ11の作成方法について簡単に説明する。
【0071】
合金工具鋼(SKS)を用いて切削加工を行なって、外周テーパ面11aとバネ部11dと嵌合部11eとネジ部11fと、中心開口11jによる内周面11bとそれより内径が大きい段差部11gとを形成する。
そして、放電加工を行なって、このガイドブッシュ11の外周テーパ面11a側に120゜間隔で摺り割り11cを形成する。
さらに研磨加工を行なって、内周面11bと外周テーパ面11aと嵌合部11eとの研磨を行ない、硬質カーボン膜を形成する前のガイドブッシュ11を得る。
【0072】
なお、必要に応じてこのガイドブッシュ11の内周面11bに前述した超硬部材12を固着したり、浸炭層11kを形成する。
また、前述の方法によって、このガイドブッシュ11の内周面および端面の内周面近傍部分11h1に、あるいは超硬部材12の内周面12bおよび端面12aに、あらかじめ中間層16を形成しておく。
【0073】
(第1の方法:図15,図16)
図15は、ガイドブッシュに硬質カーボン膜を形成する第1の方法を実施する装置の断面図である。
【0074】
図15において、61はガス導入口63と排気口65とを有する真空槽で、その中の中央上部に、アノード79とフィラメント81が配設されている。この真空槽61内の中央下部に、前述したガイドブッシュ11を絶縁支持具80に下部を固定して垂直に配置する。
【0075】
そして、このガイドブッシュ11の中心開口11j内には、真空槽61を介して接地電位に接続される細いロッド状の補助電極71を挿入するように配設する。このとき補助電極71がガイドブッシュ11の中心開口11jの中央部(略軸線上)に位置するようにする。なお、この補助電極71はステンレス等の金属材料作られる。
【0076】
さらに、ガイドブッシュ11の内周面11bの径より2mm程度大きい径の開口部53aを有するリング状のダミー部材53を、ガイドブッシュの11の内周面11bが開口する端面11h上にその中心を中心開口11jの中心と一致させるようにに配置し、端面11hの内周面近傍部分11h1を環状に露出させる。このダミー部材53の外観を図16に示す。このダミー部材53も、補助電極71と同様にステンレス(SUS)によって形成する。このダミー部材53の外径寸法は、ガイドブッシュ11の端面11の大きさと略同じ大きさとする。
【0077】
なお、補助電極71は、その先端がダミー部材53の上端面から突出しないように、1mmから2mm程内側に位置するように配置されるようにするのが望ましい。また、このガイドブッシュ11の外周面をアルミニウム箔等のカバー部材84で覆うことにより、外周面に硬質カーボン膜が形成されないようにすることができる。
【0078】
そして、真空槽61内を真空度が3×10-5torr(0.004Pa)になるように、排気口65から真空排気する。
その後、ガス導入口63から炭素を含むガスとしてベンゼン(C6H6)を真空槽61内に導入して、真空槽61内の圧力を5×10-3torr(0.6666Pa)になるように制御する。
【0079】
その後、このガイドブッシュ11に直流電源73からマイナス3kVの直流電圧を印加し、アノード79にはアノード電源75からプラス50Vの直流電圧を印加し、さらにフィラメント81にはフィラメント電源77から30Aの電流が流れるように10V程度の交流電圧を印加する。
それによって、真空槽61内のガイドブッシュ11の周囲領域にプラズマが発生し、プラズマCVDプロセスによって、ガイドブッシュ11の露出している内周面11bと端面11hの内周面近傍部分11h1にのみ硬質カーボン膜が形成される。
【0080】
この図15に示す硬質カーボン膜の形成方法において、ガイドブッシュ11の中心開口11j内に挿入するように補助電極71を設けたことにより、ガイドブッシュ11の外周部だけでなく内周部にもプラズマを形成することができる。
また、これによって異常放電であるホロー放電が発生することがなくなり、硬質カーボン膜15の密着性が向上する。
【0081】
さらに、ガイドブッシュ11の内周面の長手方向で電位特性が均一になるので、内周面11bに形成する硬質カーボン膜の膜厚分布が均一になる。しかも、成膜速度が速くなるため、開口端面側から開口奥側まで均一な膜厚の硬質カーボン膜を、短時間の処理で形成することができる。
【0082】
この補助電極71の径は、ガイドブッシュ11の開口径より小さければよいが、好ましくは硬質カーボン膜を形成する内周面11bに対して5mm程度の隙間、すなわちプラズマ形成領域を設けるようにするのが望ましい。この補助電極71の径とガイドブッシュ11の開口径との比を1/10以下にするのが望ましく、補助電極71を細くする場合は線状にすることもできる。
そして、この補助電極71はステンレスで形成すると説明したが、タングステン(W)やタンタル(Ta)のような高融点の金属材料で作成してもよい。また、この補助電極71の断面形状は円形とする。
【0083】
また、この実施例で使用するダミー部材53は次のような作用をなす。
すなわち、このようなガイドブッシュ11への硬質カーボン膜の形成方法においては、ガイドブッシュ11の内面と外周部とにプラズマが発生する。そして、ガイドブッシュ11の端面は電荷が集中しやすく、内面に比べて開口端面領域は電位が高い状態、いわゆるエッジ効果が発生する。ここでガイドブッシュ11の端面近傍のプラズマ強度は他の領域より大きく、しかも不安定でもある。
【0084】
さらに、ガイドブッシュ11の端部領域は、内面のプラズマと外周部のプラズマとの双方のプラズマの影響を受けることになる。
そして、このような状態で硬質カーボン膜を形成すると、ガイドブッシュ11の端面11hから数mm奥側の領域と他の領域とでは、硬質カーボン膜の密着性が若干異なり、さらに膜質も若干異なる。
【0085】
そこで、図15に示すようにガイドブッシュ11の内周面11bが開口する端面11h上にダミー部材53を配置して硬質カーボン膜を形成すれば、この膜質や密着性が異なる領域はガイドブッシュ11の内面に形成されず、ダミー部材53の開口部53aの内面に形成されることになる。
【0086】
また、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口径寸法が10mm程度以下と小さくなると、補助電極71とガイドブッシュの内周面11bとの間に形成されるプラズマが時間の経過とともに不安定になって硬質カーボン膜の形成ができなくなる問題がある。
【0087】
このプラズマの不安定を、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口径より大きな開口径をもつダミー部材53の開口部53aにプラズマを誘発することによって防止することができる。
これは、ガイドブッシュの内周面11bの開口径より大きなダミー部材53の開口部53a内では、常に安定してプラズマを発生させることができるためである。
【0088】
このダミー部材53の開口部53aで発生したプラズマにより、ガイドブッシュ11の端面のダミー部材53の開口部53a内に露出している環状の内周面近傍部分11h1に、安定した硬質カーボン膜を形成することができる。さらに、このダミー部材53の開口部53aで発生したプラズマをガイドブッシュ11の中心開口11j内に導き入れて、その内周面11b上にも安定した硬質カーボン膜を形成することができる。
【0089】
この結果、従来問題となっていた、被加工物の一旦加工した領域をガイドブッシュ内に引き込んで、被加工物を把持する切削工程で、切削工具によって加工したときに発生する被加工物のエッジ部のバリによって、ガイドブッシュ11の内周面にキズが発生するという問題を大幅に抑制することができる。
【0090】
(第2の方法:図17)
つぎに、ガイドブッシュに硬質カーボン膜を形成するための上述の方法とは異なる第2の方法を、図17によって説明する。
図17はその第2の方法を実施する装置の断面図である。この図17において、図15と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
この第2の方法に使用する装置の真空槽61は、その内部にアノード及びフィラメントを設けていない。
【0091】
この装置を使用する硬質カーボン膜形成方法において、図15に示した装置を使用する第1の方法と相違する点は、真空槽61内に接地された補助電極71を挿入して配置し、端面上にダミー部材53を配置したガイドブッシュ11に、マッチング回路67を介して13.56MHzの発振周波数を有する高周波電源69から高周波電力を印加するようにした点と、炭素を含むガスとして、メタン(CH4)ガスを真空槽61内4に導入し、真空度が0.1torr(13.3322Pa)になるように調整するようにした点だけである。
【0092】
このようにしても、ガイドブッシュ11の外周面側だけでなく内周面側にもプラズマが発生し、プラズマCVDプロセスによって、ガイドブッシュ11の内周面11bおよびその端面の内周面近傍部分11h1に硬質カーボン膜が形成される。特に、補助電極71と対向する内周面11bに、全長に亘って略均一な膜厚の硬質カーボン膜15を短時間で形成することができる。
【0093】
(第3の方法:図18)
つぎに、ガイドブッシュに硬質カーボン膜を形成するための上述の方法とはまた異なる第3の方法を、図18によって説明する。
図18はその第3の方法を実施する装置の断面図である。この図18においても、図15と対応する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
この第3の方法に使用する装置も、真空槽61内にアノード及びフィラメントは設けていない。
【0094】
この装置を使用する硬質カーボン膜形成方法において、図15に示した装置を使用する第1の方法と相違する点は、真空槽61内に接地された補助電極71を挿入して配置し、端面上にダミー部材53を配置したたガイドブッシュ11に、直流電源73′からマイナス600Vの直流電圧だけを印加するようにした点と、炭素を含むガスとして、メタン(CH4)ガスを真空槽61内に導入し、真空度が0.1torr(13.3322Pa)になるように調整するようにした点だけである。
【0095】
このようにしても、ガイドブッシュ11の外周面側だけでなく内周面側にもプラズマが発生し、プラズマCVDプロセスによって、ガイドブッシュ11の内周面11bおよびその端面の内周面近傍部分11h1に硬質カーボン膜が形成される。特に、補助電極71と対向する内周面11bに、全長に亘って略均一な膜厚の硬質カーボン膜15を短時間で形成することができる。
【0096】
これらの各硬質カーボン膜形成方法は、図1乃至図13によって説明した、ガイドブッシュ11への種々の層構成による硬質カーボン膜15の形成に同様に適用することができる。
さらに、上述の各実施形態によるガイドブッシュへの硬質カーボン膜形成方法では、炭素を含むガスとしてメタンガスやベンゼンガスを用いると説明したが、メタン以外にエチレンなどの炭素を含むガスや、あるいはヘキサンなどの炭素を含む液体の蒸発蒸気も使用することができる。
【0097】
(第4から第6の方法:図19,図20,図21)
次に、ガイドブッシュに硬質カーボン膜を形成する第4から第6の方法を、図19乃至図21を参照して説明する。
【0098】
図19乃至図21は、それぞれ第4乃至第6の方法を実施するための装置を示す図であるが、それぞれ前述の図15,図17,及び図18に示した装置と同じ装置を使用してガイドブッシュ11に硬質カーボン膜を形成する例を示している。したがって、それらの各図と同じ部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【0099】
図19の装置による第4の方法、図20の装置による第5の方法、図21の装置による第6の方法において、前述の第1,第2,および第3の方法と異なる点は、補助電極71をガイドブッシュ11の中心開口11jに嵌入させたガイシ85によって、ガイドブッシュ11に対しても真空層61に対しても絶縁して支持し、その補助電極71に補助電極電源83から直流正電圧(例えばプラス20V)を印加するようにした点である。
【0100】
この補助電極71に印加する直流正電圧と、ガイドブッシュ11の開口内面に形成される硬質カーボン膜厚との関係を、図22の線図に示す。
この図においては、補助電極71に印加する直流正電圧をゼロVから30Vまで変化させ、さらにガイドブッシュ11の開口内面と補助電極71との間の隙間寸法が3mmと5mmのときの硬質カーボン膜の膜厚を示す。なお、曲線aは上記隙間が3mmのときの特性を、曲線bは上記隙間が5mmのときの特性をそれぞれ示す。
【0101】
この曲線a,bに示されるように、補助電極71に印加する直流正電圧を増加させると、硬質カーボン膜の膜形成速度は向上する。また、ガイドブッシュ11の開口内面と補助電極71との間の隙間寸法が大きいほど、硬質カーボン膜の膜形成速度は向上する。
【0102】
そして、ガイドブッシュ11の開口内面と補助電極71との間の隙間寸法が3mmのとき(曲線a)は、補助電極71に印加する電位がゼロVの接地電圧では、ガイドブッシュ11の中心開口11jの内面にプラズマが発生せず、硬質カーボン膜は形成できない。
しかし、この場合でも補助電極71に印加する直流正電圧を高くしていくと、ガイドブッシュ11の中心開口11j内の補助電極71の周囲にプラズマが発生し、硬質カーボン膜を形成することができる。
【0103】
したがって、中心開口11jの径が小さいガイドブッシュの内周面にも、補助電極71に直流正電圧を印加して使用するこの実施形態によれば、硬質カーボン膜の被膜形成が可能になる。
このような作用は、図19乃至図21に示すいずれの方法によって、ガイドブッシュ11に硬質カーボン膜を形成する場合でも同様である。
