Metal Cutting Processes MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Metal Cutting Processes - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संकल्पना:

लम्बकोणीय काटने में अपरूपण तल कोण \( \phi \) की गणना निम्न द्वारा की जाती है:

\( \tan \phi = \frac{r \cos \alpha}{1 - r \sin \alpha} \)

दिया गया है:

चिप मोटाई अनुपात \( r = 0.4 \), रेक कोण \( \alpha = 20^\circ \)

\( \cos(20^\circ) = 0.94 \), \( \sin(20^\circ) = 0.34 \)

गणना:

\( \tan \phi = \frac{0.4 \cdot 0.94}{1 - 0.4 \cdot 0.34} = \frac{0.376}{0.864} \approx 0.435 \)

\( \phi = \tan^{-1}(0.435) \)

व्याख्या:

पार्श्व कर्तन कोर (साइड कटिंग एज) कोण

इस कोण को बढ़ाने के निम्नलिखित लाभ हैं,

• यह कर्तन की समान गहराई के लिए औजार की आयु को बढ़ाता है; कर्तन बल एक व्यापक पृष्ठ पर वितरित किया जाता है।
• यह प्रभरण की समान मात्रा के लिए चिप की मोटाई को कम करता है और अधिक कर्तन चाल की अनुमति देता है।
• यह व्यापक कर्तन कोर होने के लिए जल्दी से ऊष्मा विसरित कर देता है।
  • औजार के पार्श्व कर्तन कोर कोण का कर्तन और प्रभरण की दी गई गहराई के लिए कर्तन बल या बिजली की खपत के मान पर व्यावहारिक रूप से कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
  • बड़े पार्श्व कर्तन कोर कोण हल्के ढंग से औजार की ध्वनि का कारण बनते हैं।

व्याख्या:

एकल बिंदु कर्तन उपकरण 

फलक: फलक उस उपकरण की सतह है जिस पर वर्क-पीस से अलग होने पर चिपक जाती है

पार्श्व कर्तन छोर कोण  

• पक्ष कर्तन छोर और उपकरण शैंक के बीच के कोण को पक्ष कर्तन छोर कोण कहा जाता है।
• इसे लेड कोण या मुख्य कर्तन कोण भी कहा जाता है।

अंतिम कर्तन शीर्ष कोण:

• अंतिम कर्तन छोर और उपकरण के शैंक के लंबवत रेखा के बीच के कोण को अंतिम कर्तन शीर्ष कोण कहा जाता है।

पार्श्व उच्चावच कोण:

• छोर उच्चावच कोण कर्तन छोर किनारा और छोर पार्श्वभाग के समकोण पर मापित उपकरण के आधार के लंबवत रेखा के ठीक नीचे छोर पार्श्वभाग के भाग के बीच का कोण होता है। 
• यह वह कोण है जो वस्तु पर घर्षण के बिना उपकरण को काटने की अनुमति प्रदान करता है। 

अंतिम उच्चावच कोण: 

• अंत उच्चावच कोण, अंतिम कर्तन शीर्ष के ठीक नीचे अंत फ्लैंक के हिस्से के बीच का कोण है और उपकरण के आधार के लंबवत रेखा को, अंत फ्लैंक से समकोण पर मापा जाता है।
• यह वह कोण है जो उपकरण को वर्कपीस पर रगड़े बिना कर्तन की अनुमति देता है।

बैक रेक कोण:

• उपकरण के फलक और उपकरण के आधार के समानांतर एक रेखा के बीच के कोण को भुजा कर्तन शीर्ष के माध्यम से एक लंबवत तल में मापा जाता है जिसे बैक रेक कोण कहा जाता है। तो, सही उत्तर विकल्प 2 है।
• यह वह कोण है जो नोक से पीछे की ओर उपकरण के चेहरे के ढलान को मापता है।
• यदि ढाल नाक की ओर नीचे की ओर है, तो यह ऋणात्मक बैक रेक कोण है। और अगर ढाल नाक से नीचे है, तो यह एक धनात्मक बैक रेक कोण है। यदि कोई ढाल नहीं है, तो बैक रेक कोण शून्य है।

