軋制過程中前滑的影響因素探析

李學花

摘 要 在軋制過程中由于剩余摩擦力的存在，使得軋件前端的金屬加速，金屬質點流動速度加快，當在變形區內金屬前端速度增加到大于該點軋輥表面的水平速度時，就開始形成前滑，并形成前滑區和后滑區。軋制過程中由于前滑的存在，致使軋制過程復雜化，所以正確的估計前滑值并且合理的確定軋件的入口速度和出口速度，是保證軋制過程正常進行并且獲得良好產品質量的重要條件。要想正確估計前滑值就必須了解和掌握前滑的影響因素，抓住基本的影響因素，并揭示出其影響的物理實質，從而為正確估計前滑值提供便利的條件，在生產實踐中合理的利用前滑值。下面就圍繞前滑的產生、前滑定義以及前滑的影響因素來展開。

關鍵詞 軋制；前滑；影響因素

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0164-02

1 前滑的產生

當軋件在滿足咬入條件并逐漸充填輥縫的過程中，由于軋輥對軋件作用力的合力作用點內移、作用角（α-δ）減小而產生剩余摩擦力，此剩余摩擦力和軋制方向相同。在剩余摩擦力的作用下，軋件前端的變形金屬獲得加速，使金屬質點流動速度加快，如圖1所示，當在變形區內金屬前端速度增加到大于該點軋輥輥面的水平速度時，就開始形成前滑，并形成前滑區和后滑區。

2 前滑的定義

3 前滑的影響因素

3.1 軋輥直徑的影響

圖2表示了軋輥直徑對前滑值影響的結果，即：前滑隨軋輥直徑的增大而增大。用芬克公式計算的前滑值（虛線）與實測值很接近，這足以說明芬克公式正確的反映了軋輥直徑對前滑的影響。軋輥直徑對前滑值的影響可以從下面兩個方面來解釋。

1）隨著軋輥直徑的增大，咬入角就會減小，假定摩擦系數不變，則剩余摩擦力增大，即前滑增大。

2）實驗中當D>400 mm時，隨著軋輥直徑的增加前滑值增加的速度減慢。

因為軋輥直徑的增加伴隨著軋制速度的增加，則摩擦系數會隨之而減小，使剩余摩擦力有所減小；同時，軋輥直徑的增大會導致橫變形（即寬展）增大，延伸系數就會相應的減小。因為金屬高度方向壓下的金屬體積相同，它不是往橫向流動，就是往縱向流動，橫向的流動稱為橫變形（即寬展），縱向的流動稱為縱變形（即延伸），而延伸是由前滑和后滑組成。現在延伸系數減小，那么前滑減小。在上述兩個因素的共同作用下，使前滑值增加的速度放慢。

3.2 摩擦系數的影響

實驗證明，摩擦系數f越大，在其他條件相同時，前滑值就會越大。

凡是影響摩擦系數的因素，都會影響前滑的大小，如軋輥材質、軋件化學成分、軋制溫度、軋制速度等。

3.3 相對壓下量的影響

前滑均會隨著相對壓下量的增加而增加，而且以當常數時，前滑值增加的更為顯著。主要原因是：首先相對壓下量增加，即高度方向的移位體積就會增加。當常數時，相對壓下量的增加是靠減小軋前厚度或軋后來完成的，咬入角并不增大，在摩擦系數不變化時，值不變化，即剩余摩擦力不會產生變化，前、后滑區在變形區中所占比例不變，即前、后滑值均隨值增大以相同的比例增大。而軋后厚度=常數或軋前厚度常數時，相對壓下量的增加是由于增加壓下量，即增加咬入角的途徑來完成的，此時值將減小，就會導致剩余摩擦力減小，此時縱向的變形延伸就會增加，但延伸變形主要是由后滑的增加來完成的，前滑與后滑在軋制變形區內是此增彼間的關系。后滑增大，前滑就會相應地減小。所以當=常數或常數時前滑的增加速度與常數的情況相比要緩慢得多。

