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

व्याख्या:

पार्टिंग-ऑफ ऑपरेशन

• पार्टिंग-ऑफ एक मशीनिंग ऑपरेशन है जो एक खराद पर किया जाता है जहाँ एक पतले कर्तन उपकरण, जिसे पार्टिंग टूल के रूप में जाना जाता है, का उपयोग वर्कपीस के एक हिस्से को कर्तन लिए किया जाता है। यह ऑपरेशन आमतौर पर कच्चे माल से तैयार घटकों को अलग करने या वर्कपीस में खांचे या अवकाश बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। पार्टिंग टूल को वर्कपीस के अक्ष के लंबवत प्रभरित किया जाता है, क्योंकि खराद स्पिंडल घूमता है।
• एक पार्टिंग-ऑफ ऑपरेशन में, कर्तन उपकरण को टूल पोस्ट पर लगाया जाता है, और टूल पोस्ट को खराद के क्रॉस-स्लाइड से जोड़ा जाता है। क्रॉस-स्लाइड उपकरण को वर्कपीस के अक्ष के लंबवत दिशा में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। ऑपरेशन के दौरान, ऑपरेटर मैन्युअल रूप से क्रॉस-स्लाइड स्क्रू को घुमाता है ताकि पार्टिंग टूल को वर्कपीस में प्रभरित किया जा सके। यह मैनुअल नियंत्रण परिशुद्धता सुनिश्चित करता है और ऑपरेटर को सामग्री के प्रकार, उपकरण ज्यामिति और कर्तन स्थितियों के आधार पर फ़ीड दर को समायोजित करने की अनुमति देता है।

क्यों विकल्प 2 सही है:

1. क्रॉस-स्लाइड फ़ीड का तंत्र: क्रॉस-स्लाइड स्क्रू एक थ्रेडेड घटक है जो खराद के क्रॉस-स्लाइड से जुड़ा होता है। जब ऑपरेटर स्क्रू को घुमाता है, तो क्रॉस-स्लाइड अपने डॉवेटेल तरीकों के साथ चलता है, उपकरण को वर्कपीस के करीब या दूर ले जाता है। यह गति सटीक रूप से नियंत्रित होती है, जो पार्टिंग-ऑफ जैसे नाजुक कार्यों के लिए आवश्यक है।

2. लंबवत फ़ीड: पार्टिंग-ऑफ के लिए उपकरण को वर्कपीस के अक्ष के लंबवत स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है ताकि एक साफ अलगाव प्राप्त हो सके। क्रॉस-स्लाइड स्क्रू इस लंबवत फ़ीड की सुविधा प्रदान करता है, जिससे यह ऑपरेशन के लिए सबसे उपयुक्त विकल्प बन जाता है।

3. मैनुअल नियंत्रण: स्वचालित फ़ीड के विपरीत, मैनुअल नियंत्रण ऑपरेटर को कर्तन दौरान सामना किए जाने वाले प्रतिरोध को महसूस करने की अनुमति देता है। यह स्पर्श प्रतिक्रिया ऑपरेटर को अत्यधिक उपकरण दबाव से बचने में मदद करती है, जिससे उपकरण टूट सकता है या वर्कपीस का विरूपण हो सकता है।

4. व्यावहारिक अनुप्रयोग: अधिकांश खराद संचालन में, विशेष रूप से छोटी कार्यशालाओं में या कस्टम कार्यों के लिए, पार्टिंग-ऑफ के लिए क्रॉस-स्लाइड का मैनुअल नियंत्रण पसंद किया जाता है। यह सामग्री गुणों और उपकरण घिसाव में बदलाव को समायोजित करने के लिए लचीलापन प्रदान करता है।

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:

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

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

स्पष्टीकरण:

\({\rm{Shear\;stress\;}}\left( \tau \right) = \frac{{{F_s}}}{{b{t_1}}}\sin \phi \)

[जहाँ  Fs =अपरुपण बल]

\( ⇒ {F_s} = \frac{{{F_c}\cos \left( {\phi + \beta - \alpha } \right)}}{{\cos \left( {\beta - \alpha } \right)}}\)

[मर्चेंट के वृत्त आरेख से]

\(\therefore \tau = \frac{{{F_c}\sin \phi \cos \left( {\phi + \beta - \alpha } \right)}}{{b{t_1}\cos \left( {\beta - \alpha } \right)}}\)

अब,

\(\frac{{{F_c}}}{{b{t_1}}} = {\rm{\;specific\;cutting\;energy\;}}\left( {\rm{U}} \right)\)

\(\therefore \tau = \frac{{U\sin \phi \cos \left( {\phi + \beta - \alpha } \right)}}{{\cos \left( {\beta - \alpha } \right)}}\)

⇒ \(U = \frac{{\tau\cos \left( {\beta - \alpha } \right)}}{{sin \phi \cos \left( {\phi + \beta - \alpha } \right)}}\)

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:

• उपरोक्त आरेख को "मर्चेंट वृत्त आरेख" कहा जाता है, जो लाम्बिक कर्तन के तहत सतत चिप निर्माण में विभिन्न बल घटकों के अंतर-संबंध को दर्शाता है।
• शब्द (Fs) "अपरूपण बल" को दर्शाता है जो मुख्य रूप से अपरूपण द्वारा मूल भाग से चिप को अलग करने के लिए जिम्मेदार होता है और इसका उपयोग कार्य सामग्री की पराभव सामर्थ्य को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यह अपरूपण बल, अपरूपण कोण (ϕ) के अनुदिश कार्य करता है।
• प्रभरण बल, F = FCsin α + FTcos α 
• सामान्य बल, N = FCcos α - FTsin α 
• जहाँ, Fc = कर्तन बल, α = रेक कोण

मर्चेंट वृत्त से:

• यह देखा जा सकता है कि जब रेक कोण 0o होता है, घर्षण बल, प्रणोद बल के समानांतर हो जाता है और सामान्य बल कर्तन बल के समानांतर हो जाता है।
• इसलिए घर्षण बल, सामान्य बल, प्रणोद बल और कर्तन बल मर्चेंट वृत्त में अंर्निहित एक आयत बनाते हैं।
• इसलिए, रेक कोण = 0o पर, घर्षण बल = प्रणोद बल और सामान्य बल = कर्तन बल
• गणितीय रूप से भी, जब आप α = 0o रखते हैं, तो आपको N = Fc और FT = F प्राप्त होगा।

गणना​:

दिया गया है:

Fc = 1500 N  Ft = 1170 N, α = 0°

α = 0o, तो आपको N = Fc प्राप्त होगा।

N = 1500 N

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। 

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।

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 

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:

भ्रमिकर्तन उपकरण की कर्तन गति निम्न द्वारा दी जाती है

\(V = π DN\)

जहाँ V = मीटर/मिनट में कर्तक की गति, D = मीटर में कर्तक का व्यास, N = rpm

गणना:

दिया गया है:

V = 16.5 मीटर/मिनट, N = 250 rpm, \(π = \frac{22}{7}\)

\(16.5 = \frac{22\times D\times 250}{7}\)

\(D=\frac{16.5\times 7}{22\times250 }\)

D = 0.021 m

D = 21 mm.

कर्तक का व्यास 21 mm होगा।

अवधारणा :

चिप मोटाई अनुपात / कर्तन अनुपात (r):

यह कट (t 1) से पहले चिप की मोटाई और कट के बाद चिप की मोटाई (t2) का अनुपात है।

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

कट के बाद चिप की मोटाई (t₂) हमेशा कट (t₁) से पहले चिप की मोटाई से अधिक होती है ∴  r हमेशा < 1 होता है , यानी बिना काटे चिप की मोटाई का मान चिप की मोटाई के मान से कम होता है।

निर्वहन को स्थिर मानते हुए:

t1b1V = t2b2Vc

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

जैसे t 2 > t 1 , ∴ V > V c अर्थात कर्तन वेग चिप वेग से अधिक होता है।

[नोट: एक लम्बकोणीय धातु में कट की गहराई = बिना काटे चिप की मोटाई]

गणना:

दिया गया है:

Vc = 2 m/s, कट की गहराई = t₁ = 0.5 mm, t₂ = 0.75 mm.

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

\(\frac{0.5}{0.75}=\frac{V_c}{2}\)

∴ Vc = 1.33 m/s

अवधारणा:

चिप न्यूनीकरण गुणांक इस प्रकार दिया गया है,

\(\xi = \frac{t_c}{f}\)

चिप की मोटाई (\(t_c\)) 0.32 mm है, और संभरण ( \(f\) ) 0.2 mm/rev है।

गणना:

दिया गया है:

चिप की मोटाई, \(t_c = 0.32 \text{ mm}\)

संभरण, \(f = 0.2 \text{ mm/rev}\)

चिप न्यूनीकरण गुणांक है,

\(\xi = \frac{0.32 \text{ mm}}{0.2 \text{ mm/rev}}\)

विभाजन करें,

\(\xi = \frac{0.32}{0.2} = 1.6\)

चिप न्यूनीकरण गुणांक (\(\xi\)) 1.6 है।

व्याख्या:

• मशीनिंग के दौरान, चिप प्रवाह की दिशा और कर्तन के अभिविन्यास के आधार पर, मशीनिंग प्रचालन मोटे तौर पर दो प्रकारों में विभाजित है।
• वे इस प्रकार हैं: