GATE Q & A

1.  State the working principle of EBM? When the high velocity beam of electrons strike the workpiece, its kinetic energy is converted into heat. This concentrated heat raises the temperature of work material and vaporizes a small amount of it, resulting in removal of metal from the work piece. 2.  List any two advantages of EBM? a.   Very small holes can be machined in any type of material to high accuracy. b.  It is a quicker process. Harder materials can also be machined at a faster rate than conventional machining. 3.  What are the limitations of EBM? a.   The metal removal rate is very slow. b.  It is not suitable for large work pieces. c.   Cost of equipment is very high d.  A little taper produced on hole. e.   It is applicable only for thin materials. 4.  State the principle of LBM? In laser beam machining process, laser beam is focused on the workpiece by means of lens to give extremely high energy density to melt and vapourise the work material. 5.  Give the examples of solid state laser? a.   Ruby laser. b.  Neodymium doped Yitrium – aluminium – Garnet (YAG) laser. c.   Neodymium – doped glass laser (Nd-glass). 6.  What are basic requirements of laser welding? a.   The focus of the beam should be adjusted to the thickness or the materi al. b.  The wave length of the laser beam must be compatible with the materials being welded. 7.  List any two advantages of LBM? a.   Machining of any materials including non-metal is possible. b.  Micro – sized holes can be machined. c.   Heat affected zone is small around the machined surface. 8.  List the limitations of LBM? a.   High skilled operators are needed. b.  Rate of production is high. c.   Initial investment is high. d.  Life of flash lamp is short. 9.  What are the applications of LBM? a.   It is used for making very small holes, difficult welding of non- conductive and refractory materials, cutting complex profiles in thin and hard materials. b.  It can be used for mass micro – machining production. c.   It can also be used for selective heat treating of materials. 10. State the working principle of PAM? In plasma are machining process, material is removed by directing a high velocity jet of high temperature (11,000˚C to 28,000˚C ) ionized gas on the workpiece. The high temperature plasma jet melts the material of the workpiece. 11. What are the gases used in PAM? The commonly used gases are nitrogen, hydrogen, air, mixture or nitrogen – hydrogen and argon – hydrogen etc., 12. What are the types of plasma arc torches? There are two types of plasma are torches. They are :…

1.  State the principle of chemical machining process? In chemical machining process, material is removed from the workpiece through a controlled etching or chemical attack of the workpiece material. 2.  Name the etchants used in chemical machining process? a.   Caustic Soda b.  Hydrochloric acid c.   Nitric acid d.  Iron carbide. 3.  Name some of the maskants used in CHM? a.   Butyl rubber b.  Neoprene rubber c.   Polymers d.  Polethylene, etc., 4.  Write the principle of ECM process? ECM is based on the principle of Faraday’s laws of Electrolysis and reverse electroplating. In this process, the work piece is connected to positive terminal (anode) and the tool is connected to negative terminal (cathode). When the current is passed, the workpiece  loses  metal  and  the  dissolved  metal  is  carried  out  by  circulating  an electrolyte between the work and tool. 5.  What are the requirements of tool materials in ECM process? a.   It should be conductor of electricity. b.  It should be chemically inert to the electrolyte. c.   It should be easily machinable. 6.  What are the factors to be considered while designing the tool.? a.   Determine the tool shape, so that the desired shape of the job is obtained under existing machining conditions. b.  Design the tool by considering the electrolyte flow, insulation strength and fixing arrangements. 7.  State the function of electrolyte used in ECM process? a.   It carries the current between the tool and the work piece. b.  It cools the cutting zone which becomes hot due to the flow of high current. c.   It removes products of machining from the cutting zone. 8.  What are essential characteristics of an electrolyte used in ECM process? a.   It should be good conductor of electricity. b.  It should have non- corrosive property c.   It should have low viscosity and high specific heat. d.  It should be non-toxicity and chemical stability. 9.  What are materials used for tools in Electro chemical Machining? Most commonly used tool materials are copper, brass, titanium, copper- tungsten and stainless steel when the electrolyte is made of sodium or potassium. The other materials which can be used as tool materials are  aluminum. Graphite, bronze, platinum, tungsten carbide. 10. What are the advantages of ECM? a.   Metal removal rate is high compared to conventional machining process. b.  Wear and tear of the tool is negligible. c.   The machined work surface is free of stresses. d.  No cutting forces are involved in the process. e.   High surface finish of the order 0.2 to 0.8 microns can be obtained. 11. What are the disadvantages of Electro Chemical Machining process? a.   Non- conducting materials cannot be machined. b.  Initial investment is quite high. c.   More space is required. d.  Consumption of power is high. 12. List the applications of ECM process? It is used for a.   Machining complicated profiles b.  Drilling small deep holes. c.   Machining of hard materials and heat resistant materials. d.  Machining of cavities and holes of irregular shapes. 13. What are the limitations of ECM process? a.   Sharp internal corners cannot be obtained. Tool design is very complicated and it requires cut and try method to achieve the final shape. b.  Post machining cleaning is needed to reduce the corrosion of the work piece. 14. List the advantages of Electro Chemical Grinding (ECG) process/…

1.  What is the working principle of Electrical Discharge machining process? In electrical discharge machining process, metal is removed by producing powerful electric spark discharge between the tool (cathode) and the work material (anode). 2.  What are the factors affecting metal removal rate? a.   Metal removal rate increases with forced circulation of dielectric fluid. b.  It increases up to optimum value of work-tool gap, after that it drops suddenly. c.   Metal removal rate is maximum when the pressure is below atmospheric. 3.  What are the basic requirements of tool material of EDM? a.   It should have low erosion rate. b.  It should be electrically conductive c.   It should have good mach inability. d.  Melting point of the tool should be high. 4.  How the tool materials are classified? Tool or electrode can be classified into four groups 1. Metallic electrodes :          Brass Copper tungsten Chromium copper Aluminium tungsten Silver tungsten 2. Non metallic           :          Graphited 3. Combined metallic and non- metallic  :          Copper graphite 4. Metallic coating as Insulators                :          Copper on moulded Plastic and copper on ceramic. 5.  Indicate the range of pulse duration and current in EDM? The current density in the discharge of channel is of the order of 10,000 A/cm 2 . Spark discharge frequencies range from 200-500 KHz pulses per second at voltage level of 30 – 250 V. 6.  Give the wear ratio for brass, copper and copper tungsten? Wear ratio Brass                           1:1 Copper                        2:1 Copper tungsten         8:1 7.  Name the most commonly used spark generating circuits? a.   Resistance – capacitance circuit (R-C) (or) Relaxation circuit b.  R-C-L circuit c.   Rotary pulse generator circuit d.  Controlled pulse generator circuit 8.  What are the draw backs of using relaxation circuit? a.   Though the discharge current in a relaxation circuit reaches a high value, it is of very short duration. b.  The use of high frequencies is limited, since the time for changing the capacitor is high. 9.  What are the advantages of EDM processes? a.   Machining of very thin section is possible. b.  It does not leave any chips or burrs on the workpiece. c.   It is well suited for complicated components. d.  Since there is no cutting forces act on the job, error due to elastic deformation is eliminated. e.   Fine holes can be easily drilled….