पार्श्व रेक कोण:

• उपकरण के फलक और उपकरण के आधार के समानांतर एक रेखा के बीच के कोण को आधार और भुजा कर्तन शीर्ष के लंबवत समतल में मापा जाता है, साइड रेक कोण कहलाता है।
• यह वह कोण है जो कर्तन किनारे से उपकरण फलक के ढाल को मापता है। यदि ढाल कर्तन शीर्ष की ओर है, तो यह एक ऋणात्मक साइड रेक कोण है।
• यदि ढाल काटने के किनारे से दूर है, तो यह एक धनात्मक पार्श्व रेक कोण है।

Important Points

• लम्ब तल - यह टूल के मुख्य कर्तन शीर्ष के लिए लंबवत एक समतल है।
• लंब कोणीय तल - यह एक तल है जो जडत्वीय तल के लंबवत है और कर्तन समतल के लम्बवत भी है।
• मशीन अनुदैघर्य तल - यह जडत्वीय समतल के लंबवत और अनुदैघर्य फीड की दिशा में एक प्लेन है।
• मशीन अनुप्रस्थ तल - यह संदर्भ तल के लंबवत और अनुप्रस्थ फ़ीड की दिशा में एक समतल है।

स्पष्टीकरण:

• शक्तिमापी(डायनेमोमीटर) वे उपकरण हैं जिनका उपयोग मशीनिंग कार्यों में कर्तन बलों के मापन के लिए किया जाता है।
• कर्तन बलों का सीधे पता नहीं लगाया जा सकता है या इसकी मात्रा निर्धारित नहीं की जा सकती है लेकिन ट्रांसड्यूसर का उपयोग करके इसके प्रभाव को महसूस किया जा सकता है।
• उदाहरण के लिए, एक बल जिसे न तो देखा जा सकता है और न ही पकड़ा जा सकता है, लेकिन इसके प्रभाव और उन प्रभावों की मात्रा (कुछ सामग्री पर) जैसे प्रत्यास्थ विक्षेपण, विरूपण, दाब, विकृति, आदि द्वारा क्रमशः पता लगाया और परिमाणित किया जा सकता है।
• इन प्रभावों, जिन्हें सिग्नल कहा जाता है, को आसान, सटीक और विश्वसनीय पहचान और मापन के लिए अक्सर उचित कंडीशनिंग की आवश्यकता होती है।

व्याख्या:

असंतत चिप

• भंगुर कार्य पदार्थ
• निम्न कर्तन चाल
• अधिक प्रभरण और कर्तन की गहराई
• छोटा नति कोण
• उच्च औजार-चिप घर्षण

सतत चिप (BUE के बिना)

• तन्य कार्य पदार्थ
• उच्च कर्तन चाल
• कम प्रभरण और गहराई
• तेज़ कर्तन कोर
• बड़ा नति कोण
• निम्न औजार-चिप घर्षण

सतत चिप (BUE के साथ)

• तन्य पदार्थ 
• निम्न-से-मध्यम कर्तन चाल
• अधिक प्रभरण
• छोटा नति कोण
• औजार-चिप घर्षण के कारण चिप के भाग नति फलक से चिपक जाते हैं
• निर्मित कोर (BUE) बनता है, फिर चक्रीय रूप से टूट जाता है

संकल्पना:

मशीनिंग के लिए समय \(= \frac{L}{{f\times N}}\)

जहाँ L वस्तु की लम्बाई (mm) है, f संभरण (mm/rev) है, N वस्तु की गति (rpm) है। 

गणना:

दिया गया है:

f = 3 mm/rev, N = 600 rpm, L = 300 mm

मशीनिंग के लिए समय \(= \frac{L}{{f.N}} = \frac{ 300}{3×600} \) = 0.1666 मिनट = 0.1666 × 60 = 10 सेकेंड 

बेलनाकार सतह को घुमाने के लिए कुल मशीनिंग समय 10 सेकेंड है। 

वर्णन:

संकल्पना:

