模型飞机制造工艺(30)

模型飞机制造工艺(30)

作者：陈康生

来源：《航空模型》2011年第02期

八、模型飞机的螺旋桨（3）

（四）木制螺旋桨的制作工艺

木质螺旋桨的制作方法有：纯手工制作、电动工具辅助加工、靠模铣和靠模锯、木工数控雕刻机加工。

尽管木质和塑料商品螺旋桨的规格和种类十分齐全，但当有下述特殊需求时爱好者仍需亲手制作：

（1）为提高螺旋桨效率和竞赛成绩；

（2）商品螺旋桨中没有的种类，如一些橡筋动力螺旋桨、室内模型螺旋桨和特殊的像真模型飞机螺旋桨；

（3）自制碳纤维螺旋桨模具所需要的木质螺旋桨样模。

1. 手工制作木质螺旋桨

（1）木料的选择

内燃发动机螺旋桨应选用榉木、桦木等硬木材。榉木是目前装饰材料市场最好找、材质最好的制作螺旋桨木材。其木纹顺直、纤维细腻、硬度较高、不易变形。

橡筋动力螺旋桨如选用轻木，应选用比重稍大、硬度稍高的；如选用桐木，则应选其中比重小、硬度适中的。制作螺旋桨的轻木或桐木，其木纹方向应尽量与桨的径向平行；一副螺旋桨分别制作的两个桨叶应用同一块木料并以同一方向取料，以保证截面的木纹方向相同。

（2）桨叶样板：依照桨叶平面图用薄层板制作。样板上要画好纵向和横向中心线，并用钻头钻出与发动机轴或电机整流罩桨轴孔直径相同的轴孔。

（3）制作螺旋桨所需要的工具（图47）

制作螺旋桨基本工具有：修整木料的小刨子；锯外形的手工线锯；修整桨叶外形和剖面形状的大斜口刀、细木工锉和半圆钢锉；锯上、下弧面斜口的手锯；夹螺旋桨和工作板的C形夹钳；剔桨木多余部分的木工扁铲；一面平、另一面是弧形的砂纸板以及粗细砂纸等。

为了省力、提高效率，制作较大直径的螺旋桨时可使用板斧、木工凿子、家用砂带机、带砂纸盘的手砂轮机。

（4）木质螺旋桨的制作步骤：

①根据螺旋桨的平面图用薄层板制作桨叶正面样板。

②选好制作螺旋桨的木料。宽度比桨叶平面图的稍大，长度比实际桨尖长出3毫米，便于后期加工处理。木料的厚度应为作图法求出的侧面最大尺寸再加上翼型前缘向上突出部分的尺寸。

③在桨木上画出横向中心线和上表面纵向中心线，并在两条中心线交点用中心冲冲一个点，然后用与电动机或发动机输出轴直径相同的钻头在台钻上钻孔。如果使用手摇钻（图48），需要从不同方向观察钻头是否与桨木垂直。

④把钻头柄穿入桨叶样板（图49）和桨木孔，将两者的纵向中心线对准后，画出桨叶外形轮廓线（图50，51）。

接着，先用曲线锯沿着桨木上表面的桨叶前缘轮廓线锯出前缘形状（图52）；然后将桨木翻过来，在其下表面沿着桨叶后缘轮廓线锯出后缘形状，这样做可防止锯偏。锯好螺旋桨外形后用细木锉和180号砂纸的半圆砂纸板修整（图53，54）。

加工外形时注意：桨木的侧面与上、下表面应互相垂直；应用螺旋桨样板检查桨叶两面使其面积相等。

⑤根据螺旋桨侧面图在桨木侧面画出桨叶轮廓线后，用小刨子或大斜口刀削好侧面外形，并用砂纸板打磨平整（图55，56）。

⑥在侧面画出桨叶前缘凸出部预留量后，削制螺旋桨下弧面。为省力，削前先画几条要锯斜口的线（图57），用锯锯出几个斜口；再用木工扁铲、大刀子去掉下弧面的多余部分（图58）；最后用细木工锉、半圆砂纸板修整；并用桨距规测量各部位的桨距，直至下弧面各剖面位置都达到要求（图59）。

⑦削制螺旋桨上弧面前，先用桨叶样板画出桨尖外形轮廓线（图60）；然后将上弧面各剖面距前缘2/5处连线，并垂直该连线画出如图61所示的削制辅助线；用锯沿该辅助线锯出几个斜口（图62）；用扁铲和大刀子削去多余部分（图63）。

最后再用细木工锯、砂纸板、砂纸将桨叶上弧面各剖面翼型都修整得符合要求，特别是前缘半径和形状必须十分准确。桨叶的后缘不要削磨得太尖，以免伤着手。因为桨叶翼型和机翼翼型一样直接关系到飞行器的效率和性能，所以打磨时需要特别耐心和细心。

手工制作的螺旋桨，因制作者手法不同而其翼形最高点位置有些差别。笔者曾在许多模型上做过比较：桨叶翼型最高点在其翼弦25%时，要比在30%～35%时的拉力大、效率高。工厂生产的螺旋桨最高点偏后，是为了保证桨的刚性和耐用性。

各剖面翼型前后弧线、厚度变化和最高点位置检查方法：(a)用大姆指和食指在各个剖面位置从前缘到后缘摸几遍，有经验的制作者就能感觉到桨叶翼型是否符合要求；(b)做出几个重要剖面位置翼型的上下弧样板来检查。

⑧修整桨尖尺寸和外形，再次测量2个桨叶各剖面位置的桨叶角是否准确和对称。

⑨在修整螺旋桨上弧面、桨叶前缘和桨尖时，特别注意两边桨叶的重量是否平衡（静平衡）。最简便的方法是：把螺旋桨轴心处横放在刀刃上，如果一端桨叶下沉，则说明该端桨叶某些部位偏厚，应再次削磨，直至两端桨叶重量平衡，并用280号水砂纸和400号水砂纸仔细磨光。

⑩在测试平衡的螺旋桨桨根处写上桨的直径和桨距，把表面清理干净，涂刷一两遍聚酯透明腻子，打磨光滑后再喷涂聚脂清漆。也可以用卫生纸、棉纱布快速涂抹两边502胶水，再用细水砂纸磨光。到此，螺旋桨制作全部完成（图64～图66）。

2. 工厂机械加工木质螺旋桨

挑选木纹、质地都比较好的榉木，然后经过烘干、锯切下料、木工数控雕刻机成型（图67～图69）等按事先设计好的螺旋桨制作程序自动加工完成。

高级木工数控雕刻机可以按程序编排，在加工过程中自动更换各种刀具、磨头，将雕刻和砂磨一次完成。而一般木工数控雕刻机加工出来的螺旋桨，还需用砂纸仔细砂光桨叶表面、前后缘和桨尖。

用木工数控雕刻机加工出来的螺旋桨，还需进行直径、桨距、静平衡等项目的检验。合格的产品，会用丝网印刷或转印机在桨的一面印上直径和桨距数值，另一面印上生产厂家商标，最后再喷漆。

随着工艺的不断改进，木工数控雕刻机的加工速度以及螺旋桨的质量、表面光洁度大有提高。目前，用木工数控雕刻机加工一个螺旋桨，只需几分钟时间。

其他半机械加工木质螺旋桨时还需用靠模铣、靠模锯等。这些设备简单，可以自制，但加工的桨叶表面粗糙，后续的打磨工作量较大。

靠模锯的工作原理是：螺旋桨样模和待加工的木料同时转动，靠轮顶在样模上，圆盘锯的锯齿同步锯切木料。