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1证券研究报告作者：行业 评级：上次评级：行业 报告：请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明通用设备强于大市强于大市维持2024 年01 月22 日（评级）分析师 朱晔 SAC 执业证书编号：S1110522080001磨床专题：精磨加工日新月异，新需 求打开 成长空间行业深度研究2请务必阅读正文之 后的 信息披 露和 免责 申明1）加 工精度出类拔萃，细分领域高专精度磨削具有广泛普适性：磨削加工对各种工件材料和各种几何表面具有广泛适应性，被广泛应用于机械制造行业；根据工件被加工表面的形状和砂轮与工件之间的相对运动，磨削加工分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削等几种加工类型。加工精度出类拔萃：磨削加工精度方面显著优于车、镗、铣等，表面粗糙度可达Ra12.50.01；其 中 精 密 磨 削 表 面 粗 糙 度 为0.160.04 m，超精密磨削表面粗糙度为0.040.01 m。2）国 产替代逐个击破，新材料延展新需求磨 床 进 口 额 呈 下 降 趋 势，数 控 化 提 升 空 间 广 阔：根据海关总署数据统 计数据，中 国 磨 床 进 口 额 从2018 年约12.9 亿 美 元 已 经 下 滑 至2022年约8.3 亿美元，整体磨床进口额呈现下降趋势，但进出口均价差距仍然十分显著。德日掌握高端磨床话语权，国产磨床同质化严重：德国、日 版 在 高 端磨 床 产 品 市 场 上 掌 握 着 较 高 的 话 语 权；国 内 磨 床 厂 商 数 量 较多且同质化严重，整体市场集中度不高，产品仍以中低端为主，目前规模靠前的内资磨床企业主要是国有企业、民营上市公司。钛合金加工需求提升，研磨设备需求扩容：钛合 金 粗 加 工 工 艺 完 成 后 需 要 研 磨 抛 光，提高工件精度及光洁度；钛合金中框加工时长是铝合金的约为3-4 倍，磨床加工设备需求将同步提升；钛合金磨床有望持续受益钛合金材料加工。3）螺 纹精密加工壁垒较高，精密丝杠打开成长曲线高精度螺纹磨床进口依赖，国产磨床仍有差距：目前常用的丝杠螺纹 加工方法有冷轧、旋风铣削和磨削；其中磨削加工精度最高，使用磨削加工的滚珠丝 杠最高可达到P1 级；而旋 风 铣 削 和 冷 轧 多 用 于粗 加 工。丝 杠 生 产 设 备中，数控螺纹磨床国产 化率低，生产高端丝杠所用的高精度螺纹磨床基本完全依赖进口。磨 床 为 丝 杠 加 工 核 心 设 备，人 形 机 器 人 打 开 成 长 空 间：我们测算当人形机器人年产能达100 万台时，对 应 高 精 度 数 控 磨 床/数控磨床市场规模约为29.4/8.4 亿元，预计人形机器人共计为磨床市场带来37.8 亿元增量空间。冷 锻 工 艺：冷滚压成形所制备螺纹提高工件表层金属硬度和强度，特别是 牙底表面硬度，而且比切削螺纹具有更高得耐腐蚀性。旋 风 铣 工 艺：铣 削 速 度 高，加 工 效 率 快，表 面 粗 糙 度 能 达 到Ra0.8 m，经 常 用 于 加 工 公 差 要 求 严 格 且 需 快 速 生 产 的 特 殊 螺 纹 牙 型。风险提示：政策推动效应不达预期风险、研发进度不达预期风险、贸易摩擦风险、测算主观性风险。摘要ZXBYyRmRmPnMqOtQqNsNrQaQaOaQoMqQpNnRlOnNoPjMmOoN6MpPyQwMnOrOxNoNmQ加工精度优势显著，细分领域 高专精 度13请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明41.1 磨削加工精度高，磨床广泛用 于零件表 面精加 工 磨 削 指 用磨料/磨具切除工件上多余材料的精加工方法：因磨削加工对各种工件材料和各种几何表面具有广泛适应性，被广泛应用于机械制造行业；根据工件被加工表面的形状和砂轮与工件之间的相对运动，磨削加工分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削等几种加工类型。磨 削 加 工精 度高：磨削加工精度方面显著优于车、镗、铣等，表面粗糙度可达Ra 12.50.01，其中精密磨削表面粗糙度为0.160.04 m；超精密磨削表面粗糙度为0.040.01 m；镜面磨削表面粗糙度可达0.01 m 以下。