3.4 軋件厚度的影響

因為根據最小阻力定律，寬度小于一定值時，寬度增加，橫向的變形阻力增大，橫變形減小，即寬展減小，那么縱變形延伸就會增加，在不變的情況下，前、后滑都應增加。而在寬度大于一定值后，寬度增加、寬展不變，延伸也為定值，在值不變時，前滑值亦不變。

3.6 張力對前滑的影響

前張力增加時，會使前滑值增加、后滑值減小；后張力增加時，使后滑值增加、前滑值減小。

因為前張力增加時，由于方向與軋制方向相同，會使金屬的縱向阻力減小，即金屬向前流動的阻力減小，前滑區就會增大；而后張力增加時，致使中性角減小（即前滑區減小），故前滑值減小。

參考文獻

[1]龐玉華，杜忠澤，楊西榮.金屬塑性加工學[M].西安：西北工業大學出版社，2011.

[2]權國政，周杰，艾百勝.培養高層次材料成形類人才[J].中國科教創新導刊，2009（11）：1.

[3]王廷溥，齊克敏.金屬塑性加工學—軋制理論與工藝[M].北京：冶金工業出版社，2006.

[4]袁志學，王淑平，戚翠芬.塑性變形與軋制原理[M].北京：冶金工業出版社，2011.endprint

摘 要 在軋制過程中由于剩余摩擦力的存在，使得軋件前端的金屬加速，金屬質點流動速度加快，當在變形區內金屬前端速度增加到大于該點軋輥表面的水平速度時，就開始形成前滑，并形成前滑區和后滑區。軋制過程中由于前滑的存在，致使軋制過程復雜化，所以正確的估計前滑值并且合理的確定軋件的入口速度和出口速度，是保證軋制過程正常進行并且獲得良好產品質量的重要條件。要想正確估計前滑值就必須了解和掌握前滑的影響因素，抓住基本的影響因素，并揭示出其影響的物理實質，從而為正確估計前滑值提供便利的條件，在生產實踐中合理的利用前滑值。下面就圍繞前滑的產生、前滑定義以及前滑的影響因素來展開。

關鍵詞 軋制；前滑；影響因素

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0164-02

1 前滑的產生

當軋件在滿足咬入條件并逐漸充填輥縫的過程中，由于軋輥對軋件作用力的合力作用點內移、作用角（α-δ）減小而產生剩余摩擦力，此剩余摩擦力和軋制方向相同。在剩余摩擦力的作用下，軋件前端的變形金屬獲得加速，使金屬質點流動速度加快，如圖1所示，當在變形區內金屬前端速度增加到大于該點軋輥輥面的水平速度時，就開始形成前滑，并形成前滑區和后滑區。

2 前滑的定義

3 前滑的影響因素

3.1 軋輥直徑的影響

圖2表示了軋輥直徑對前滑值影響的結果，即：前滑隨軋輥直徑的增大而增大。用芬克公式計算的前滑值（虛線）與實測值很接近，這足以說明芬克公式正確的反映了軋輥直徑對前滑的影響。軋輥直徑對前滑值的影響可以從下面兩個方面來解釋。

1）隨著軋輥直徑的增大，咬入角就會減小，假定摩擦系數不變，則剩余摩擦力增大，即前滑增大。

2）實驗中當D>400 mm時，隨著軋輥直徑的增加前滑值增加的速度減慢。

因為軋輥直徑的增加伴隨著軋制速度的增加，則摩擦系數會隨之而減小，使剩余摩擦力有所減小；同時，軋輥直徑的增大會導致橫變形（即寬展）增大，延伸系數就會相應的減小。因為金屬高度方向壓下的金屬體積相同，它不是往橫向流動，就是往縱向流動，橫向的流動稱為橫變形（即寬展），縱向的流動稱為縱變形（即延伸），而延伸是由前滑和后滑組成。現在延伸系數減小，那么前滑減小。在上述兩個因素的共同作用下，使前滑值增加的速度放慢。