1.  State the working principle of Abrasive Jet Machining? In abrasive jet machining process, a high speed stream of abrasive particles mixed with high pressure air or gas are injected through a nozzle on the work piece to be machined. 2.  List any four advantages of AJM process? a.   This process is suitable for cutting all materials. Even diamond can be cut by using diamond as abrasive. b.  Initial investment is low. c.   It can be used to cut intricate hole shapes In hard and brittle materials. d.  There is no heat generation during this process. So, thermal damage to the workpiece is avoided. 3.  What are the applications of AJM process? This process is widely used for a.   Machining of hard and brittle materials like quartz, ceramics, glass, sapphire, etc., b.  Fine drilling and micro welding. c.   Cleaning and polishing of plastics, nylon and Teflon components. d.  Machining of semiconductors. 4.  What are the factors that affect the material removal rate in AJM process? The following factors will affect the material removal rate in AJM process. a.   Mass flow rate b.  Abrasive grain size c.   Gas pressure d.  Velocity of abrasive particles e.   Mixing ratio f.   Nozzle tip clearance. 5.  What is water jet machining process? In water jet machining process, high pressure and high velocity stream of water is used to cut the relatively softer and non- metallic materials like paper board, wood, plastics, rubber, fibre glass, leather etc., 6.  State the working principles of HJM process? In hydrodynamic jet machining process, abrasive particles are added to the high velocity stream of water jet and the material is removed from the workpiece due to the combined effect of abrasion and water impact. 7.  List the unique benefits offered by WJM process? a.   In WJM process, water is used as energy transfer medium. It is cheap, non -toxic and easy to dispose. b.  Low operating cost. c.   The work area remains clean and dust free. d.  Low maintenance cost. 8.  Differentiate abrasive jet machining process and sand blasting process? Abrasive Jet Machining (AJM) is basically meant for metal removal with the use of small abrasive particles, whereas the san blasting process is a surface cleaning process which does not involve any metal cutting. 9.  State the working principle of ultrasonic machining process? In ultrasonic machining process, a slurry of small abrasive particles are forced against the workpiece by means of a vibrating tool and it causes the removal of metal from the workpiece in the form of extremely small chips. 10. What are the types of transducers used in ultrasonic machining processes? There are two types of transducers used in ultrasonic machining processes for the production of ultrasonic waver. They are a.   Magnetostriction transducer b.  Piezoelectric transducer. 11. What is magnetostriction effect? When a rod of ferromagnetic material such as iron or nickel is kept in a magnetic field to  its  length,  the  rod  suffers  a  change  in  its  length.  This  phenomenon is  known  as magnetostrictition effect….

1.  What is meant by Conventional Machining Processes? In conventional machining processes, metal is removed by using some sort of the tools which is harder than the work piece and is subjected to wear. In this process, tool and work piece being in direct contact with each other. 2.  What is meant by Unconventional Machining Processes? The Unconventional machining processes do not employ a conventional or traditional tool for metal removal; instead, they directly utilize some form of energy for metal machining. In this process, there is no direct physical contact between the tool and the work piece. 3.  What is a thermal energy method of unconventional machining machining? In these methods, heat energy is concentrated on a small area of the work piece to melt and vaporize the tiny bits of work material. The required shape is obtained by the continued repetition of this process. Examples: LBM, PAM, EBM, IBM 4.  What is an electro chemical energy method of unconventional machining machining? In these methods, material is removed by ion displacement of the work piece material in contact with a chemical solution. Examples: ECM, ECG, ECH, ECD 5.  What is a chemical energy method of unconventional machining?       The chemical energy methods involve controlled etching of the work piece        material  in contact with a chemical solution. Example: CHM 6.  What is a mechanical energy method of unconventional machining? In mechanical energy methods, the material is removed by mechanical erosion of the work piece material. Examples: USM, AJM, WJM 7.  List the unconventional machining process which uses mechanical energy? 1.  Ultra Sonic Machining (USM) 2.  Abrasive Jet Machining         (AJM) 3.  Water Jet Machining  (WJM) 1. LaserBeamMachining (LBM) 2. PlasmaArcMachining (PAM) 3. ElectronBeamMachining (EBM) 4. IonBeamMachining (IBM) 8.  List the unconventional machining process, which uses thermal or heat energy 9.  List the Unconventional machining process, which uses Electro chemical energy? 1.  Electro Chemical Machining (ECM) 2.  Electro Chemical Grinding    (ECG) 3.  Electro Chemical Honing       (ECH) 4.  Electro Chemical Deburring  (ECD) 10. What are the characteristics of unconventional machining process? 1.  The  Unconventional machining  processes  do  not  empty  a  conventional  or…