资料来源：金属加 工公 众号，天风 证券 研究 所加 工方法IT 等级01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16研磨 珩 圆磨 平磨 金 刚石 磨 金 刚石镗 拉削 铰孔 车 镗 铣 刨插 钻孔 滚 压、挤压 冲压 压铸 粉 末冶 金成 形 粉 末冶金烧 结 砂 型铸造、气割 锻造 51.1 磨削加工精度高，磨床广泛用 于零件表 面精加 工 磨 床 是 以磨料/磨具为工具进行磨削加工的机床：广泛用于零件表面的精加工，尤其适用于淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工。磨削加工较易获得高的加工精度和小的表面粗糙度值，在一般加工条件下，精度为IT5 IT6 级，表面粗糙度为Ra 0.32 1.25 m；在高精度外圆磨床上进行精密磨削时，尺寸精度可达0.2 m，圆度可达0.1 m，表面粗糙度可控制到Ra 0.01 m，精密平面磨削的平面度可达 10000.0015。外圆/内圆/平面磨床应用广泛：现代磨床主要发展趋势是提高机床的加工效率，提高机床的自动化程度以及进一步提高机床的加工精度和减小表面粗糙度值。为了适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量要求，磨床的种类很多；在生产中应用最广泛的是外圆磨床、内圆磨床和平面磨床三类。此外，还有对凸轮、螺纹、齿轮等零件进行磨削加工的专用磨床。资料来源：上海大 学官 网，金 属切 削机 床（第3版）_ 赵 晶文，天风 证券 研究 所磨床种类 主要类型外圆磨床 万能外圆磨床、外圆磨床、无心外圆磨床等内圆磨床 普通内圆磨床、无心内圆磨床等平面磨床卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等工具磨床 工具曲线磨床、钻头沟槽磨床、丝锥沟槽磨床等刀具刀刃磨床 万能工具磨床、拉刀刃磨床、滚刀刃磨床等专用磨床专门用于磨削某一类零件的磨床，包括曲轴磨床、凸轮轴磨床、花键轴磨床、球轴承套圈沟磨床、活塞环磨床、叶片磨床、导轨磨床、中心孔磨床等其他磨床 珩磨床、研磨机、抛光机、超精加工机床、砂轮机等图：磨床类型示意 图61.2 外圆磨床：机械加工重要手段，适应 范围较广 外 圆 磨 削：是用砂轮外圆周面来磨削工件的外回转表面，外圆磨削是机械零部件制造加工的一种重要手段；其不仅能加工圆柱面，还能加工圆锥面、端面（台阶部分）、球面和特殊形状的外表面等。这些磨削方式按照不同的进给方向又可分为纵磨法和横磨法两种形式。纵磨法：磨削外圆时，砂轮的高速旋转为主运动。工件做圆周进给运动，同时随工作台沿工件轴向做纵向进给运动。每单次行程或没往复行程终了时，砂轮做周期的横向进给，磨去工件径向的全部余量，是目前最广泛的磨削方法。横磨法：采用这种磨削形式，在磨削外圆时，砂轮宽度比工件的磨削宽度大，工件不需要做纵向进给运动，砂轮以缓慢的速度连续或断续地沿工件径向做横向进给运动，直至磨到工件尺寸要求为止。资料来源：广东工 程职 业技术 学院 官网，金 属切 削机 床（第3版）_ 赵 晶 文，天 风 证券 研究 所图：外圆磨削示意 图 图：万能外圆磨床 典型 加工示 意图71.2 外圆磨床：机械加工重要手段，加工 效率较高 无 心 外 圆磨削：工件置于砂轮和导轮之间的托板上，以工件自身外圆为定位基准。当砂轮以转速n0 旋转，工件就有与砂轮相同的线速度回转的趋势，但是由于受到导轮摩擦力对工件的制约作用，结果使工件以接近于导轮线速度（nw 转速）回转。从而在砂轮和工件之间形成很大的速度差，据此产生磨削作用。无心外圆磨削有贯穿磨法（左a）和切入磨法（左b）。无 心 外 圆磨 床主 要特 点是 工作 效率 高、通用 性好、模 块化 程度 高、精度 和刚 性高：主要适用于对各种圈类、轴类及管类零件的圆柱面进行通抛光。但无心外圆磨床依靠外圆自旋转加工，加工成圆的精度不如外圆磨床，外圆磨床能保证工件同心度；所以圆度要求高的工件使用无心磨床加工前先用外圆磨床加工圆后再使用无心磨床加工会更好。资料来源：广东工 程职 业技术 学院 官网，金 属切 削机 床（第3版）_ 赵 晶 文，天 风 证券 研究 所图：无心外圆磨削 示意 图 图：无心外圆床示 意图81.3 内圆磨床：磨削直径较小，用 于加工 内表面 内 圆 磨 削主要用于磨削内圆柱面、内圆锥面及端面等：其用砂轮磨削工件内孔的磨削方式称为内圆磨削，可以在专用的内圆磨床上进行，也能够在具备内圆磨头的万能外圆磨床上实现。内圆磨削可以分为普通内圆磨削、无心内圆磨削和砂轮做行星运动的磨削方式。