3.2 摩擦系數的影響

實驗證明，摩擦系數f越大，在其他條件相同時，前滑值就會越大。

凡是影響摩擦系數的因素，都會影響前滑的大小，如軋輥材質、軋件化學成分、軋制溫度、軋制速度等。

3.3 相對壓下量的影響

前滑均會隨著相對壓下量的增加而增加，而且以當常數時，前滑值增加的更為顯著。主要原因是：首先相對壓下量增加，即高度方向的移位體積就會增加。當常數時，相對壓下量的增加是靠減小軋前厚度或軋后來完成的，咬入角并不增大，在摩擦系數不變化時，值不變化，即剩余摩擦力不會產生變化，前、后滑區在變形區中所占比例不變，即前、后滑值均隨值增大以相同的比例增大。而軋后厚度=常數或軋前厚度常數時，相對壓下量的增加是由于增加壓下量，即增加咬入角的途徑來完成的，此時值將減小，就會導致剩余摩擦力減小，此時縱向的變形延伸就會增加，但延伸變形主要是由后滑的增加來完成的，前滑與后滑在軋制變形區內是此增彼間的關系。后滑增大，前滑就會相應地減小。所以當=常數或常數時前滑的增加速度與常數的情況相比要緩慢得多。

3.4 軋件厚度的影響

因為根據最小阻力定律，寬度小于一定值時，寬度增加，橫向的變形阻力增大，橫變形減小，即寬展減小，那么縱變形延伸就會增加，在不變的情況下，前、后滑都應增加。而在寬度大于一定值后，寬度增加、寬展不變，延伸也為定值，在值不變時，前滑值亦不變。

3.6 張力對前滑的影響

前張力增加時，會使前滑值增加、后滑值減小；后張力增加時，使后滑值增加、前滑值減小。

因為前張力增加時，由于方向與軋制方向相同，會使金屬的縱向阻力減小，即金屬向前流動的阻力減小，前滑區就會增大；而后張力增加時，致使中性角減小（即前滑區減小），故前滑值減小。

參考文獻

[1]龐玉華，杜忠澤，楊西榮.金屬塑性加工學[M].西安：西北工業大學出版社，2011.

[2]權國政，周杰，艾百勝.培養高層次材料成形類人才[J].中國科教創新導刊，2009（11）：1.

[3]王廷溥，齊克敏.金屬塑性加工學—軋制理論與工藝[M].北京：冶金工業出版社，2006.

[4]袁志學，王淑平，戚翠芬.塑性變形與軋制原理[M].北京：冶金工業出版社，2011.endprint

摘 要 在軋制過程中由于剩余摩擦力的存在，使得軋件前端的金屬加速，金屬質點流動速度加快，當在變形區內金屬前端速度增加到大于該點軋輥表面的水平速度時，就開始形成前滑，并形成前滑區和后滑區。軋制過程中由于前滑的存在，致使軋制過程復雜化，所以正確的估計前滑值并且合理的確定軋件的入口速度和出口速度，是保證軋制過程正常進行并且獲得良好產品質量的重要條件。要想正確估計前滑值就必須了解和掌握前滑的影響因素，抓住基本的影響因素，并揭示出其影響的物理實質，從而為正確估計前滑值提供便利的條件，在生產實踐中合理的利用前滑值。下面就圍繞前滑的產生、前滑定義以及前滑的影響因素來展開。

關鍵詞 軋制；前滑；影響因素

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0164-02

1 前滑的產生

當軋件在滿足咬入條件并逐漸充填輥縫的過程中，由于軋輥對軋件作用力的合力作用點內移、作用角（α-δ）減小而產生剩余摩擦力，此剩余摩擦力和軋制方向相同。在剩余摩擦力的作用下，軋件前端的變形金屬獲得加速，使金屬質點流動速度加快，如圖1所示，當在變形區內金屬前端速度增加到大于該點軋輥輥面的水平速度時，就開始形成前滑，并形成前滑區和后滑區。