【0104】
(ダミー部材の異なる例:図23〜図28)
ここで、ダミー部材53の開口部53aの形状が異なる種々の例を図23乃至図28によって説明する。
図23に示すダミー部材53は、図15から図21に示した実施形態で使用したものに相当し、開口部53aの径が軸方向の全長に亘って均一に形成されている。
【0105】
図24に示すダミー部材53は、その開口部53aを大径部aと小径部bとで構成する。そして、小径部bの開口径は、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口径より2mm程度大きくし、大径部aの開口径は、小径部bの開口径よりもさらに2mm程度大きくする。
【0106】
図25に示すダミー部材53は、その開口部53aを大径部aと小径部bと、この大径部aと小径部bとのあいだのテーパ部cとによって構成している。そして、小径部bの開口径は、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口径より2mm程度大きくし、大径部aの開口径は、小径部bの開口径より2mm程度大きくするように、テーパ部cの開口径を徐々に変化させている。
【0107】
図26に示すダミー部材53は、その開口部53aを小径部bとテーパ部cで構成している。そして、小径部bの開口径は、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口径より2mm程度大きくし、テーパ部cの最大径は小径部bの開口径より2mmから5mm程度大きくなるように構成する。
【0108】
図27に示すダミー部材53は、その開口部53aをテーパ部cだけで構成している。そして、このテーパ部の最小開口径は、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口寸法より2mm程度大きくなるようにし、最大開口径は最小開口径より2mmから5mm程度大きくなるように構成する。
【0109】
図28に示すダミー部材53は、その開口部53aを大径部aと中径部dと小径部bとで構成している。そして小径部bの開口径は、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口径より2mm程度大きくし、大径部aの開口径は、小径部bの開口径より2mmから5mm程度大きくする。また、中径部dは大径部aと小径部bとの間の開口径とする。すなわち、このダミー部材53は開口部53aの断面形状が階段状になる。
【0110】
この図24乃至図28に示したダミー部材53は、その開口部53aが図23に示したダミー部材53とは異なり、テーパ部cを有していたり、階段状の断面形状を有しているため、図23に示したダミー部材53に較べると、ガイドブッシュ11の中心開口11j内の補助電極71の周囲領域にプラズマを導き入れるのをスムーズに行なうことができる。
したがって、ガイドブッシュ11の中心開口11j内の補助電極71の周囲領域に一層安定してプラズマを発生させることが可能になり、硬質カーボン膜を一層安定して形成することができる。
【0111】
(補足説明)
前述した各硬質カーボン膜形成方法は、図1乃至図13によって説明した、ガイドブッシュ11への種々の層構成による硬質カーボン膜15の形成に同様に適用することができる。
また、これらの各被膜形成方法においては、ガイドブッシュ11の外周部をカバー部材84で覆うことにより、ガイドブッシュ11の外周面には硬質カーボン膜が形成されないようにした。また、端面11hの内周面近傍部分11h1以外の領域は、ダミー部材53に覆われるため硬質カーボン膜が形成されない。
【0112】
それによって、ガイドブッシュ11の外形寸法を高精度に保つことができ、また摺り割り11cを形成した外周テーパ面11aの部分の靭性が低下する恐れも防止できるという利点がある。
しかし、カバー部材84を使用せずに、ガイドブッシュ11の外周面にも硬質カーボン膜を形成するようにしても、さほどの問題は生じない。
【0113】
また、上述の各実施形態によるガイドブッシュへの硬質カーボン膜形成方法では、炭素を含むガスとしてメタン(CH2)あるいはベンゼン(C6H6)を用いる例で説明したが、エチレン(C2H4)やヘキサン(C6H14)などを使用することもできる。
【0114】
さらに、これらの炭素を含むガスを、アルゴン(Ar)などの電離電圧の低い不活性ガスで希釈して使用することもできる。その場合、ガイドブッシュの円筒内のプラズマが更に安定する効果がある。
あるいはまた、硬質カーボン膜の生成時に少量(1%以下)の添加物を加えることにより、潤滑性や硬度を高めることができる。
【0115】
例えば、フッ素(F)又はボロン(B)を添加すると潤滑性が増し、クロム(Cr),モリブデン(Mo)又はタングステン(W)を添加すると硬度が増す。
また、真空槽内にガイドブッシュを配置した後、硬質カーボン膜を形成する前に、アルゴン(Ar)や窒素(N2)などのプラズマを発生させてガイドブッシュの円筒内面をボンバードし、その後メタンやベンゼンなどの炭素を含むガスによるプラズマを発生させて、硬質カーボン膜を形成するとよい。
【0116】
このように、不活性ガスによるボンバードの前処理を行なうことにより、ガイドブッシュの円筒内壁の温度が上昇して活性状態となる。同時に円筒内壁の表面の不純物がたたき出され、表面がクリーニングされる。これらの効果により、ガイドブッシュの内周面に形成される硬質カーボン膜の密着性が一層向上する。
さらに、炭素を含むガスであるメタンガスやベンゼンガスやエチレンガスにアルゴン(Ar)ガスや窒素(N2)ガスやヘリウム(He)ガスや水素(H2)ガスを添加してもよい。
【0117】
このように炭素を含むガスにアルゴンガスや窒素ガスを添加すると、膜形成速度を制御することができる。このため硬質カーボン膜を緻密化することができ、さらに窒素やアルゴンにて硬質カーボン膜表面をスパッタし、密着性や膜質が悪い硬質カーボン膜を除去することができ、膜質が向上する。さらに炭素を含むガスに水素を添加すると、炭素のダングリングボンドを水素で埋めることができ、硬質カーボン膜の膜質を向上させる効果がある。
【0118】
そして、以上説明した本発明の硬質カーボン膜の形成方法における実施形態の説明においては、ガイドブッシュ11の端面の内周面近傍部分11h1に、内周面と端面部との境界領域から1mm程度延長して硬質カーボン膜を設ける実施形態で説明したが、これに限定されずに1mm以上の大きさに硬質カーボン膜を形成してもよい。
【0119】
また、ダミー部材53の開口部53aの最小径を、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口径より2mm程度大きくする例で説明した。しかし、ダミー部材53の開口部53aの径は、ガイドブッシュ11の内周面11bの開口径より3mmから6mm大きくなるようにしてもよい。このときも、ダミー部材53の開口部53aは、上述した実施形態と同様作用をなし、同様な効果が得られる。
【0120】
さらに、以上の実施形態の説明では、プラズマ放電の不安定の対策としてダミー部材53に内周面11bの開口径より大きな開口部53aを設けるように説明した。
しかしながら、補助電極71とガイドブッシュ11の内周面11bとの間に形成されるプラズマの放電を安定させる目的で、10mm以上の内周面11bの開口径を有するガイドブッシュ11に本発明を適用してもよい。
【0121】
【発明の効果】
以上説明してきたように、被加工物と摺接する内周面と被加工物を挿入する側の端面の内周面近傍に硬質カーボン膜を設けたこの発明によるガイドブッシュを自動旋盤の回転型あるいは固定型のガイドブッシュ装置に使用することにより、被加工物のバリによるガイドブッシュ内周面のキズの発生を防止でき、且つ被加工物に対して切り込み量の大きな切削加工をキズの発生や焼き付きを生ずることなく正常に行なうことができ、加工効率を大幅に高められる。
【0122】
また、その耐久性の大幅な向上により、連続加工可能な時間が長くなり、自動旋盤の稼動効率も飛躍的に向上する。また、固定型のガイドブッシュ装置に使用することにより、加工精度(特に真円度)の高い切削加工を効率よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるガイドブッシュの一例を示す縦断面図である。
【図2】同じくその外観を示す斜視図である。
【図3】この発明によるガイドブッシュの他の例を示す縦断面図である。
【図4】この発明によるガイドブッシュのさらに他の例を示す縦断面図である。
【図5】図1において円Aで囲んで示す部分に相当する拡大断面図である。
【図6】同じくその1層の中間層を設けた例を示す拡大断面図である。
【図7】同じくその2層の中間層を設けた例を示す拡大断面図である。
【図8】図3において円Aで囲んで示す部分に相当する拡大断面図である。
【図9】同じくその1層の中間層を設けた例を示す拡大断面図である。
【図10】同じくその2層の中間層を設けた例を示す拡大断面図である。
【図11】図4において円Aで囲んで示す部分に相当する拡大断面図である。
【図12】同じくその1層の中間層を設けた例を示す拡大断面図である。
【図13】同じくその2層の中間層を設けた例を示す拡大断面図である。
【図14】ガイドブッシュに中間層を形成する方法の一例を説明するための装置の断面図である。
【図15】ガイドブッシュに硬質カーボン膜を形成する第1の方法を実施する装置の概略断面図である。
【図16】図15に示すダミー部材の斜視図である。
【図17】ガイドブッシュに硬質カーボン膜を形成する第2の方法を実施する装置の概略断面図である。
【図18】同じく第3の方法を実施する装置の概略断面図である。
【図19】同じく第4の方法を実施する装置の概略断面図である。
【図20】同じく第5の方法を実施する装置の概略断面図である。
【図21】同じく第6の方法を実施する装置の概略断面図である。
【図22】補助電極に印加する直流正電圧と形成される硬質カーボン膜の膜厚との関係を示す線図である。
【図23】補助電極を挿入したガイドブッシュの端面上にダミー部材を配置した状態を示す要部の拡大縦断面図である。
【図24】図23に示すダミー部材とは内周面の形状が異なるダミー部材を配置した図23と同様な断面図である。
【図25】同じく内周面の形状がさらに異なるダミー部材を配置した図23と同様な断面図である。
【図26】同じく内周面の形状がさらに異なるダミー部材を配置した図23と同様な断面図である。
【図27】同じく内周面の形状がさらに異なるダミー部材を配置した図23と同様な断面図である。
【図28】同じく内周面の形状がさらに異なるダミー部材を配置した図23と同様な断面図である。
【図29】この発明によるガイドブッシュを用いる固定型のガイドブッシュ装置を設けた自動旋盤の主軸近傍のみを示す断面図である。
【図30】この発明によるガイドブッシュを用いる回転型のガイドブッシュ装置を設けた自動旋盤の主軸近傍のみを示す断面図である。
【符号の説明】
11:ガイドブッシュ 11a:外周テーパ面
11b:被加工物と摺接する内周面
11c:摺り割り 11e:嵌合部
11f:ネジ部 11g:段差部
11h:端面 11h1:端面の内周面近傍部分
11j:中心開口 11k:浸炭層
12:超硬部材 13:コレットチャック
15:硬質カーボン(DLC)膜 16:中間層
16a:中間層の下層 16b:中間層の上層
17:主軸台 19:主軸
23:ブッシュスリーブ 29:中間スリーブ
31:チャック開閉機構 33:チャック開閉爪
35:コラム 37:ガイドブッシュ装置
41:チャックスリーブ 45:切削工具(刃物)
47:回転駆動棒 51:被加工物(ワーク)
53:ダミー部材 53a:ダミー部材の開口部
61:真空槽 63:ガス導入口 65:排気口
67:マッチング回路 69:高周波電源
71:補助電極 73,73′:直流電源
75:アノード電源 77:フィラメント電源
79:アノード 80:絶縁支持具
81:フィラメント 83:補助電極電源
84:カバー部材 85:ガイシ
90:ターゲット(中間層の材料) 91:真空槽
92:直流電源 93:ガス導入口
94:カバー部材 95:排気口
96:ターゲットカバー 97:ターゲット電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a guide bush which is mounted on an automatic lathe and holds a round bar-like workpiece so as to be rotatable and slidable in the axial direction near a cutting tool (blade).
[0002]
[Prior art]
Guide bushes provided on an automatic lathe column of an automatic lathe and holding a round bar-like workpiece so as to be rotatable near a cutting tool include a rotary type and a fixed type. The rotary type always holds the work piece so that it can slide in the axial direction while rotating together with the work piece, and the fixed type allows the work piece to rotate and slide in the axial direction without rotating. Hold.