与 外 圆 磨削 相比，内 园磨 削主 要有 下列 特征：加 工 部 位：所加工工件的形状基本类似，大多都是用来磨削加工圆柱、圆锥等形状的工件；不同的是磨削加工工件的部位，内圆磨床主要用来磨削加工工件的内表面，而外圆磨床主要用来磨削加工工件的外表面。砂 轮 尺 寸：内圆磨床的磨削直径通常会比较小，因为受到工件孔径的约束，所以为了确保工件的加工质量，内圆磨床使用的砂轮会比较软，并且会比较小；而外圆磨床的砂轮尺寸要比内圆磨床的砂轮大很多，并且形状基本都是圆形。磨 削 方 法：外圆磨床又纵磨、横磨、深磨及混合磨四种方法；而内圆磨床的磨削方法只有纵磨法和横磨法，纵磨适合磨削加工通孔和不通孔，横磨法适合磨削加工长度较短的工件。资料来源：广东工 程职 业技术 学院 官网，金 属切 削机 床（第3版）_ 赵 晶 文，天 风 证券 研究 所图：普通内圆磨床 的磨 削方法 图：内圆磨床典型 加工 示意图91.4 平面磨床：周磨法适用于精磨，端磨法 适用于 粗磨 平 面 磨 床主要用于磨削工件上的平面：磨平面时，一般是以一个平面为基准磨削另一个平面。若两个平面都要磨削且要求平行时，则可互为基准，反复磨削。平面磨削常用的方法有两种：一种是用砂轮的周边在卧轴矩形工作台平面磨床上进行磨削，即周磨法（左a 和b）；另一种是用砂轮的端面在立轴圆形工作台平面磨床上进行磨削，即端磨法（左c 和d）。周磨法适用于精磨，端磨法适用于粗磨：用周 磨法 磨削 平面 时，砂轮 与工 件接 触面 积小，排 屑和 冷却 条件 好，工件 发热 变形 小，而且砂轮圆周表面磨损均匀，所以能获得较好的加工质量，但磨削效率较低，适用于精磨。用端磨法磨削平面时，刚好和周磨法相反，它的磨削效率较高，但磨削精度较低，适用于粗磨。资料来源：广东工 程职 业技术 学院 官网，金 属切 削机 床（第3版）_ 赵 晶 文，天 风 证券 研究 所图：普通平面磨床 的磨 削方法 图：卧轴矩台平面 磨床当台面为矩形工作台时，磨削工作由砂轮的旋转运动（主运动）和砂轮的垂直进给、工件的纵向进给、砂轮的横向进给等运动来完成。图：立轴圆台平面 磨床当台面为圆形工作台时，磨削工作由砂轮的旋转运动（主运动）和砂轮的垂直进给、工作台的旋转来完成。101.5 珩磨机：擅长加工高精度孔，使用寿 命较久 珩 磨 机 主要用于加工高精度孔：利用珩磨头珩磨工件精加工表面的磨床。主要用在汽车、拖拉机、液压件、轴承、航空等制造业中珩磨工件的高精度孔。其具有以下加工特点：1）加工精度高，精度高于磨削，偏差小；2）表面交叉网纹，利于润滑油储存，工件表面平整性好；3）研磨速度低，耐磨损，使用寿命久。珩 磨 机 有立 式和 卧式 两种：立 式 珩 磨机：主轴工作行程较短，适用于珩磨缸体和箱体孔等；镶嵌有油石的珩磨头由竖直安置的主轴带动旋转，同时在液压装置的驱动下作垂直往复进给运动。卧 式 珩 磨机：工作行程较长，适用于珩磨深孔，深度可达3000mm。水平安置的珩磨头不旋转，只作轴向往复运动，工件由主轴带动旋转，床身中部设有支承工件的中心架和支承珩磨杆的导向架。资料来源：金属切 削机 床（第3版）_ 赵 晶 文，天 风 证券 研究 所图：立式珩磨机图：万能外圆磨床 典型 加工示 意图111.6 研磨机床：磨床精度之最，用 于精细微 加工 研 磨 机 床为准确研磨抛光设备：研磨机床是用涂上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的磨床；被磨、抛材料放于平整的研磨盘上，研磨盘逆时钟转动，修正轮带动工件自转，重力加压或其它方式对工件施压，工件与研磨盘作相对运转摩擦，来达到研磨抛光目的。研磨机床主要用来研磨工件中的高精度平面、圆锥面、球面以及其他的型面；研磨机床的主要类型有：圆盘式研磨机床、转轴式研磨机床和各种专用研磨机床。磨 削 机 床与研磨机床的主要区别是磨具不同，大多数磨削机床使用砂轮加工，而研磨机床是用涂上或嵌入磨料的研具加工。研磨是精加工操作，以显示出较高的表面质量，形状和尺寸的准确性；还可以对过硬的材料进行研磨操作且研磨机床适用于研磨工件平面或圆柱形内外表面。磨削机床一般是指使用砂轮等磨具对工件表面进行进行磨削加工操作的机床，加工量比较大，使工件达到要求的尺寸精度和表面质量标准；而研磨机床主要是达到要求的表面配合质量，只是对工件某处表面进行细微的去除，加工量较小。资料来源：国际金 属加 工网，金属 切削 机床（第3 版）_ 赵晶文，Lapmaster，天 风证 券研 究所图：双盘研磨机示 意图图：研磨机床示意 图121.7 超精密磨削：高精密、高效率 和低成 本 磨 削 加 工一般分为普通磨削、精密磨削、高精密磨削和超精密磨削加工：精 密 磨 削主要靠精密磨床的精度保证：精密磨削主要靠对砂轮的精细修整，使用金刚石修整工具以极小而又均匀的微进给（1015mm/min），获得众多的等高微刃，加工表面磨削痕迹微细，最后采用无火花光磨。