Анотація до роботи:

Антонюк В.С. Основи підвищення працездатності різального інструменту шляхом формування зносостійких покриттів дискретного типу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю: 05.03.01 - Процеси механічної обробки, верстати та інструменти. Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2006 р.

В результаті проведених досліджень розроблено та науково обґрунтовано основи підвищення працездатності різального інструменту, які полягають в розробці теорії створення відповідного напружено-деформованого стану робочих поверхонь шляхом формування зносостійкого покриття дискретного типу. Доведена можливість керованого впливу на властивості інструментального матеріалу за рахунок зміни конструкції та процесу нанесення покриттів. Встановлено закономірності забезпечення адгезійної і когезійної міцності покриттів на різальному інструменті на основі вибору їх параметрів та топографії.

Визначено, що триботехнічні властивості робочих поверхонь з покриттями дискретного типу покращуються порівняно з властивостями поверхонь з суцільними покриттями: знижується коефіцієнт тертя та швидкість зношування, зменшується адгезійна взаємодія між оброблюваним та інструментальним матеріалами. Застосування вакуум плазмових покриттів дискретного типу на різальному інструменті дозволяє зменшити величини складових сили різання при обробці конструкційних сталей на 10...15% порівняно з інструментом з суцільними покриттями та покращити якість оброблюваних поверхонь.

Вакуум-плазмові покриття дискретного типу на основі нітриду титану та твердому сплаві дозволили збільшити стійкість в 1,4...1,8 рази, а на нітридній кераміці в 1,6...2,0 рази в порівнянні з інструментом з суцільними покриттями, використання електроіскрового легування підвищує зносостійкість інструменту з швидкорізальної сталі в 1,9...2,1 рази. На основі одержаних математичних моделей виконано багатокритеріальну оптимізацію параметрів процесу формування зносостійких покриттів та режимів експлуатації інструменту з покриттями дискретного типу при обробці конструкційних матеріалів.

В дисертаційній роботі розроблено рекомендації та промислові технології підвищення працездатності різального інструменту та покращення його різальних властивостей на основі проектування та формування зносостійких покриттів дискретного типу, що дозволило вирішити актуальну проблему підвищення продуктивності процесу механічної обробки матеріалів різанням.

Публікації автора:

1. Остафьев В.А., Антонюк В.С., Тымчик Г.С. Диагностика процесса металлообработки - К.: Техніка . – 1991. – 152 с. (Визначення основних параметрів технологічного процесу металообробки, аналіз результатів, розробка рекомендацій стосовно математичного моделювання процесів різання і діагностування різального інструменту).

2. Антонюк В.С., Дигам М.С., Климанов А.С. Принципы и возможности формирования упрочнений поверхностей режущего инструмента. // Резание и инструмент в технологических системах. – Межд. Науч.-техн. сборник. - Харков: ХДПУ, 1999, Вып.54. С. 22 – 28. (Ідея, постановка задачі, узагальнення експериментальних даних, формування висновків).

3. Андреев С.А., Антонюк В.С. Влияние дискретности поверхностной структуры на энергетическую приспосабливаемость пары трения // Високі технології в машинобудуванні. // Збірник наукових праць ХДПУ. Харків: Вид-во ХДПУ., 1999. - С. 9 – 14. (Розроблено методику, розрахунки і аналіз результатів).

4. Антонюк B.C. Исследование износостойкости неперетачиваемых твердосплавных пластин с покрытиями.// Машинобудування. Вісник Харківського державного політехнічного університету. Збірка наукових праць ХДПУ. Випуск 100. - Харків: ХДПУ, 2000. - С. 7 – 11.

5. Волкогон В.М., Карюк Г. Г., Антонюк В.С. Эффективность и перспективы применения функциональных покрытий в технике. // Вісті Академії інженерних наук України. Машинобудування та прогресивні технології - 2000. - №4/2000.- С. 4 – 10. (Обґрунтування та постановка задачі, узагальнення результатів, формулювання висновків).

6. Ляшенко Б.А., Антонюк В.С. Исследование поверхностных структур покрытий в условиях трибофатического нагружения //Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»: Машинобудування – К.: НТУУ «КПІ»., 2001. – Вип.40. - С. 85 - 91. (Обґрунтування та постановка задачі, експериментальні роботи, розрахунки, узагальнення результатів).

7. Антонюк В.С. Оптимальное конструирование износостойких инструментальных покрытий // Збірник наукових праць НТУ “ХПI”.- Харків, 2002. Вип. 1(5) - С. 25-31.

8. Ляшенко Б.А., Антонюк В.С. Исследование эффективности дискретных поверхностных структур пар трения //Вестник СевГТУ. Вып. 36 Автоматизация процессов и управление: Сб. Науч. Тр. / Севастоп. Нац.техн.ун-т. – Севастополь, 2002. –С.123 - 128. (Визначення основних параметрів поверхневих структур, аналіз результатів, розробка рекомендацій).

9. Антонюк В.С. Формування покриття підвищеної зносостійкості на робочих поверхнях різального інструменту. // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»: Машинобудування – К.: НТУУ «КПІ»., 2003. – Вип. 44. - С.110 – 112.

10. Антонюк В.С. Підвищення зносостійкості інструменту шляхом формування покриття дискретної композиційної структури / Збірник наукових праць Кіровоградського державного технічного університету 2003. Вып. 13 – Кіровоград КДТУ, 2003. – С. 87 – 94.

11. Антонюк В.С., Выслоух С.П., Мазур В.А., Самотугин С.С. Оптимизация технологических параметров процесса формирования упрочняющих покрытий. // Технологические системы. Киев. 2003 № 4. С. 44 – 48. (Ідея, постановка задачі, розробка методики, узагальнення та трактування результатів).

12. Антонюк В.С. Рутковский А.В. Сравнительные испытания режущих свойств нитридной керамики с многофункциональными покрытиями // Вісник Сумського державного університету. - Суми: Видавництво СумДУ. 2003. №3(49). - С. 162 – 167. (Постановка задачі, експериментальна частина, узагальнення результатів).

13. Антонюк В.С., Усачев П.А., Калиниченко В.И., Возненко В.В., Определение деформаций в режущем клине инструмента при резании труднообрабатывамых материалов. // Високі технології в машинобудуванні: Збірник наукових праць НТУ “ХПІ”. Харків, 2003. – Вип.1 (6)- С. 3 - 8. (Ідея, розроблено методику, розрахунки і аналіз результатів).

14. Ляшенко Б.А Рутковский А. В. Антонюк В. С. Исследование влияния функциональных покрытий на режущие свойства керамики //Артиллерийское и стрелковое вооружение., Международный научно-технический сборник К.: 2003. – Вип. 2. - С. 41 – 49. (Постановка задачі, виконано вимірювання, розрахунки і аналіз результатів).

15. Антонюк В.С., Сорока Е.Б., Бовсуновский А.П., Рутковский А.В., Дослідження впливу вакуум-плазмових покриттів на логарифмічний декремент коливань // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»: Приладобудування. – К.: НТУУ «КПІ»., 2003. – Вип. 26. - С. 100 – 104. (Запропоновано методику, узагальнення та трактування результатів роботи).

16. Антонюк В.С. Определение влияния покрытия на напряженно-деформированное состояние режущей части инструмента // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні. - Харків: НТУ “ХПІ”. - 2004. – № 44. - С. 173 - 180.

17. Антонюк В.С. Особливості визначення параметрів покриття на різальному інструменті // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»: Серія приладобудування. – 2004. – Вип. 28. - С. 129– 132.

18. Антонюк В.С. Перспективы повышения работоспособности режущего инструмента путем выбора топографии поверхности износостойкого покрытиями // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сборник научных трудов. – Вып. 8. – Киев: ИСМ им. В.Н.Бакуля НАН Украины, 2005. – С. 300 – 303.

19. Антонюк В.С., Рутковський А.В. Вплив складу та характеру покриття на працездатність інструмента на основі нітриду кремнію при різанні // Вісник Житомирського державного технологічного університету. 2004. Вип.1(28) – С. 5 – 12. (Запропоновано методику, експериментальна частина, узагальнення та трактування результатів).

20. Антонюк В.С., Вислоух С.П., Мірненко В.І., Рутковський А.В. Багатокритеріальна оптимизація технологічних параметрів формування вакуум-плазмових покриттів // Вісник Черкаського державного технологічного університету. – Черкаси.: ЧДТУ., 2004. – Вип. № 2. - С. 71 – 76. (Обґрунтування та постановка задачі, розробка методики, розрахунки, узагальнення результатів).

21. Антонюк В.С., Мірненко В.І., Рутковський А.В., Трапезон О.Г. Розробка основ аналітичного розрахунку пружних систем з покриттями на базі вибраних задач механіки і теорії коливань. // Вісник Житомирського державного технологічного університету. 2004. Вип.IV (31), том 1.– С. 5 – 11. (Визначення закономірностей процесу, постановка задачі дослідження, отриманні аналітичних залежностей для розрахунку пружних систем з покриттями, розрахунки і аналіз результатів).

22. Антонюк. В.С., Вислоух С.П., Мірненко В.І. Оптимізація технологічного процесу нанесення вакуум-плазмових покриттів за критеріями короткочасної міцності та пластичності // Технологические системы. Киев. 2004 № 2 (22) / 2004. – С. 37 - 41. (Обґрунтування та постановка задачі оптимізації, виконано розрахунки, узагальнення і трактування результатів).