[0003]
Each type of guide bushing has an outer peripheral tapered surface, a slit for imparting elasticity to the guide bush, a screw portion for attaching to the column, and an inner peripheral surface for holding the workpiece. Since the surface is always in sliding contact with the work piece, it is easy to wear, especially in the case of a fixed type.
[0004]
For this reason, a cemented carbide or ceramic is fixedly provided by brazing or the like on the inner peripheral surface of the guide bush that comes into sliding contact with the workpiece by the rotation or sliding of the workpiece, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-141303. It has been proposed as seen in the publication. Thus, the provision of cemented carbide or ceramics excellent in wear resistance and heat resistance on the inner peripheral surface of the guide bush has an effect of suppressing the wear to some extent.
[0005]
However, even if cemented carbide or ceramics is provided on the inner peripheral surface in this way, for heavy cutting where the cutting amount is large and the machining speed is large with an automatic lathe, cemented carbide and ceramics also have a large friction coefficient and thermal conductivity. Since there is a problem that the workpiece is scratched or the gap between the guide bush and the workpiece is reduced in the diametrical direction, seizure occurs, increasing the cutting amount and the processing speed. I could not.
[0006]
The fixed guide bush can hold the work piece without blurring of its axis, so it can be machined with high roundness and high accuracy, it has less noise, and the structure of the automatic lathe is not complicated. There are advantages such as compactness.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the wear on the inner peripheral surface of the guide bush is much larger than in the case of the rotary type, there is a problem that it is difficult to further increase the cutting amount and the processing speed.
[0008]
Further, in an automatic lathe, a once machined region of a workpiece is often drawn into the guide bush again to be gripped and cut again. In such a case, a small protrusion called a burr is often generated at the edge of the machined part of the workpiece, and the burr is used as a guide when pulled into the guide bush. There is a problem that scratches occur in the vicinity of the inner peripheral surface of the opening end surface of the bush and in the inner peripheral surface. The occurrence of this burr is remarkable when the work piece is made of a difficult-to-cut material with high toughness, and in that case, the above-mentioned problem is also increased.
[0009]
This invention solves such a problem, dramatically improves the wear resistance of the inner peripheral surface of the guide bush that contacts the workpiece, without causing scratches or seizure on the workpiece, It is possible to increase the cutting amount and processing speed applied to the automatic lathe, and even when the cut portion of the workpiece is pulled back into the guide bush and cut again, the workpiece burr It is an object of the present invention to make it possible to use the same guide bush for a long period of time so as not to cause scratches on the inner peripheral surface of the guide bush and the inner peripheral surface portion of the opening end surface thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention forms a hard carbon film on the inner peripheral surface in sliding contact with the workpiece of the guide bush as described above and on the inner peripheral surface vicinity portion of the end surface where the inner peripheral surface opens. Provide a guide bush.
[0011]
This hard carbon film is a hydrogenated amorphous carbon film and has a property very similar to diamond, and is also called diamond-like carbon (DLC).
This hard carbon (DLC) film has high hardness (3000 Vv or more in Vickers hardness), excellent wear resistance, a small friction coefficient (1/8 of cemented carbide), and excellent corrosion resistance.
[0012]
For this reason, the guide bush according to the present invention in which the hard carbon film is provided on the inner peripheral surface in sliding contact with the workpiece and the inner peripheral surface portion of the end surface where the inner peripheral surface opens is provided with a conventional cemented carbide or ceramic. Abrasion resistance is drastically improved compared to those provided on the peripheral surface.
Therefore, if this is used as a fixed guide bush for an automatic lathe, the workpiece will not be scratched or seized even when heavy cutting is performed with a large cutting amount and a large machining speed. It becomes possible to perform highly accurate processing over a long period of time.
[0013]
When a hard carbon film is formed on the inner peripheral surface of the guide bush and in the vicinity of the opening end thereof through an intermediate layer that enhances adhesion to the hard carbon film, the hard carbon film can be formed more firmly and hardly peeled off. it can.
For example, when the intermediate layer is formed of a two-layer film of a lower layer made of titanium or chromium and an upper layer made of silicon carbide, the lower layer adheres to the inner peripheral surface of the guide bush (base material alloy tool steel). And the upper layer is strongly bonded to the hard carbon film, so that a hard carbon film with good adhesion can be provided.
[0014]
Thereby, even if heavy cutting with a large cutting amount and a large machining speed is performed with an automatic lathe equipped with this guide bush, there is no possibility that the hard carbon film is peeled off. Alternatively, a cemented carbide member containing at least tungsten, carbon and cobalt is provided on the base material in the vicinity of the inner circumferential surface of the guide bush, or a carburized layer is formed, and the inner circumferential surface of the cemented carbide member or the carburized layer and the inside thereof are formed. A hard carbon film may be provided in the vicinity of the inner peripheral surface of the end surface where the peripheral surface is open. In this case, the adhesion can be further improved by providing the hard carbon film via an intermediate layer similar to the above.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Description of Automatic Lathe Using Guide Bush of this Invention]
First, the structure of an automatic lathe using a guide bush according to the present invention will be briefly described.
[0016]
FIG. 29 is a cross-sectional view showing only the vicinity of the spindle of a numerically controlled automatic lathe. This automatic lathe is provided with a fixed
[0017]
The
The
[0018]
The
Further, a
[0019]
The tip position of the
A chuck opening /
[0020]
That is, when the chuck opening /
[0021]
The
For this reason, the leftward movement of the
[0022]
As a result, the diameter of the inner peripheral surface of the
When releasing the
Then, the
[0023]
For this reason, the pressing force between the outer peripheral
Further, a
[0024]
The
The
[0025]
And the
[0026]
That is, when the
[0027]
A cutting tool (blade) 45 is provided in front of the
The
[0028]
Next, a rotary type guide bush device used in a state where the guide bush for gripping the workpiece is rotated will be described with reference to FIG. In FIG. 30, portions corresponding to those in FIG. 29 are denoted with the same reference numerals.
[0029]
As this rotary type guide bush device, there are a guide bush device in which the
[0030]
The rotary type
[0031]
The rotary type
[0032]
The
Since the configuration other than the rotation of the
[0033]
[Description of the guide bush according to the present invention]
Next, the configuration of the guide bush according to the present invention will be described in various embodiments. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a guide bush according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an appearance thereof.
[0034]
As shown in these drawings, the
[0035]
Further, a through opening having a different opening diameter is provided at the center of the
[0036]
And the
Further, the
[0037]
Then, when the outer peripheral
Further, the
[0038]
As the material of the
The
[0039]
Furthermore, when used in a fixed guide bushing device as shown in FIG. 29, the
[0040]
In addition, as described above, when the machined region of the workpiece is drawn into the guide bush and cut again, the burrs remaining on the workpiece cause scratches on the inner peripheral surface or the opening edge of the guide bush. There is also a problem that occurs.
Therefore, the hard carbon (DLC)
[0041]
Further, the inner peripheral
In the example of FIG. 1, the
[0042]
In the example shown in FIG. 3, a cemented
[0043]
Further, in the example shown in FIG. 4, the inner
This hard carbon film has properties very similar to diamond. That is, it has features such as high mechanical strength, low friction coefficient, lubricity, good electrical insulation, high thermal conductivity, and excellent corrosivity.
[0044]
Therefore, the inner peripheral
[0045]
Therefore, the
Here, the inner
[0046]
5 to 7 correspond to enlarged views of part A in FIG. 1, and FIG. 5 shows the inner
[0047]
FIG. 6 shows the inner
The
[0048]
In FIG. 7, the
In this case, titanium or chromium in the
[0049]
This is because titanium (Ti) and chromium (Cr) have a high adhesion to the alloy tool steel constituting the
[0050]
8 to 10 correspond to enlarged views of part A in FIG. 3, both of which are formed by brazing a
[0051]
In the example shown in FIG. 9, the
[0052]
In the example shown in FIG. 10, the
Alternatively, the
[0053]
In these examples, a cemented carbide member containing at least tungsten, carbon, and cobalt is used as the cemented
[0054]
In addition, a sintered body of cemented carbide such as tan tag stainless steel (WC) or ceramics such as silicon carbide (SiC) can also be used. When sintering ceramics, chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), or the like is usually added as a binder. If the amount of addition is small, the
[0055]
However, as described above, when the
Therefore, as shown in FIG. 9 or FIG. 10, it is preferable to form an
[0056]
By forming the
[0057]
FIGS. 11 to 13 correspond to enlarged views of part A in FIG. 4, and instead of providing the
[0058]
Carburization is one of the surface hardening methods for steel materials, and is a well-known process that hardens the surface layer and keeps the deep portion tough.
Here, for example, methane (CH 4 ) Or ethylene (C 2 H 4 ) And other carbon-containing carburizing gases and nitrogen (N 2 The carburization process is performed under the following conditions in a mixed gas atmosphere with the carrier gas.
[0059]
(Carburizing conditions)
Temperature 1100 ° C
30 minutes
Carburization depth 0.5mm
[0060]
Thus, when the carburized
[0061]
As the
Further, as shown in FIG. 13, the
[0062]
In this case, titanium or chromium in the
[0063]
[Description of Method for Forming Intermediate Layer: FIG. 14]
Next, the inner
As a method for forming the intermediate layer, a sputtering method, an ion plating method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or a thermal spraying method can be used.
[0064]
As an example, a method for forming an intermediate layer by sputtering will be described with reference to FIG.
A
[0065]
Further, the inner peripheral
The
[0066]
After setting in this way, the degree of vacuum in the
Thereafter, argon (Ar) gas is introduced as a sputtering gas from the
A negative DC voltage of
[0067]
Then, plasma is generated in the
[0068]
Alternatively, in the case of a guide bush in which the
The
[0069]
In the case of forming one intermediate layer, silicon carbide (SiC) or tungsten carbide (WC) is used as the
[0070]
[Description of Method for Forming Hard Carbon Film]
Next, a method for forming a hard carbon film on the guide bush will be described with reference to FIGS.
First, a method for creating the
[0071]
Cutting is performed using alloy tool steel (SKS), and the outer peripheral
Then, electric discharge machining is performed to form
Further, polishing is performed to polish the inner
[0072]
If necessary, the cemented
In addition, the inner peripheral surface of the
[0073]
(First method: FIGS. 15 and 16)
FIG. 15 is a cross-sectional view of an apparatus for carrying out a first method for forming a hard carbon film on a guide bush.
[0074]
In FIG. 15,
[0075]
A thin rod-shaped
[0076]
Further, a ring-shaped
[0077]
It is desirable that the
[0078]
The degree of vacuum in the
Thereafter, benzene (C 6 H 6 ) Is introduced into the
[0079]
Thereafter, a minus 3 kV DC voltage is applied to the
Thereby, plasma is generated in the peripheral region of the
[0080]
In the method of forming the hard carbon film shown in FIG. 15, by providing the
Further, this prevents the occurrence of hollow discharge, which is abnormal discharge, and improves the adhesion of the
[0081]
Further, since the potential characteristics are uniform in the longitudinal direction of the inner peripheral surface of the
[0082]
The diameter of the
The
[0083]
Further, the
That is, in such a method of forming a hard carbon film on the
[0084]
Further, the end region of the
When the hard carbon film is formed in such a state, the adhesion of the hard carbon film is slightly different and the film quality is also slightly different in the region several mm deeper from the
[0085]
Therefore, as shown in FIG. 15, if the hard carbon film is formed by arranging the
[0086]
When the opening diameter of the inner
[0087]
This plasma instability can be prevented by inducing plasma in the
This is because plasma can always be stably generated in the
[0088]
An annular inner peripheral
[0089]
As a result, the edge of the workpiece that occurs when machining with a cutting tool is performed in the cutting process of drawing the processed region of the workpiece into the guide bush and gripping the workpiece, which has been a problem in the past. The problem that scratches are generated on the inner peripheral surface of the
[0090]
(Second method: FIG. 17)
Next, a second method different from the above-described method for forming the hard carbon film on the guide bush will be described with reference to FIG.
FIG. 17 is a sectional view of an apparatus for carrying out the second method. In FIG. 17, portions corresponding to those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The
[0091]
The hard carbon film forming method using this apparatus is different from the first method using the apparatus shown in FIG. 15 in that an
[0092]
Even in this case, plasma is generated not only on the outer peripheral surface side of the
[0093]
(Third method: FIG. 18)
Next, a third method different from the above-described method for forming the hard carbon film on the guide bush will be described with reference to FIG.
FIG. 18 is a sectional view of an apparatus for carrying out the third method. In FIG. 18 as well, portions corresponding to those in FIG. 15 are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
The apparatus used for this third method also does not have an anode and filament in the
[0094]
The hard carbon film forming method using this apparatus is different from the first method using the apparatus shown in FIG. 15 in that an
[0095]
Even in this case, plasma is generated not only on the outer peripheral surface side of the
[0096]
Each of these hard carbon film forming methods can be similarly applied to the formation of the
Furthermore, in the method for forming a hard carbon film on the guide bush according to each of the above-described embodiments, it has been described that methane gas or benzene gas is used as the gas containing carbon. However, in addition to methane, a gas containing carbon such as ethylene, hexane, etc. It is also possible to use a liquid vapor containing carbon.
[0097]
(Fourth to sixth methods: FIGS. 19, 20, and 21)
Next, fourth to sixth methods for forming a hard carbon film on the guide bush will be described with reference to FIGS.
[0098]
FIGS. 19 to 21 are diagrams showing apparatuses for carrying out the fourth to sixth methods, respectively. The same apparatuses as those shown in FIGS. 15, 17, and 18 are used. In this example, a hard carbon film is formed on the
[0099]
The fourth method using the apparatus of FIG. 19, the fifth method using the apparatus of FIG. 20, and the sixth method using the apparatus of FIG. 21 differ from the first, second, and third methods described above in the auxiliary method. The
[0100]
The relationship between the positive DC voltage applied to the
In this figure, the hard carbon film when the DC positive voltage applied to the
[0101]
As shown by the curves a and b, when the positive DC voltage applied to the
[0102]
When the gap between the opening inner surface of the
However, even in this case, if the DC positive voltage applied to the
[0103]
Therefore, according to this embodiment in which a DC positive voltage is applied to the
Such an action is the same even when a hard carbon film is formed on the
[0104]
(Examples of different dummy members: FIGS. 23 to 28)
Here, various examples in which the shape of the
The
[0105]
The
[0106]
In the
[0107]
The
[0108]
In the
[0109]
The
[0110]
The
Therefore, it becomes possible to generate plasma more stably in the peripheral region of the
[0111]
(Supplementary explanation)
Each of the hard carbon film forming methods described above can be similarly applied to the formation of the
Further, in each of these film forming methods, the outer peripheral portion of the
[0112]
As a result, there is an advantage that the outer dimensions of the
However, even if a hard carbon film is formed on the outer peripheral surface of the
[0113]
In the method for forming a hard carbon film on the guide bush according to each of the embodiments described above, methane (CH 2 ) Or benzene (C 6 H 6 ), But ethylene (C 2 H 4 ) Or hexane (C 6 H 14 ) Etc. can also be used.
[0114]
Furthermore, these carbon-containing gases can be diluted with an inert gas having a low ionization voltage such as argon (Ar). In that case, there is an effect that the plasma in the cylinder of the guide bush is further stabilized.
Alternatively, lubricity and hardness can be improved by adding a small amount (1% or less) of an additive during the formation of the hard carbon film.
[0115]
For example, the addition of fluorine (F) or boron (B) increases the lubricity, and the addition of chromium (Cr), molybdenum (Mo) or tungsten (W) increases the hardness.
In addition, after arranging the guide bush in the vacuum chamber, before forming the hard carbon film, argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) Or the like to bombard the cylindrical inner surface of the guide bush, and then a plasma with a gas containing carbon such as methane or benzene is generated to form a hard carbon film.
[0116]
Thus, by performing the pretreatment of the bombardment with the inert gas, the temperature of the cylindrical inner wall of the guide bush rises and becomes an active state. At the same time, impurities on the surface of the cylinder inner wall are knocked out and the surface is cleaned. Due to these effects, the adhesion of the hard carbon film formed on the inner peripheral surface of the guide bush is further improved.
Furthermore, methane gas, benzene gas, and ethylene gas, which are carbon-containing gases, are added to argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) Gas, helium (He) gas, hydrogen (H 2 ) Gas may be added.
[0117]
Thus, when argon gas or nitrogen gas is added to the gas containing carbon, the film formation rate can be controlled. Therefore, the hard carbon film can be densified, and the hard carbon film surface can be sputtered with nitrogen or argon to remove the hard carbon film with poor adhesion and film quality, and the film quality is improved. Furthermore, when hydrogen is added to a gas containing carbon, dangling bonds of carbon can be filled with hydrogen, and the film quality of the hard carbon film is improved.
[0118]
And in description of embodiment in the formation method of the hard carbon film of this invention demonstrated above, 11 h of inner peripheral surface vicinity parts of the end surface of the
[0119]
Further, the example has been described in which the minimum diameter of the
[0120]
Further, in the above description of the embodiment, the
However, the present invention is applied to the
[0121]
【The invention's effect】
As described above, the guide bush according to the present invention in which a hard carbon film is provided in the vicinity of the inner peripheral surface of the inner peripheral surface in sliding contact with the workpiece and the end surface on the side where the workpiece is inserted is used as a rotary type of an automatic lathe or By using it in a fixed guide bushing device, it is possible to prevent scratches on the inner peripheral surface of the guide bush due to burrs on the work piece, and to generate a large amount of cut on the work piece. It is possible to carry out the process normally without causing a problem, and the processing efficiency can be greatly increased.
[0122]
In addition, due to the significant improvement in durability, the time for continuous machining becomes longer, and the operating efficiency of automatic lathes is dramatically improved. Moreover, by using it for a fixed guide bushing device, cutting with high machining accuracy (particularly roundness) can be performed efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a guide bush according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the same.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another example of the guide bush according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing still another example of the guide bush according to the present invention.
5 is an enlarged cross-sectional view corresponding to a portion surrounded by a circle A in FIG.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing an example in which one intermediate layer is provided.
FIG. 7 is an enlarged sectional view showing an example in which two intermediate layers are provided.
8 is an enlarged cross-sectional view corresponding to a portion surrounded by a circle A in FIG.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing an example in which one intermediate layer is provided.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing an example in which two intermediate layers are provided.
11 is an enlarged cross-sectional view corresponding to a portion surrounded by a circle A in FIG.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing an example in which the single intermediate layer is provided.
FIG. 13 is an enlarged sectional view showing an example in which two intermediate layers are provided.
FIG. 14 is a cross-sectional view of an apparatus for explaining an example of a method for forming an intermediate layer on a guide bush.
FIG. 15 is a schematic sectional view of an apparatus for carrying out a first method for forming a hard carbon film on a guide bush.