由于微切削、滑挤和摩擦等综合作用，达到低表面粗糙度和高精度要求。超 精 密 磨削的特点是高精密、高效率和低成本：超精密磨削是当代能达到最低磨削表面粗糙度和最高加工精度的磨削方法。超精密磨削去除量最薄，采用较小修整导程和吃刀量来修整砂轮，是靠超微细磨粒等高微刃磨削作用，并采用较小的磨削用量磨削。超 精 密 磨削要求严格消除振动和恒温及超净的工作环境。超精密磨削的光磨微细摩擦作用带有一定的研抛作用性质。使表面粗糙度 R a 0.0 1m，表面光泽如镜面的磨削方法，称为镜面磨削。资料来源：磨料、磨具 与磨削 技术（第2 版）_ 李伯 民等，天 风 证券 研究 所131.8 超高速磨削：最引人关注的高 效加工技 术之一 超 高 速 磨削被誉为“现代磨削技术的最高峰”：超高速磨削技术能极大地提高生产率和产品质量，降低成本，实现难加工材料和复杂型面的精加工；高速高效数控磨削装备将以高效率、高精度、低能耗和高自动化等技术优势在制造业的竞争中发挥至关重要的作用。超 高 速 磨削实现高效率、高柔性、高精度加工：是通过提高砂轮线速度即磨削速度达到提高金属磨除率和质量的工艺方法，常将磨削速度为普通磨削速度5 倍以上的高速磨削称为超高速磨削。超高速磨削是一种高效而经济地生产出高质量零件的现代加工技术，是应用高效率、高精度、高自动化、高柔性的磨削装备，提高磨削的进给速度，增加单位时间金属比磨除率和金属磨除率，使磨除率大为提高，能达到车削、铣削的金属磨除率甚至更高，是能极大地提高工件加工效率、加工精度和表面加工质量的先进制造技术。资料来源：磨料、磨具 与磨削 技术（第2 版）_ 李伯 民等，天 风 证券 研究 所图：萨洛蒙高速切 削加 工理论 示意 图国产替代逐个击破，新材料延 展新需 求214请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明152.1 数控磨床产销两旺，市场需求 不断扩 大 数 控 磨 床产销两旺：数控磨床作为重要的工业母机之一，是磨削加工各种材料及复杂型面零部件的基础装备，其下游的细分行业数量众多。数控磨床是加工发动机、内燃机等工业机器重要零部件的关键设备，除汽车制造以外，工程机械、铁路机车、船舶制造等领域中均需要使用数控磨床加工曲轴、活塞环等核心零部件。在航空航天和国防军工等尖端领域，各种新材料、新技术、新产品的开发、加工、应用，如晶体、陶瓷、超硬材料、特种耐磨材料、金属新材料等，均需要数控磨床的投入，因此，精密、智能、新型的数控磨床在该类领域的市场需求不断扩大。国 产 化 率提升逐步提升：随着国产高端数控磨床得到市场的广泛认可，综合竞争力大幅提高，民族品牌开始崛起，高端数控磨床的国产化率将逐步提高。2021年我国数控磨床产量4006台，销量4043台，销售收入达16.6 亿元；2022年产量约4232台。资料来源：中国机 械工 业年鉴，共 研产 业咨 询，天风 证券研 究所图：2019-2023 年中 国数 控磨 床销 售收 入 及预 测 图：2019-2022 中 国 数控 磨床 产销 统计-60.0%-40.0%-20.0%0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%024681012141618202019 2020 2021 2022 2023E YoY0500100015002000250030003500400045002019 2020 2021 2022 162.2 高档数控磨床亟需国产替代，进出口 价值量 差距仍明 显 磨 床 进 口额呈下降趋势，进出口价值量差距较大：根据海关总署数据统计数据，中国磨床进口额从2018年约12.9 亿美元已经下滑至2022 年约8.3 亿美元，整体磨床进口额呈现下降趋势；但中国数控磨床进出口均价差别仍然十分显著，值得注意的是数控曲轴磨床出口均价与进口均价差距较小。高 档 数 控磨 床进 口替 代提 速，核心 部件 自给 能力 提高：我国制造业目前正在从“制造大国”向“制造强国”转变，未来“高端化、高利润”替代“薄利多销”是我国制造业的发展趋势，未来对高精度、高效率、高价值的高档数控磨床需求的占比也将越来越高。中国制造2025 也明确提出“高端数控机床与基础设施装备到2025年国内市场占有率超过80%；主轴、丝杆、线轨等中高档功能部件国内市场占有率达到80%；高档数控机床与基础制造装备总体进入世界强国行列”。