23. Ляшенко Б.А., Антонюк В.С, Сорока О.Б., Лопата Л.А. Оптимизация дискретных структур электроискровых покрытий //Артиллерийское и стрелковое вооружение., Международный научно-технический сборник К.: 2004. – Вип. 4(13). - С. 30 – 34. (Визначення технологічних закономірностей процесу, обробка і аналіз результатів досліджень).

24. Антонюк В.С., Сорока О.Б., Рутковський А.В. Мірненко В.І. Залишкові напруження в вакуум-плазмових покриттях TiN, (Ti,Al)N, Ti(C,N). // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. Володимира Даля . - Луганськ – 2004 - №7(77) (Частина 2). С. 206 – 210. (Аналіз залишкових напружень, визначення закономірностей формування поверхневого шару, аналіз експериментальних результатів).

25. Антонюк В.С., Сорока О.Б., Калініченко В.І. Аналіз напружено-деформованого стану різального інструменту з покриттями // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»: Серія приладобудування. – 2004. – Вип. 27. – С. 84 – 89. (Запропоновано методику, виконано розрахунки, формулювання висновків).

26. Антонюк В.С., Сорока Е.Б.,.Калиниченко В.И. Остаточные напряжение в вакуум-плазменных покрытиях // Вібрації в техніці та технологіях. – 2004. – № 5(37). – С. 88 – 89. (Розроблено методику, виконано розрахунки і аналіз результатів).

27. Сорока Е.Б., Бовсуновский А.П., Рутковский А.В., Антонюк В.С. Исследование влияния вакуум-плазменных покрытий на логарифмический декремент колебаний титановых сплавов // Вестник двигателестроения. – 2004. – №4. - С.95 - 98.(Розроблено методику, експериментальна частина, розрахунки, узагальнення результатів).

28. Ляшенко Б.А., Антонюк В.С., Сорока Е.Б., Рутковский А.В. О снижении остаточных напряжений в вакуум-плазменных покрытиях дискретной структуры // Сверхтвердые материалы. - Киев: № 2.- 2005.- С. 72 – 75. (Розроблено методику, виконано вимірювання, розрахунки і аналіз результатів).

29. Антонюк В.С., Сорока Е.Б. Обоснование выбора топографии поверхности модифицированой износостойкими покрытиями // Резание и инструмент в технологических системах. – Межд. науч.-техн. сборник. - Харьков: НТУ “ХПИ”, 2005, Вып.68. - С. 20 – 25. (Виконано дослідження, розрахунки, обробку і аналіз отриманих результатів).

30. Усачев П.А., Антонюк В.С. Определение сил резания на задней поверхности режущего инструмента // Резание и инструмент в технологических системах. – Межд. науч.-техн. сборник. - Харьков: НТУ “ХПИ”, 2005, Вып.69. - С. 335 – 338. (Виконано експериментальні дослідження, розрахунки і аналіз отриманих результатів).

31. Антонюк В.С., Ляшенко Б.А., Сорока Е.Б. Выбор параметров покрытий дискретной структуры при модификации поверхности режущего инструмента // Упрочняющие технологии и покрытия - 2005. – № 3. - С. 49 - 50. (Розроблено методику, розрахунки і аналіз результатів).

32. Антонюк В.С., Сорока О.Б., Панівко В.В. Розрахунковий метод визначення параметрів зносостійкого покриття // "Вісник СумДУ", №11 (83)' 2005 С.13-18. (Ідея, постановка задачі, узагальнення експериментальних даних, формулювання висновків).

33. Антонюк В.С. Вплив конструкції покриття на перерозподіл напружень в різальному інструменті з модифікованою поверхнею / Сучасні процеси механічної обробки інструментами з НТМ та якість поверхні деталей машин: Зб. наук. праць (Серія Г “Процеси механічної обробки, верстати та інструменти”) НАН України. ІНМ ім. В.М.Бакуля. – Київ. 2006 – С. 70 - 75.

34. Патент України №750U В27B 33/08 Дисковий різальний інструмент. /З.С.Сирко, А.С.Климанов, В.С.Антонюк,. В.М, Волкогон, А.К. Шелест – Заявлено. 28.02.2000. Опубл. 15.03.2001. - Бюл. № 2. (Ідея, виготовлення та дослідження зразків, формула винаходу).

35. Патент України № 47955А МПК В23Н9/00. Спосіб формування зносостійких покриттів /Антонюк В.С., Возненко В.В., Волкогон В.М., Ляшенко Б.А. - Заявлено 05.12.2001. - Опубл. 15.07.2002. – Бюл. № 7.(Запропоновано спосіб обробки, виконано його апробацію, формула винаходу).

36. Патент України № 51856 МПК G01N3/58 Спосіб визначення оброблюваності матеріалів різанням /Антонюк В.С. - Заявлено 28.04.1986. Опубл. 16.12.2002. – Бюл. № 12.

37. Патент України № 52846 МКВ B23Q15/00 Спосіб оптимізації процесу різання /Антонюк В.С., Вислоух С.П. - Заявлено 26.01.1987. Опубл. 15.01.2003. – Бюл. № 1. (Ідея методу, спосіб реалізації, формула винаходу).

38. Патент України № 56945 МПК G01N3/56 Спосіб визначення адгезійних процесів при різанні. / Антонюк В.С., Волкогон В.М., Аврамчук С.К., Олейник Г.С., Возненко В.В. Заявлено - Заявлено 12.12.2002. Опубл. 15.05.2003. – Бюл. №5. (Ідея методу, апробація, експериментальне підтвердження, формула винаходу).

39. Патент України № 575552 МПК G01N3/56 Спосіб визначення механізму абразивного зносу при різанні. / Антонюк В.С., Волкогон В.М., Олейник Г.С., Аврамчук С.К., Возненко В.В. - Заявлено 12.12.2002. Опубл. 16.06.2003. – Бюл. №6. (Ідея методу, випробування дослідних зразків, узагальнення результатів, формула винаходу).

40. Патент України № 57551 МПК G01N3/56 Спосіб визначення дифузійних процесів між інструментом і оброблюваною заготівкою / Антонюк В.С., Волкогон В.М., Іващенко Ю.Н., Аврамчук С.К., Возненко В.В. Заявлено 12.12.2002. Опубл. 16.06.2003. – Бюл. № 6. (Ідея методу, апробація, виготовлення та дослідження зразків, формула винаходу).

41. Патент України № 68303 МПК С23 С14/32 Спосіб нанесення зносостійких несуцільних покриттів / Рутковський В.А., Антонюк В.С., Волкогон В.М., Ляшенко Б, А., Осипов О.С., Петруша І.А - Заявлено 03.12.2003. Опубл. 15.07.2004. – Бюл. № 7. (Запропоновано спосіб обробки, виконано його апробацію, формула винаходу).

42. Остафьев В.А., Антонюк В.С. Современные методы интенсификации процесса резания материалов - К.: "Знання", – 1988. – 28 с. (Визначення технологічних закономірностей процесу ефективного використання покриттів на різальному інструменті, обробка і аналіз результатів досліджень).

43. Антонюк В.С. Режущие свойства неперетачиваемых твердосплавных пластин с износостойкими покрытиями // Сб. "Перспективные технологии, оснастка и методология подготовки производств ". - К.: Изд-во "Междунар.фин. агенство", 1997. - С. 44 - 49. (Експериментальна апробація, визначення оптимальних умов експлуатації різального інструменту)

44. Антонюк В.С., Дигам М.С. Новое в формировании упрочняющих покрытий фрикционных поверхностей //Сучасне машинобудування. - Київ: № 1.-1999.-С. 105 - 110. (Визначення технологічних закономірностей процесу, обробка і аналіз результатів досліджень).

45. Трапезон А.Г., Мірненко В.І., Антонюк В.С., Вислоух С.П. Дослідження дискретного покриття, технологія їх нанесення і умови експлуатації. .// Сб. Трібофатика Пр.4-го Міжнародного симпозіуму з трибофатіки (ISTF-2002), Тернопіль (Україна) – Тернопіль: Тернопільський технічний університет ім. Івана Пулюя, 2002, том.І, С.498 –503. (Розробка методики досліджень, проведення експлуатаційних випробувань, аналіз отриманих результатів, визначення рекомендацій).

46. Антонюк В.С. Рутковский А.В., Фоменко С.Н. Исследование влияние функциональных покрытий на режущие свойства керамики. // Сб. ”Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов” (Часть II) (Сборник докладов 4-й Межд. конф. «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов»). — Харьков: ННЦ ХФТИ, ИПЦ «Контраст», 2003. — С. 111 – 116. (Проведення експлуатаційних випробувань, розробка методики, аналіз отриманих результатів, визначення рекомендацій).

47. Антонюк В.С., Выслоух С.П., Мирненко В.І., Рутковский А.В. Определение оптимальной структуры дифференциальных покрытий. // Сб. Материалы 4-й межд. научн-техн. конф. 25–27.05.2004 г., г.Ялта – Киев: АТМ Украины, 2004. - с. 20 – 24. (Запропоновано методику, проведення розрахунків, аналіз отриманих результатів, визначення рекомендацій).

48. Райченко А.И., Гринкевич К.Э., Шуригина З.П., Антонюк В.С. Триботехническая оценка износостойких покрытий Сб. ”Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях: Материалы V юбилейной Промышленной конф., 21–25.02.2005 г., п. Славское-Киев: УИЦ «НАУКА. ТЕХНИКА. ТЕХНОЛОГИЯ», 2005. – С. 286 - 288. (Експериментальні дослідження, розрахунки і аналіз результатів досліджень).