हम जानते हैं कि,

\(r = \frac{t}{{{t_c}}} = \frac{{{V_c}}}{V}\)

r = चिप मोटाई अनुपात, t = कर्तन से पहले चिप की मोटाई/(अविच्छेदित चिप की मोटाई) (mm), t_c = कर्तन के बाद चिप की मोटाई (mm), V = कर्तन गति (m/s), V_c = cचिप का वेग (m/s)

गणना:

दिया गया है:

V = 2 m/s,  की गहराई = 0.5 mm

आयतीय कर्तन में,

t = f(फीड) 

और b(चौड़ाई) = d(कट की गहराई)

लेकिन प्रश्न में, अनकट चिप की मोटाई और फीड के बारे में कुछ भी उल्लेख नहीं किया गया है, इसलिए हमने कट की गहराई के बराबर अनकट चिप की मोटाई ली है। (UPPSC AE का आधिकारिक प्रश्न)

t_c = 0.6 mm

\(\frac{t}{{{t_c}}} = \frac{{{V_c}}}{V}\)

\(\frac{{0.5}}{{0.6}} = \frac{{{V_c}}}{2} \Rightarrow {V_c} = 1.66\;m/s\)

वर्णन:

चिप मोटाई अनुपात/कर्तन अनुपात (r):

यह विच्छेद से पहले चिप की मोटाई (t₁) और विच्छेद के बार चिप की मोटाई (t₂) का अनुपात होता है। 

\(r=\frac{Chip\;thickness\;before\;cut\;(t_1)}{Chip\;thickness\;after\;cut\;(t_2)}\Rightarrow \frac{uncut\;chip\;thickness}{chip\;thickness}\)

विच्छेद के बार चिप की मोटाई (t₂) सदैव विच्छेद से पहले चिप की मोटाई (t₁) की तुलना में अधिक होती है, ∴ r सदैव < 1 होता है अर्थात् अविच्छेदित चिप की मोटाई का मान चिप की मोटाई के मान की तुलना में कम होता है। 

आयतन को स्थिरांक मानने पर:

t₁b₁L₁ = t₂b₂L₂

\(\frac{t_1}{t_2}=\frac{L_2}{L_1}\;\;\;\;(\because b_1=b_2)\)

चूँकि t₂ > t₁है, इसलिए ∴ L₂ < L₁ है अर्थात् विच्छेद के बाद चिप की लम्बाई विच्छेद से पहले चिप की लम्बाई की तुलना में कम होती है। 

निर्वहन को स्थिरांक मानने पर:

t₁b₁V = t₂b₂V_c

\(\frac{t_1}{t_2}=\frac{V_c}{V}\;\;\;\;(\because b_1=b_2)\)

चूँकि t₂ > t₁ है, इसलिए ∴ V > V_c है अर्थात् कर्तन वेग चिप वेग की तुलना में अधिक होता है। 

वर्णन:

आयतीय कर्तन में,

(i) घर्षण कोण में कमी कर्तन बल को कम करता है। 

(ii) घर्षण कोण में कमी चिप की मोटाई को कम करता है। 

मर्चेंट सिद्धांत के अनुसार,

\(ϕ = \frac{{\rm{\pi }}}{4} + \frac{{\rm{α }}}{2} - \frac{{\rm{β }}}{2}\) जहाँ, ϕ = अपरूपण कोण, α = रेक कोण, β = घर्षण कोण

चूँकि β कम होता है, तो ϕ बढ़ता है, क्योंकि α स्थिरांक है।

• यदि अन्य सभी कारक समान रहते हैं, तो एक उच्च अपरूपण कोण के परिणामस्वरूप एक छोटा अपरूपण तल क्षेत्र होता है। चूंकि अपरूपण शक्ति इस क्षेत्र में लागू होती है, इसलिए अपरूपण तल क्षेत्र कम होने पर चिप बनाने के लिए आवश्यक अपरूपण बल कम हो जाएगा।

अब \(\frac{t}{{{t_c}}} = \frac{{sinϕ }}{{\cos \left( {ϕ - α } \right)}}\)

\({t_c} = \frac{{\cos \left( {ϕ - α } \right)}}{{sinϕ }} \times t\)