资料来源：中国海 关总 署，天 风证 券研 究所图：2018-2023 年中 国磨 床进 口额 情况 图：2022 中 国 数 控 磨床 进出 口 均价 情况17.0483.0828.3122.652.2562.849.160.670.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0 12.910.28.59.88.36.5-21%-17%16%-15%-22%-25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%0.02.04.06.08.010.012.014.02018 2019 2020 2021 20222023(1-10)YoY172.2 高档数控磨床亟需国产替代，各细分 领域逐 个击破 五 轴 工 具磨床是能够制造高精度、高性能的复杂自由表面刀具的关键装备。刀具产品可靠性和精度保持性差等问题，严重制约着我国高档数控机床的国产化进程。目前，国内使用的高端五轴工具磨床基本被国外的昂科、瓦尔特及罗曼蒂克等厂商垄断，机床数控系统技术也一直被限制或封锁。国 产 五 轴工 具磨 床加 工能 力已 经实 现突 破：根据 国产与进口五轴工具磨床加工能力的对比测试，国产磨床加工淬硬钢铣刀与抗振铣刀的磨削质量已经达到进口磨床的水准，加工能力接近进口磨床，但装夹跳动精度偏低，与进口磨床仍有差距。资料来源：国产与 进口 五轴工 具磨 床加 工能 力的 对比 测试_ 陆质 安等，天风 证券 研究 所图：国 产 磨 床 与 进口 磨床 加 工 D10 抗 振铣刀检测 参 数 对比182.3 德日领先高端磨床制造，国产 磨床同 质化严重 德 日 掌 握高端磨床市场话语权：德国、日本位居磨床领域研发、设计、制造和应用方面技术最先进、经验最丰富的国家之列，在高端磨床产品市场上掌握着较高的话语权。国内磨床厂商数量较多且同质化严重，整体市场集中度不高，产品仍以中低端为主，目 前 规 模靠前的内资磨床企业主要是国有企业、民营上市公司。磨 床 作 为通 用设 备，客户 分布 领域 广泛 且数 量众 多，需求 端的 市场 化程 度较 高，磨床 厂商 之间 的竞 争主 要集 中在 技术 实力、产品 档 次、性价比、交期等方面。资料来源：普华有 策公 众号，QYResearch 公 众号，天风 证券 研究 所国外企业德国、日本等发达国家的磨床企业起步较早、技术水平领先，产品附加值较高，主要面向航空航天、汽车、模具等下游产业；典 型 公 司包括德国斯来福临集团、日本捷太格特、德国埃马克、瑞士罗曼 蒂 克 等，是目前国际上的高端磨床制造商。国 内 国 有企业国内市场现存知名磨床制造国有企业，主要由曾以“十八罗汉”为代表的国有控股机床企业改制重组而来，发展历史悠久，实力雄厚，规模居于国内前列；代 表 公 司主要有秦川机床、无锡机床、上海机床等国 内 民 营企业自2001年中国加入WTO，数控机床进入高速发展时期，国内市场对数控机床需求急增，一批民营数控磨床企业开始快速发展，产品在一些细分领域占有重要地位；代 表 公 司主要包括宇环数控、华辰装备等。图：目前磨床行业 竞争 格局可 化为 三个 类别13.67%11.88%7.70%6.79%4.44%55.52%ANCA WALTERVOLLMER WERKE Star CutterRollomatic 图：2022 全 球 前 五 大生 产商 数 控工 具磨 床市 场份 额192.4 从海外磨床巨头看，自研+并 购 或是 未 来 发展 方 向 联 合磨削：全球 范围内磨 削技术 领域优 秀的供应 商之一，世界 领先的机 床制造 商之一。集团下拥有8 个 高端品 牌（斯图特，肖特，米克罗莎，瓦尔特，伊 瓦 格，美 盖 勒，保宁，琼格），是 磨 削、电 火 花 加 工、激 光 加 工 以 及 成 套 组 合 加 工 方 面 全 球 领 先 的 精 密机床供应商；全球 交付了超过 15 万台机床。哈挺：世界机床工具行业中居主导地位的供应商。1995 年哈 挺收 购了 瑞士KELLENBERGER，2000年收购瑞士HTT(HAUSER，TRIPET，TSCHUDIN)品牌，2010 年 收 购 英 国 磨 床 品 牌JONES&SHIPMAN，2013 年 收 购 美 国USACH 磨 床 品 牌，2014 年 收 购 内 圆 磨 床 品 牌VOUMARD；随着逐步收购兼并，如今已经成为一个集超精密车削、铣削、和高精磨削产品制造和工艺成套解决方案提供的专家 捷太格特：追求精度的极限，集 结 元 素 技 术。