在轧制变形区的入口到出口,轧件断面积逐渐减小,水平速度逐渐增大,而轧辊同一圆周上的线速度是不变的。因此,在轧件与轧辊之间存在着相对滑动现象,通常在轧制变形区内存在前滑区、后滑区和中性面。后滑为轧件水平速度小于轧辊线速度水平分量的现象。在后滑区和前滑区之图1 轧制过程速度图示间存在一个轧件速度与轧辊线速度水平分量相等的面,称为中性面。与中性面相应的轧辊圆心角称中性角,如图1所示。前滑的大小用出口处轧件与轧辊相对线速度差的百分数表示,称为前滑值,简称前滑,即:
式中Sh为前滑值;h为轧辊出口处轧件的速度;
为轧辊的圆周速度。
随着轧辊直径、摩擦系数和压下率的增加,前滑增加;随着轧件轧后厚度的减小及前张力的增大,前滑值增加。此外,轧件的宽展和孔型的形状等也对前滑有影响。在计算前滑值时,应尽可能地综合考虑各种因素的影响。但现有的计算公式大多是在平截面假设和不考虑宽展的条件下推出的,且认为中性面是前滑区和后滑区的分界线,最具代表性的是芬克(E.Fink)公式:
式中为中性角;
为轧辊直径;
为轧后的轧件厚度。
前滑值可以用简单的实验方法测定,在轧辊表面刻上相距的两个印痕(图2),轧制之后,印痕留在轧件
表面,并出现距离为的两个凸包,前滑值可由下式确定:
由于实测出轧件尺寸为冷尺寸,故在热轧时,只能在轧件冷却后测量,故应以温度膨胀系数进行修正:
式中为轧件冷却后测得的尺寸;
、
分别为轧件轧制时的温度和测量时的温度;
为轧件的温度膨胀系数。
前滑对连续轧制和周期断面轧制有重要的意义,在确定压下制度和轧辊的旋转速度,以及确定旋转轧辊所必需的力矩和轧机机座间的张力时都必须知道前滑值。