16 is a perspective view of the dummy member shown in FIG.
FIG. 17 is a schematic sectional view of an apparatus for carrying out a second method for forming a hard carbon film on the guide bush.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of an apparatus that similarly performs the third method.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of an apparatus that similarly performs the fourth method.
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of an apparatus that similarly performs the fifth method.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of an apparatus that similarly performs the sixth method.
FIG. 22 is a diagram showing the relationship between the positive DC voltage applied to the auxiliary electrode and the thickness of the hard carbon film to be formed.
FIG. 23 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part showing a state in which a dummy member is arranged on an end face of a guide bush into which an auxiliary electrode is inserted.
24 is a cross-sectional view similar to FIG. 23 in which a dummy member having an inner peripheral surface shape different from that of the dummy member shown in FIG. 23 is arranged.
25 is a cross-sectional view similar to FIG. 23 in which dummy members having different inner peripheral surfaces are arranged.
26 is a cross-sectional view similar to FIG. 23 in which dummy members having different inner peripheral surfaces are arranged.
FIG. 27 is a cross-sectional view similar to FIG. 23 in which dummy members having different inner peripheral surfaces are arranged.
FIG. 28 is a cross-sectional view similar to FIG. 23 in which dummy members having different inner peripheral surfaces are arranged.
FIG. 29 is a cross-sectional view showing only the vicinity of the main spindle of an automatic lathe provided with a fixed guide bushing device using the guide bushing according to the present invention.
FIG. 30 is a cross-sectional view showing only the vicinity of the main axis of an automatic lathe provided with a rotary type guide bush device using a guide bush according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11:
11b: Inner peripheral surface in sliding contact with the workpiece
11c: slitting 11e: fitting part
11f:
11h:
11j: Center opening 11k: Carburized layer
12: Carbide member 13: Collet chuck
15: Hard carbon (DLC) film 16: Intermediate layer
16a: Lower layer of the intermediate layer 16b: Upper layer of the intermediate layer
17: Main spindle 19: Main spindle
23: Bush sleeve 29: Intermediate sleeve
31: Chuck opening / closing mechanism 33: Chuck opening / closing claw
35: Column 37: Guide bushing device
41: Chuck sleeve 45: Cutting tool (blade)
47: Rotation drive rod 51: Work piece (workpiece)
53:
61: Vacuum tank 63: Gas inlet 65: Exhaust port
67: Matching circuit 69: High frequency power supply
71:
75: Anode power supply 77: Filament power supply
79: Anode 80: Insulating support
81: Filament 83: Auxiliary electrode power supply
84: cover member 85: insulator
90: Target (material for intermediate layer) 91: Vacuum chamber
92: DC power supply 93: Gas inlet
94: Cover member 95: Exhaust port
96: Target cover 97: Target power supply
Claims (9)
前記中心開口によって形成される内周面と該内周面が開口する端面の該内周面の近傍部分に、水素化アモルファス・カーボンによる硬質カーボン膜を形成したことを特徴とするガイドブッシュ。It is formed in a substantially cylindrical shape having a central opening in the axial direction, and has an outer peripheral tapered surface, an inner peripheral surface that is in sliding contact with the work piece, and a slit at one end, and when mounted on an automatic lathe, A guide bush for holding the inserted workpiece slidably in the rotation and axial direction near the cutting tool,
A guide bush, wherein a hard carbon film made of hydrogenated amorphous carbon is formed in a portion near the inner peripheral surface of an inner peripheral surface formed by the central opening and an end surface where the inner peripheral surface opens.
前記中心開口によって形成される内周面に、少なくともタングステン,炭素,及びコバルトを含む超硬部材を設け、該超硬部材の内周面と該内周面が開口する該超硬部材の端面とに、水素化アモルファス・カーボンによる硬質カーボン膜を形成したことを特徴とするガイドブッシュ。It is formed in a substantially cylindrical shape having a central opening in the axial direction, and has an outer peripheral tapered surface, an inner peripheral surface that is in sliding contact with the work piece, and a slit at one end, and when mounted on an automatic lathe, A guide bush for holding the inserted workpiece slidably in the rotation and axial direction near the cutting tool,
A cemented carbide member containing at least tungsten, carbon, and cobalt is provided on an inner circumferential surface formed by the central opening, and an inner circumferential surface of the cemented carbide member and an end surface of the cemented carbide member that the inner circumferential surface opens. And a hard carbon film made of hydrogenated amorphous carbon.
前記中心開口によって形成される内周面と該内周面が開口する端面の該内周面の近傍部分に浸炭層を設け、該浸炭層上に水素化アモルファス・カーボンによる硬質カーボン膜を形成したことを特徴とするガイドブッシュ。It is formed in a substantially cylindrical shape having a central opening in the axial direction, and has an outer peripheral tapered surface, an inner peripheral surface that is in sliding contact with the work piece, and a slit at one end, and when mounted on an automatic lathe, A guide bush for holding the inserted workpiece slidably in the rotation and axial direction near the cutting tool,
A carburized layer is provided in the vicinity of the inner peripheral surface of the inner peripheral surface formed by the central opening and the end surface where the inner peripheral surface opens, and a hard carbon film made of hydrogenated amorphous carbon is formed on the carburized layer. A guide bush characterized by that.
前記内周面と該内周面が開口する端面の該内周面の近傍部分に、前記硬質カーボン膜との密着性を高める中間層を介して該硬質カーボン膜が形成されているガイドブッシュ。The guide bush according to claim 1,
A guide bush in which the hard carbon film is formed on the inner peripheral surface and an end surface where the inner peripheral surface is open in the vicinity of the inner peripheral surface via an intermediate layer that enhances adhesion to the hard carbon film.
前記超硬部材上に前記硬質カーボン膜との密着性を高める中間層を介して該記硬質カーボン膜が形成されているガイドブッシュ。The guide bush according to claim 2,
A guide bush in which the hard carbon film is formed on the cemented carbide member through an intermediate layer that enhances adhesion to the hard carbon film.
前記浸炭層上に前記硬質カーボン膜との密着性を高める中間層を介して該記硬質カーボン膜が形成されているガイドブッシュ。The guide bush according to claim 3,
A guide bush in which the hard carbon film is formed on the carburized layer through an intermediate layer that enhances adhesion to the hard carbon film.
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