公 司 的 前 身 是1921 年 成 立 的 光 洋 精 工（Koyo）和1941 年 成 立 的 丰 田 工 机（TOYODA）。捷太 格特 开 发了 可以 加工 亚微米 精 度至 纳米 精度 的超精 密 加工 机，是世 界上为 数 不多 的兼 具机 床生产技术 的零 部件生产企业，。资料来源：捷太格 特官 网，联 合磨 削官 网，天风 证券 研究所图：联 合 磨 削 旗 下拥 有八 大 顶级 磨床 品牌 图：捷太格特事业 领域202.5 钛合金加工需求提升，研磨设 备需求 扩容 钛 合 金 逐步导入消费电子，应用范围逐渐扩大：目前已发布的iPhone 15 Pro/Pro Max 和小米14 Pro 钛金属特别版中框首次使用航空级钛合金；根据Unwire 网站的信息，三星Galaxy S24 Ultra 手机有望会采用钛合金材质；Apple Watch Ultra2、三星Galaxy Watch5 Pro、华为Watch 4 Pro 手表均采用钛合金表壳。钛 合 金 加工 难度 大大 提升，研 磨需 求大 幅提 升：钛合金的热传导率低、加工硬化严重、与刀具的亲和性高、塑性变形小。这些特性导致钛合金极难加工，因此对钛合金加工设备的要求提升。钛合金粗加工工艺完成后需要研磨抛光，提高工件精度及光洁度。因此钛合金中框加工时长是铝合金的约为3-4 倍，当钛合金被广泛应用于3C 电子产品时，磨床加工设备需求将同步提升，有望持续受益钛合金材料加工。资料来源：金太阳、苹 果官网，MAKERAZE 镁 锐公 众号，天 风证 券研 究 所图：打磨抛光作业 流程 图：手机底壳成型 作业 流程螺纹精密加工壁垒较高，精密 丝杠打 开成长 曲线321请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明223.1 磨床为丝杠加工核心设备，人 形机器 人打开成 长空间 磨 削 是 高精度丝杠螺纹的主要加工方法：目前，常用的丝杠螺纹加工方法有冷轧、旋风铣削和磨削，其中 磨削加工精度最高，而旋风铣削和冷轧多用于粗加工，因此磨削是高精度丝杠螺纹的主要加工方法。磨削是使用 螺纹磨床 高速旋转的成型砂轮对加工工件表面进行高速切削，使用磨削加工的滚珠丝杠最高可达到P1级。根据面向精密螺纹丝杠的智能制造单元系统研究 的加工案例数据，磨削工序约占丝杠加工总时间 38%。机械加工中各种内螺纹的加工占到孔加工工作量的50，并且随着相关行业发展，对内螺纹的加工精度要求越来越高。资料来源：滚珠丝 杠螺 纹自动 变距 磨削 工艺 研究_ 蔡美 富等，精 密行 星 滚柱 丝杠 副工 艺制 造与 传 动性 能研 究_ 郑伟，天 风证 券研 究所图：滚珠丝杠示意 图图：丝杠工艺流程 图：滚柱工艺流程图：螺杆(外滚道)加工示意图233.1 磨床为丝杠加工核心设备，人 形机器 人打开成 长空间 国 产 螺 纹丝杠副产品总体质量已达到国际中等制造水平：部分产品达到国际先进水平，但和美国、德国等较早研究的国家相比差距较大，主要体现在原材料性能、加工工艺、检测水平以及加工模式上，导致了我国高精度螺纹丝杠大部分依赖进口的局面。在现有技术中，精密螺纹丝杠的制造方法主要以专用设备加工为主，加工过程工序繁琐，工时过长。高 精 度 螺纹 磨床 进口 依赖，国 产磨 床仍 有差 距：丝杠生产设备中，数控螺纹磨床国产化率低，生产高端丝杠所用的高精度螺纹磨床基本完全依赖进口，国内磨床与国外磨床的差距主要体现在原材料、热处理、数控系统以及加工经验等方面。国外螺纹磨床主要厂商包括：日本三井、德国克林贝格、瑞士斯图特、英国麦屈克斯和霍罗德、美国德拉克等。资 料 来源：滚 珠丝 杠副 滚道 型 面参 数控 制关 键技 术研 究_ 王凯，秦川 机床 公告，精密 行星 滚柱 丝杠 副工 艺 制造 与传 动性 能研 究_ 郑伟，天风证券研究所图：外螺纹磨床示 意图图：螺母工艺流程 图 图：内螺纹磨床示 意图图：秦川机床 滚 动功 能部 件 扩产 设备 投资 情况设备 单价（万 元）高精度床身导轨 磨床 2800龙门式五面体加 工中 心 1100高精 度数 控直 线 导轨 磨床 1800高精度数控旋风 铣 75048%10%27%6%9%243.1 磨床为丝杠加工核心设备，人 形机器 人打开成 长空间 磨 床 价 值量：根据秦川机床公告，其滚动功能部件项目（滚珠丝杠/精密螺杆副产能28万件/年、滑动直线导轨产能13万米/年、配套的螺母及滑块产能30 万件/年及26万件/年）拟投入1.56 亿元购置生产设备46 台，其中磨床价值量占比约48%。丝 杠 需 求量：特斯拉Optimus 的直线关节选取行星滚柱丝杠+梯形丝杠的方案，其中14个线性关节中有10 个关节选取行星滚柱丝杠方案，4 个选取梯形丝杠方案。