• चूँकि ϕ बढ़ता है, तो cos (ϕ -α) कम होगा और Sinϕ बढ़ेगा। यह चिप की मोटाई को कम करेगा। 
• अतः उपरोक्त विकल्पों Q और S से, दोनों सही हैं।

Concept:

Cutting speed is given by

V = πDN

Where V = cutting speed, D = diameter, N = speed in RPM

Calculation:

Given:

V = 20 m/min , D = 40 mm = 0.04 m

V = πDN

20 = π × 0.04 × N

N = 160 rpm

अवधारणा:

कर्तन गति निम्न द्वारा दी जाती है

V = πDN

जहां V = कर्तन गति, D = व्यास, N = RPM में गति

गणना:

दिया हुआ:

N = 400 rpm, D = 12.5 mm = 0.0125 m

V = πDN

V = π × 0.0125 × 400

V = 15.7 m/min 

स्पष्टीकरण:

मशीनिंग में कर्तन तरल पदार्थ के अनुप्रयोग  के उद्देश्य:

• कर्तन तरल पदार्थ के अनुप्रयोग का मुख्य उद्देश्य कर्तन बलों और तापमान में कमी, सतह की पूर्णता में सुधार और उपकरण जीवन को बढ़ाने के माध्यम से मशीनीकरण में सुधार करना है।
• जॉब और उपकरण पर कर्तन तापमान के हानिकारक प्रभावों को कम करने के लिए जॉब और उपकरण को ठंडा करना।
• चिप-उपकरण अंतरापृष्ठ में स्नेहन और उपकरण कर्तन बलों और घर्षण को कम करने के लिए फ्लैंक उपकरण का उपयोग करते हैं और इस प्रकार ऊष्मा उत्पन्न की मात्रा।
• चिप कण और मलबे को धोने से मशीनिंग क्षेत्र की सफाई करना।
• उच्च दबाव और तापमान के तहत एक ठोस स्नेहन परत बनाने के लिए कुछ चरम दबाव योजक (EPA) को सावधानी से खनिज तेल या घुलनशील तेल में उचित मात्रा में जोड़ा जाता है। 

 Additional Information

कर्तन तरल पदार्थ का चयन:

वर्णन:

• चिप निकासी तीन तरीकों में किया जा सकता है:
  1. एकल बिंदु वाला कर्तन (उदाहरण - छीलन, आकृतिकार)
  2. बहु-बिंदु वाला कर्तन (उदाहरण - मिलिंग)
  3. अपघर्षक मशीनिंग (उदाहरण - पिसाई)
• एकल बिंदु वाले कर्तन उपकरणों में केवल एक कर्तन किनारा होता है, जैसे खराद और आकृतिकार में उपयोग किया जाने वाला कर्तन उपकरण।
• बहु-बिंदु वाले कर्तन उपकरणों में एक से अधिक कर्तन किनारे होते हैं, जैसे मिलिंग कटर, घुमाव ड्रिल।
• अपघर्षक मशीनिंग में अपघर्षक कण कर्तन किनारे के रूप में कार्य करते हैं।

एकल बिंदु वाले उपकरण उपकरण की शब्दावली:

बहु-बिंदु वाला कर्तन उपकरण (घुमाव ड्रिल):

• फ्लूट आसान चिप निष्कासन में सहायता करते हैं और तेल को पंप किया जाता है जो फ्लूट के ऊपर प्रवाहित होते हैं।
• कुण्डल:
  • ड्रिल के लिए परिवर्तनीय रेक कोण प्रदान करना।
  • आसान चिप प्रवाह में सहायता करता है।
  • अधिकतम रेक कोण = कुंडलित कोण (बाहरी परिधि पर)

संकल्पना:

कर्तन अनुपात की गणना निम्नलिखित संबंध द्वारा की गयी है, 

\(r = \frac{t}{{{t_c}}} = \frac{{uncut\;chip\;thickness}}{{chip\;thickness\;after\;cut}}\)

गणना:

दिया गया है:

t = 0.5 mm, t_c = 0.2 mm

\(r = \frac{t}{{{t_c}}} =\frac{0.5}{0.2}=2.5 \)

कर्तन अनुपात 2.5 है।