2 前滑的定義

3 前滑的影響因素

3.1 軋輥直徑的影響

圖2表示了軋輥直徑對前滑值影響的結果，即：前滑隨軋輥直徑的增大而增大。用芬克公式計算的前滑值（虛線）與實測值很接近，這足以說明芬克公式正確的反映了軋輥直徑對前滑的影響。軋輥直徑對前滑值的影響可以從下面兩個方面來解釋。

1）隨著軋輥直徑的增大，咬入角就會減小，假定摩擦系數不變，則剩余摩擦力增大，即前滑增大。

2）實驗中當D>400 mm時，隨著軋輥直徑的增加前滑值增加的速度減慢。

因為軋輥直徑的增加伴隨著軋制速度的增加，則摩擦系數會隨之而減小，使剩余摩擦力有所減小；同時，軋輥直徑的增大會導致橫變形（即寬展）增大，延伸系數就會相應的減小。因為金屬高度方向壓下的金屬體積相同，它不是往橫向流動，就是往縱向流動，橫向的流動稱為橫變形（即寬展），縱向的流動稱為縱變形（即延伸），而延伸是由前滑和后滑組成。現在延伸系數減小，那么前滑減小。在上述兩個因素的共同作用下，使前滑值增加的速度放慢。

3.2 摩擦系數的影響

實驗證明，摩擦系數f越大，在其他條件相同時，前滑值就會越大。

凡是影響摩擦系數的因素，都會影響前滑的大小，如軋輥材質、軋件化學成分、軋制溫度、軋制速度等。

3.3 相對壓下量的影響

前滑均會隨著相對壓下量的增加而增加，而且以當常數時，前滑值增加的更為顯著。主要原因是：首先相對壓下量增加，即高度方向的移位體積就會增加。當常數時，相對壓下量的增加是靠減小軋前厚度或軋后來完成的，咬入角并不增大，在摩擦系數不變化時，值不變化，即剩余摩擦力不會產生變化，前、后滑區在變形區中所占比例不變，即前、后滑值均隨值增大以相同的比例增大。而軋后厚度=常數或軋前厚度常數時，相對壓下量的增加是由于增加壓下量，即增加咬入角的途徑來完成的，此時值將減小，就會導致剩余摩擦力減小，此時縱向的變形延伸就會增加，但延伸變形主要是由后滑的增加來完成的，前滑與后滑在軋制變形區內是此增彼間的關系。后滑增大，前滑就會相應地減小。所以當=常數或常數時前滑的增加速度與常數的情況相比要緩慢得多。

3.4 軋件厚度的影響

因為根據最小阻力定律，寬度小于一定值時，寬度增加，橫向的變形阻力增大，橫變形減小，即寬展減小，那么縱變形延伸就會增加，在不變的情況下，前、后滑都應增加。而在寬度大于一定值后，寬度增加、寬展不變，延伸也為定值，在值不變時，前滑值亦不變。

3.6 張力對前滑的影響

前張力增加時，會使前滑值增加、后滑值減小；后張力增加時，使后滑值增加、前滑值減小。

因為前張力增加時，由于方向與軋制方向相同，會使金屬的縱向阻力減小，即金屬向前流動的阻力減小，前滑區就會增大；而后張力增加時，致使中性角減小（即前滑區減小），故前滑值減小。

參考文獻

[1]龐玉華，杜忠澤，楊西榮.金屬塑性加工學[M].西安：西北工業大學出版社，2011.

[2]權國政，周杰，艾百勝.培養高層次材料成形類人才[J].中國科教創新導刊，2009（11）：1.

[3]王廷溥，齊克敏.金屬塑性加工學—軋制理論與工藝[M].北京：冶金工業出版社，2006.

[4]袁志學，王淑平，戚翠芬.塑性變形與軋制原理[M].北京：冶金工業出版社，2011.endprint