因 此，我们测算当人形机器人年产能达100 万台时，对应高精度数控磨床/数 控磨床市场规模约为29.4/8.4 亿 元，预计人形机器人共 计 为 磨床市场带来37.8 亿元增量空间。资料来源：秦川机 床公 告，天 风证 券研 究所图：人形机器人丝 杠磨 床设备 市场 空间 测算人形机器人年产能（万台）10 20 30 50 100梯形丝杠需求量（万只）40 80 120 200 400滚柱丝杠需求量（万只）100 200 300 500 1000人形机器人丝杠总需求量（万只）140 280 420 700 1400高精度数控磨床价值量（万元/万只）210 210 210 210 210数控磨床价值量（万元/万只）60 60 60 60 60高精度数控磨床市场规模（亿元）2.9 5.9 8.8 14.7 29.4数控磨床市场规模（亿元）0.8 1.7 2.5 4.2 8.4人 形 机 器人新增磨床市场规模（亿元）3.8 7.6 11.3 18.9 37.8253.2 冷锻工艺：金属冷成形工艺，滚压加 工或成新 主流 冷 锻 是 一种金属成形工艺：采用简单的圆柱形和圆环形坯料在冷锻模具中一次成形，达到所要求的形状和尺寸精度的技术，金属块或毛坯在（或接近）室温下变形；与冲压加工工艺基本上一样，冷锻加工也是由材料、模具和设备三要素构成。只是冲压加工中的材料主要是板材，而冷锻加工中的材料主要是圆盘线材。在 生 产 中，冷锻 与切 削、热锻、粉 末冶 金及 铸造 相比，具 有以 下优 点：1)材料消耗少，基本无废料。所以相当的节约材料费,而且没有因坯料为热态而污染环境；2)生产效率高；(冷锻机速度可做到1 分钟60至600PCS）；3)冷锻零件的强度性能好，因为冷变形有加工硬化效应；因此提高性能；4)工件精度高，是一种精密成形技术；5)冷锻技术不断开拓,加工方法在提高,也在向一些难度系数较高的产品开发。资料来源：对冷锻 特点 认识的 一种 提升 与更 新_ 卢 险峰，天 风证 券研 究 所263.2 冷锻工艺：金属冷成形工艺，滚压加 工或成新 主流 螺 纹 加 工最常用的方法是切削加工和滚压加工：切削方法工艺成熟，操作方便，但是效率低，且切断了金属的纤维，降低了零件的质量，因此它不能适应螺栓联接件数量大、质量高的需求。滚压螺纹是一种无屑加工方法，其实质是利用某些材料在冷态下的可塑性来进行加工，使工件在滚压工具压力的作用下产生塑性变形，滚制出相应的螺纹；不切断金属的纤维使金属塑性变形而形成螺纹。滚压加工相对于切削加工具有如下优点：1）螺纹表面质量较好，表面粗糙度值较低；2）提高被加工件表层金属的硬度和强度，特别是牙底表面硬度有很大提高；3）经济效率比切削螺纹提高工效几倍至几十倍，易于实现自动化；4）滚压螺纹是无屑加工，可节省原材料；5）可加工无法用切削方法加工的细长螺杆；6）比切削螺纹具有更高的耐腐蚀性。资料来源：螺纹冷 滚压 理论与 工艺 参数 研究_ 齐会 萍，天风 证券 研究 所273.2 冷锻工艺：金属冷成形工艺，滚压加 工或成新 主流 行 星 滚 柱丝杠加工 传统机加：目前差动行星滚柱丝杠加工主要通过车削或铣削的方式完成，精度等级能到达78 级；为了进一步提高滚动体的加工精度，通常还需要配合磨削工艺，最终精度等级通常能到达56 级；加工周期长、难度大，精度要求较高的滚动体更是需要高精密数控机床配合磨削工艺，制造成本高、加工效率低。冷 滚 压 成形 工艺：一般生产效率较传统车削加工提高近十倍，当使用自动上下料机构时，生产效率更高；尺寸一致性好，表面质量较高且稳定。冷滚压成形工艺当前主要集中在楔横轧、径向刨扎等成形方式，产品主要集中于花键，齿轮、螺纹与蜗杆等。冷滚压成形工艺是一种较为理想的加工方法，随着工艺研究的深入以及材料、机械设备等行业的发展，加工的边界还能不断延伸。冷 滚 压 工艺与设备：目前冷滚压成形工艺主要集中于楔横轧和径向滚压。楔横轧是利用两个带有楔形模具（轧辊、平板式等）配合运动，逐步将坯料轧制成变断面回转体轴类零件，广泛应用于汽车、内燃机以及发电机等行业之中。径向滚压成形工艺广泛应用于花键、齿轮以及螺纹等产品，按滚压轮的数量可以分为单轮滚压、双轮滚压以及三轮滚压三种成形工艺。资料来源：行星滚 柱丝 杠滚柱 冷滚 压成 形机 理与 实验 研究_ 王旭，天 风 证券 研究 所图：螺纹平均生产 率对 比曲线 图：阶梯轴楔横轧 图：径向滚压工艺283.2 冷锻工艺：金属冷成形工艺，滚压加 工或成新 主流 滚 柱 冷 滚压成形过程：在滚柱成形过程中，工件自由放置在支承上，利用重力约束于两滚压轮之间，加工过程中，各项参数完全一致的两滚压轮同向旋转，并利用同步带带动螺母丝杠机构实现径向进给运动，依靠摩擦力提供摩擦力矩带动工件旋转，并逐步压入，形成最终齿形。国 内 已 有公 司应 用冷 滚压 工艺 生产：冷滚压精密成形工艺出现较早，国内更有很多公司已应用该工艺生产了螺纹、齿轮、花键和蜗杆等轴类零件，如杭州新剑机器人股份有限公司、北京齿轮总厂、南京工艺装备厂等。但由于对成形设备的认识、成形精度的控制以及成形机理的理解等方面的不足，实际生产的零件质量还有待提高。资料来源：行星滚 柱丝 杠滚柱 冷滚 压成 形机 理与 实验 研究_ 王旭，螺 纹 滚柱 轧制 工艺 研究_ 段 体清，天 风证 券 研究 所图：螺纹滚柱轧制 成形 示意图 图：冷滚压成形过 程293.3 旋风铣：先进螺纹加工方法，加工效 率更高 旋 风 铣 是与普通车床配套的高速铣削螺纹装置：用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法；因其銑削速度高（速度达到400m/min）加工效率快，并采用压缩空气进行排屑冷却，加工过程中切削飞溅如旋风而得名旋风铣。旋风铣可以实现干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削，典型的零件是医用接骨螺钉、植入物、进给螺杆、蜗轮和其他微型零件。旋 风 铣 加工效率高：螺纹旋风铣与螺纹铣削工艺类似，区别在于刀片安装在切削刀盘内部，而不是铣刀外部；螺纹旋风铣刀盘绕圆柱形零件旋转，在一次走刀中切出螺纹。螺纹旋风铣是一种高生产率方法，经常用于加工公差要求严格且需要快速生产的特殊螺纹牙型；表面粗糙度能达到Ra0.8 m，加工精度提高2 级别，相较于传统加工效率可提升10倍以上，相较磨削工艺速度提高3 倍，且干切式加工无需使用昂贵的切削液。资料来源：NTK 官 网，天 风证 券研 究所图：旋风铣与单点 加工 对比图303.3 旋风铣：先进螺纹加工方法，加工效 率更高 旋 风 铣 操作要求降低，稳定性高：车床主轴转速慢，所以机床运动精度高、动态稳定性好；而且车床轴向进给慢，易于操作，对工人专业技能要求降低。不改动车床结构，螺旋升角可调，安装方便。可在细长零件上加工高质量螺纹，而没有刀具弯曲和振动风险；偏心切削不需退刀，只需单次走刀便可去除所有余量，从而缩短生产周期并提高生产率，零件加工成本大幅降低；通过将旋风铣刀盘倾斜至螺旋升角加工精确的螺纹；良好的切屑控制能够实现更加连续的高生产率加工，消耗动力小；不需要精加工处理；能够轻松加工出深螺纹牙型，例如ACME。资料来源：NTK 官 网，山 特维 克官 网，天风 证 券研 究所图：旋风铣加工示 意图 图：旋风铣加工示 意图建议关注431请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明324.1 华辰装备：数控轧辊磨床领导 者，与贝 斯特战 略合作 导轨磨床 华 辰 装 备是国内专业从事全自动高精度数控轧辊磨床研发生产的创新型领先企业：公司生产的全自动高精度数控轧辊磨床是金属板材轧制生产线的重要配套装备，轧辊在板材轧制过程中因高温氧化和机械磨损等原因会导致辊面几何精度损坏，需要周期性地对辊面进行磨削修复，轧辊磨床的磨削精度和磨削效率直接影响板材的轧制质量与生产效率。产 品 应 用多 个领 域，市场 导入 范围 持续 扩大：经其深度加工的压延产品（如金属板、金属带、金属箔等）能够广泛应用于机械设备、汽车工业、船舶工业、家电行业、电力设备、高铁机车、建筑、航空航天、纺织造纸行业等国民经济多个领域。公司产品已经装备宝 武 集 团、河钢集团、首钢集团、青山控股、鞍钢集团、山钢集团、日照钢铁等国内知名企业，并且在有色、造纸行业亦取得了良好口碑；除国内市场外，公司产品已打入国际市场，出口到 泰 国、印度、乌兹别克斯坦等国家。资料来源：华辰装 备公 告，Wind，天风 证券 研 究所图：公司营收及归 母净 利润情 况 图：公司毛利率及 归母 净利率 情况-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%350%400%0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.52019 2020 2021 2022 2023Q1-3 YoY YoY10%15%20%25%30%35%40%45%50%2019 2020
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