Kalisfera

[Torniosubito]

Che bello!! Già il modello é una piccola opera di ingegneria maccanica.
Se non ho capito male però é costruito per riprodurre solo questo modello e per renderlo universale avreste dovuto, come dicevi, costruirne uno con la testa regolabile....o sbaglio?

Si, tutta l'attrezzatura che vedrai servirà per costruire librerie identiche, spaziate allo stesso modo.
Rendere l'attrezzatura universale sarebbe comunque un bel problema, considera che il Tyco realizzato da Massironi ha un diametro di 220 cm e una profondità di 40 in centro ma ne ho visti in rete anche di più grandi.
In linea di principio, se stiamo sotto i 150 cm di diametro e i 30 cm di profondità, basterebbe cambiare i supporti e l'asse di rotazione del braccio mobile (raggio max comunque inferiore a 1087.5 mm), per rendere l'attrezzatura comunque utilizzabile.
Sopra i 150 cm di diametro non sarebbe più adatta.
Poi naturalmente se hai un cnc le cose si semplificano molto ma la sfida era realizzare tutto con ciò che era disponibile in casa, compresa la fresa elicoidale da montare sulla piccola fresatrice di Rolando.

É si bella sfida!! Con la cnc non avrebbe avuto lo stesso gusto.

[Edo]

In questa fase si vede la costruzione della base per il braccio mobile, che è in due elementi di MDF da 18 mm, incollati di testa e uniti fra loro a formare una T.
Sull'elemento longitudinale vi è montato il perno che costituisce l'asse di rotazione del braccio mobile, mentre su quello trasversale i due listelli di battuta in MDF da 6 mm, a sx e a dx dell'asse, per il posizionamento dei ripiani durante la lavorazione.
Qui il disegno esplicativo della base con tutte le quote per la costruzione:



Qui la fase di incollaggio dei due elementi:



La base appoggiata sul banco e bloccata in posizione di lavoro mediante i 4 cani metallici indicati dalle frecce rosse:



Disegno esplicativo che mostra come la posizione dell'asse di rotazione del braccio mobile corrisponda graficamente al centro della sfera, di raggio 1087.5 mm, che contiene il profilo esterno del Kalisfera:



I due listelli di battuta montati in posizione sulla base:

[Edo]

In corrispondenza dei due listelli di battuta tracciamo l'asse di una serie di 5 + 5 fori nei quali installeremo degli inserti filettati metallici, ricavati per tornitura da una barra esagonale:
Con un blocchetto di legno, precedentemente forato e dotato di una boccola metallica guida punta, eseguiamo i fori:





Da sotto inseriamo gli inserti e li incolliamo con l'epossidica rapida:





Gli inserti serviranno per il bloccaggio dei riscontri in plastica scura, ciascuno studiato per il posizionamento dei 3 ripiani tipo del Kalisfera durante la lavorazione, aventi ciascuno larghezze diverse.
La battuta esterna dei riscontri, contro la quale andranno poi appoggiati i ripiani/montanti durante la lavorazione corrisponde al piano secante la sfera distante 767.5 mm dal centro, come mostrato nel disegno esplicativo del post precedente:

[Edo]

Qui si vede la base del braccio mobile, con i riscontri laterali in posizione e il compasso che ho realizzato per la tracciatura dei profili esterni degli elementi del Kalisfera:



Dettaglio del sistema di tracciatura, costituito da 3 viti da legno inserite in un pezzo di plastica trasparente all'estremità del compasso, in corrispondenza dei diversi raggi di curvatura dei ripiani.
R3 = 923.06 mm / R2 = 1008.47 mm / R1 = 1074.29 mm:

[Edo]

In questa fase eseguo alcuni aggiustamenti sulla base del braccio mobile, per rendere più agevole il passaggio della fresa all'ingresso ed all'uscita del pezzo in lavorazione:



Dettaglio della zona di ingresso/uscita della fresa sui tre diversi ripiani del Kalisfera in lavorazione.
Notare come la fresa passi vicinissima al dente dei due riscontri laterali.
I due denti sono posizionati simmetricamente rispetto all'asse della base e si trovano ad una distanza reciproca corrispondente alla larghezza dei ripiani, ovvero rispettivamente 1465.47 mm; 1271.37 mm e 984.16 mm:

[Edo]

Messi a punto il braccio mobile e la base a T, procediamo con la tracciatura delle 3 dime dei ripiani/montanti del Kalisfera.
Voglio precisare innanzitutto che avrei potuto omettere la costruzione delle 3 dime, tracciando con il compasso il profilo dei ripiani direttamente sul pezzo da lavorare ma siccome non volevo farmi mancare nulla, ho deciso di realizzarle in previsione di eventuali repliche del Kalisfera.
Come già spiegato all'inizio i ripiani/montanti tipo sono 3, per cui dobbiamo costruire altrettante dime, in MDF da 6 mm.
Si procede prima alla squadratura e al taglio a misura in larghezza dei 3 pezzi di MDF, poi posizionati contro i riscontri laterali della base e tracciati sul profilo esterno con il compasso.
Qui la tracciatura della sagoma più grande, quella relativa ai 4 elementi centrali del Kalisfera:



Sulla sega a nastro si procede poi al taglio di sgrossatura, lasciando 2-3 mm di materiale lungo il profilo:

[Edo]

Tagliate le tre dime alla nastro, ora dovremo montarle sulla base e rifinirne il profilo curvo utilizzando il braccio mobile, con la fresatrice installata in verticale.
Qui si vede la dima più grande in posizione D1, già fissata sulla base con 3 piccole viti, per impedirne lo spostamento durante la fresatura:



Qui un dettaglio del posizionamento in altezza della fresa, circa 2 mm più in basso rispetto al piano della base del braccio mobile.
Si tratta di una fresa in metallo duro a taglienti elicoidali positivi, 8 x 32 x 72 mm, che scaricano verso l'alto i trucioli, aspirati poi attraverso il convogliatore in plastica trasparente che si vede in foto:





Accesa la fresatrice si fa avanzare il braccio mobile da sinistra verso destra:



Poi, dopo aver controllato sul pezzo l'altezza del segmento circolare, si procede ad una seconda passata, fino ad ottenere l'altezza giusta a disegno.
Per la variazione del raggio si agisce sul sistema di regolazione, come mostrato alla fine del post #12:

[Edo]

Ora passiamo alla lavorazione dei ripiani del Kalisfera, che sono in MDF da 18 mm. Per ogni pezzo si procede prima alla squadratura e al taglio a misura in larghezza e poi al taglio di sgrossatura con la sega a nastro, come mostrato in precedenza per le dime.
Il pezzo così ottenuto si posiziona sui riscontri della base e lo si blocca con 3 viti.
La lavorazione si esegue in varie passate a profondità crescente, (anche per via del maggior spessore del ripiano), sempre controllando, fra una passata e l'altra, l'altezza del segmento circolare e regolando di conseguenza micrometricamente il raggio, come già mostrato in precedenza per le dime.

Qui la lavorazione del ripiano maggiore, con il supporto inclinato di 8.94°:



Qui il ripiano mediano, con il supporto inclinato di 21.98°:



Qui il ripiano minore, con il supporto inclinato di 31.92°:



Qui il filmato della lavorazione del ripiano minore:

[youtube]gm6TlHkl_Dc[/youtube]

Dettaglio di un profilo, dopo una prima passata di lavorazione.
Notare il testimonio di un errore di posizionamento di una vite per il bloccaggio del pezzo:



Dettaglio di un profilo, dopo l'ultima passata di lavorazione:



Dettaglio di un convogliatore di aspirazione, rivelatosi all'atto pratico efficientissimo nel rimuovere la polvere:



Il risultato di un controllo sull'inclinazione ottenuta a fine lavorazione, su un ripiano maggiore, mostra un errore di soli 0.06° rispetto all'angolo teorico di 98.94°:



Alcuni ripiani dopo la lavorazione:

[Snickare]

Tanto lavoro di preparazione Edo.. È bello seguire tutte le fasi e molto istruttivo..

[Edo]

Tanto lavoro di preparazione Edo.. È bello seguire tutte le fasi e molto istruttivo..

Grazie Mauro.
In questo progetto il lavoro per la costruzione dell'attrezzatura credo rappresenti più dei 2/3 delle ore complessivamente impiegate, che sono tantissime, considerando anche quelle per la progettazione...

[Edo]

Considerando che i 12 ripiani (4 per tipo) andranno assemblati fra loro solamente mediante semplici unioni a mezzo legno e che eventuali errori di lavorazione comporterebbero nel migliore dei casi qualche problema di assemblaggio, considerato inoltre che si vorrebbe anche dare all'insieme una certa solidità, senza per questo renderne difficoltoso il montaggio, sarà necessario rispettare il più possibile la posizione e la geometria degli assi delle slot sui vari ripiani.
Per tali motivi tracciamo sulla dima maggiore, quella che contiene gli assi anche degli altri ripiani più piccoli, con la massima accuratezza possibile gli assi delle 6 slot:



Per evitare errori di tracciatura fra un ripiano e l'altro, sovrapponiamo gli elementi a pile di 4 alla volta, con sopra la dima appena tracciata, dalla quale copieremo con una squadra, gli assi sugli altri elementi impilati, minimizzando così gli errori:





NOTA IMPORTANTE!
Con riferimento alla mezzeria trasversale del ripiano (quella che si vede in corrispondenza della squadra rossa), la tracciatura degli assi dovrà essere fatta segnando quelli sulla metà sinistra del ripiano sulla faccia superiore, mentre quelli sulla metà destra saranno segnati sulla faccia opposta. Questo perchè durante alcune successive lavorazioni delle slot, il ripiano andrà ribaltato alternativamente e i segni della tracciatura dovranno essere sempre visibili da sopra.

[Edo]

Alcuni dettagli della costruzione della squadra che useremo per la tracciatura dei bordi delle slot, su tutti i ripiani:
Qui una fase di montaggio, con una squadra di precisione come riferimento per ottenere l'angolo di 90°:



Bloccate le viti sulla sinistra, interponiamo uno spessore che garantisca il parallelismo fra i due elementi in squadra, mentre serreremo le viti sul lato opposto.
Poi incolliamo di testa un piccolo ponticello, che tenga uniti i due elementi:



Ora incolliamo da sotto la squadra una striscia di plastica trasparente, con il segno di riferimento centrato sulla mezzeria della squadra:



Facendo collimare il segno di riferimento della squadra con quello dell'asse della slot tracciato sul ripiano, possiamo tracciare con precisione anche i bordi:



Esempio di tracciatura su un ripiano mediano:

[beppecv]

Grande lavoro e grande preparazione prima, non posso che complimentarmi che con entrambi, avete fatto davvero una cosa sensazionale.
beppe

[Edo]

Grande lavoro e grande preparazione prima, non posso che complimentarmi che con entrambi, avete fatto davvero una cosa sensazionale.
beppe

Grazie Beppe!

[Edo]

Come vedete le slot sono posizionate alternativamente, fra i ripiani orizzontali e quelli verticali, secondo questo disegno, che mostra in alto quelli verticali e in basso quelli orizzontali:



Per l'asportazione del materiale all'interno delle slot ho ipotizzato inizialmente un solo passaggio con la fresatrice verticale, munita della stessa fresa a taglienti elicoidali utilizzata per la lavorazione del profilo esterno e dell'anello a copiare dentro una sagoma.
Tuttavia, temendo delle difficoltà di lavorazione e soprattutto il rischio di rotture sugli spigoli, che avrebbero potuto pregiudicare tutto il lavoro eseguito in precedenza, ho deciso di procedere in due step, asportando prima del materiale con la sega circolare e la nastro, lasciando alla fresatrice soltanto il lavoro meno gravoso di finitura.
Sul disegno soprastante si vede inoltre come sul ripiano maggiore la distanza delle slot superi la capacità di lavorazione in larghezza della mia sega a nastro (564 mm contro 520 mm), per cui risulterà giocoforza svuotare le slot centrali sulla sega circolare:

Qui la lavorazione su uno dei ripiani orizzontali:



Qui la lavorazione simmetrica, su uno dei ripiani verticali:



Dettagli della lavorazione, eseguita con il disco tutto alzato per massimizzare l'asportazione di materiale in fondo alla slot:





Disegno esplicativo della sezione trasversale ottenibile con il disco da 250 mm tutto alzato: