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敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 1 磨床为精加工而生，技术 壁垒较高：磨床 为适 应精 加工和 硬表 面加 工需 求而生，以外 圆磨 床、内 圆磨 床、平面 磨床 为主。在一 般加 工条 件下 精 度等级 可达 到 IT5 至IT6 级（研磨/抛 光能 达到 更高），而铣 削（加工 中心 一般 为铣削）精度等级根 据粗 铣和 精铣 在 IT7 至 IT14 之 间，表面粗 糙 度也有 较大 差异。为 实现 高精、高 速 加工，磨 床具 有较高 技术 壁垒，对结 构件（例 如磨 床 用丝杠 可达 最高 精度 等 级C0 级）、功 能部 件（高精 度 和电气 控制 能力）、装配 均 有较高 要求。国内高端磨床 进口替 代空 间较大，下游需求爆 发有望 催化国产崛起：日、美、德等 国家 磨床 技术 实力 领先 企 业发 展成熟，以“大而 全”（例如PSS 集团 下属9 大 磨床 品牌）、“小而 美”（例如 三井 精 机螺纹 磨床 份额 领先）不 同定位 抢占 市场。但 从技 术、专利 看，国内企 业正 奋起 直追。根 据海关 总署 数据，22 年中 国磨床 进口 额 为 8.35 亿 美 元，进 口替 代空间较 大。同时 进口 均价 远高于 出口 均价，例 如数 控平面 磨 床 22 年 进口 均 价 18.31 万 美元、出 口均 价 4.44 万美 元。目前国产五轴工具磨床与 进口磨床技术差距已经较 小，我们认为在有足够需 求催化的背景下(例如工具磨 床 背景是刀具国产品牌近年高增长)能够实现国产替代，若下游 需求爆发 有望催化国产崛 起。同时高端磨床存在较 大进口限制，例如日 本高 端磨 床出 口需 经过日 本政 府严 格审 查，即使购 买了 也有 使用 范围 限制、移 机限 制等，在 自 主可控 政策 支持下有望 加速 国产 替代。丝杠：磨床为磨制丝杠 核 心设备，通过国产设备 降 本势在必行。在 丝杠 加工 过程中，粗 加工 环节 有磨 削/硬车/旋 风铣三种技 术路 线，精加 工主 要采用 磨削 加工，磨 削工 时约占 总工 时的39%，从 秦川机 床案 例看 磨床 的 投 资额 约 占丝 杠 扩产设备 投资 额的48%。丝杠 加工 难点 主要 集中 在滚 道加工，螺 母、丝杠 轴分 别需要 进行 内螺 纹、外螺 纹 加工。根 据 我们测算，按 照不 同加 工工 时计算，100 万 台人 形机 器人对 应磨床 22 至 44 亿 元市场 空间。目 前头 部企 业丝杠 磨床 主 要使用日 本、德国 进口 设备，秦川 机床 采购 高精 度床 身导轨 磨床 单价 高 达 2800 万元。我 们认 为当 前一 方面国 产螺 纹 磨床已具 有一 定技 术积 累，2014 年 上海 机床 厂 SK7420 已可实 现 P1 级 滚珠 丝杠 副 加工，说明 国内 企业 具备 制造高 端螺 纹磨床的技术实力；一方面 人形机器人丝杠降本诉求 较强，对定制化开发&自动化升级要求较高，在这方 面国内企业贴近终端 客户 有望 抢占 先机，在人 形机 器人 行业 有望 实现高 增长 背景 下，通过 使用国 产设 备实 现降 本势 在必行。钛合金：苹果在 手机、手 表采用钛合金材料，拉动 磨抛设备需求。在 消 费电 子行业 磨床 广泛 用于 手机、电 脑的 玻璃 面板、外壳、中框打磨抛光。目前苹果手机、手表使 用了钛合金材料，安卓厂 商有望跟进。钛合金材料 加工难度更高，会出现 高磨 削温 度、砂轮 黏附等 问题，需 要对 现有 设备进 行升 级改 造或 更新，有望 拉动 相关 磨抛 设备 需求。碳化硅：行业高增长拉 动 磨抛设备需求，国产设备开发落地后续潜在边 际催 化较多。在 硅片 制备过 程 中，滚 磨（外 圆磨）、倒角（端面 磨 等）、研磨（平面 磨）、抛光（类 似平面 磨）均需 要使 用到 磨床，有较 好应 用前 景。根据Wolfspeed数据，汽车 碳化 硅渗 透率 有望大 幅提 升 26 年超过 50%，27 年 汽车 用碳 化硅 市 场空间 达 到 49.86 亿美 元，22 至 27 年CAGR39%，有望拉动相关磨 抛设备需求。而当前国内磨床设备供应商基本均开发了相关产品，当前正从打样逐步过渡至批量 出货 阶段，后 续潜 在边际 催化 较多。磨床为 精加 工而 生，赛 道 高壁垒 国产 替代 空间 较大。当 前国 内磨 床具 有一 定 技术积 累，在 丝杠、钛合 金、碳化 硅下 游需求多 点催 化背 景下 国产 替代有 望加 速，建议 关注 华辰装 备（丝杠 磨床）、宇 环数控（钛 合金 磨床、碳 化硅磨床）、日发精机（丝 杠磨床）、秦 川 机床（丝杠 磨床）、华中 数 控（磨 床数 控系 统）。下游需 求不 及预 期、新品 验证不 及预 期。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 2 内 容 目录 1.磨床 为精 加工 而生，技 术壁垒 较高.6 1.1 常 见磨 床以 外圆 磨床、内圆 磨床、平 面磨 床为 主.6 1.1.1 外圆 磨床.7 1.1.2 内圆 磨床.8 1.1.3 平面 磨床.9 1.2 磨 具为 磨床 加工 核心 耗材，包含 砂轮、磨 头、油石、砂瓦 等.10 1.3 磨 床在 高精 度、高速 追求下 具有 较高 技术 壁垒.11 2.国内 高端 磨床 进口 替代 空间较 大，下游 需求 爆发 催化国 产崛 起.14 2.1 海 外企 业发 展成 熟，形成“大 而全”、“小 而美”不 同定位.14 2.2 从 专利、技 术视 角看，国内 磨床 企业 正在 奋起 直追，部分 领域 差距 已经 较小.19 2.3 22 年 中国 磨床 进口 额8.35 亿美 元，国内 企业 普 遍体量 较小 有较 大成 长空 间.20 2.4 丝 杠、钛合 金、碳化 硅市场 需求 多点 爆发，有 望催化 国产 崛起.22 2.4.1 丝杠：磨 床为 磨制 丝杠核 心设 备，通过 国产 设备降 本势 在必 行.22 2.4.2 钛合 金：苹果 在手 机、手 表采 用钛 合金 材料，拉动 磨抛 设备 需求.28 2.4.3 碳化 硅：行业 高增 长拉动 磨抛 设备 需求，国 产设备 开发 落地 后续 潜在 边际催 化较 多.30 3.投资 建议.35 3.1 华 辰装 备：与贝 斯特 签订导 轨磨 床合 作协 议，螺纹磨 床有 望实 现突 破深 耕丝杠 赛道.35 3.2 宇 环数 控：钛合 金设 备+碳 化硅 设备 共同 催化，同时导 轨磨 床已 经开 发落 地.37 3.3 日 发精 机：轴承 装备 技术实 力突 出，螺纹 磨床 进行丝 杠试 磨情 况良 好.38 3.4 秦 川机 床：子公 司汉 江机床 螺纹 磨床 技术 处于 领先水 平.39 3.5 华 中数 控：磨削 数控 系统可 用于 丝杠 螺纹 磨削.40 3.6 科 德数 控：工具 磨、叶尖磨 技术 实力 国内 领先.41 4.风险 提示.42 图 表 目录 图表 1：金属 切削 机床 主 要分类.6 图表 2：金属 切削 加工 根 据工件/刀 具相 对运 动关 系 的分类.6 图表 3：磨削 加工 主要 通 过砂轮 等实 现材 料去 除.7 图表 4：磨床 以外 圆磨、内圆磨、平 面磨 为主.7 图表 5：外圆 磨主 要加 工 方式.8 图表 6：外圆 磨床 结构.8 图表 7：主要 内圆 磨削 方 式.8 图表 8：内圆 磨砂 轮通 常 直径较 小，整体 加工 难度 更高.9 敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 3 图表 9：内圆 磨床 主要 结 构.9 图表 10：平面 磨床 主要 磨削方 式.9 图表 11：立式 平面 磨床 结构.10 图表 12：卧式 平面 磨床 结构.10 图表 13：磨具 由磨 粒、气孔、结合 剂组 成.10 图表 14：磨料、粒 度、结合剂、硬 度、组织 等决 定了磨 具最 终的 特性.11 图表 15：磨床 精度 等级 为机床 精度 最高 一档，技 术难度 最高（研 磨后 精度 可进一 步提 高）.12 图表 16：精密 磨床 加工 精度可 达微 米级，技 术难 度较高.12 图表 17：要实 现最 终的 高精度 加工，磨 床核 心功 能部件 需要 具有 较高 精度.13 图表 18：磨床 用丝 杠可 达到 C0 级（数 字越 小精 度 越高）.13 图表 19：磨床 根据 砂轮 线速度 分为 普通 磨床、高 速磨床 和超 高速 磨床.14 图表 20：实现 超高 速磨 削对磨 床性 能要 求较 高.14 图表 21：海外 磨床 企业 以欧、美、日等 国家 与地 区为主，企 业发 展较 为成 熟.14 图表 22：PSS 集团 有能 力 为多个 行业 提供 全套 解决 方案.15 图表 23：PSS 集团 旗下9 大品牌 均有 较长 发展 历史 技术，构筑 强大 品牌 矩阵.16 图表 24：法孚 集团 也以 多个知 名品 牌构 筑品 牌矩 阵，提 供高 精度 磨削 解决 方案。.16 图表 25：法孚 集团 超精 密设备 事业 部 21 年 新签 订 单约3.02 亿欧 元，占比 约16%.17 图表 26：三井 精机 螺纹 磨床具 有较 高市 场份 额，尤其在 日本 几乎 为 100%.17 图表 27：三井 精机 工厂 建设坚 固地 基以 减少 振动 影响.18 图表 28：三井 精机 工厂 采用特 殊设 计的 空调 系统 以降低 温度 变化.18 图表 29：三井 精机“Kisage”工艺 追求 更高 加工 精度.18 图表 30：三井 精机 使用“三面摩 擦”的 方式 创造 平面.18 图表 31：采用“Kisage”工 艺多次 测量 多次 加工 以实 现机械 加工 无法 达到 的精 度.19 图表 32：截至20 年8 月 中国磨 床专 利数 量已 达全 球领先.19 图表 33：2000 年后 中国 磨床技 术专 利申 请数 量快 速提升，2011 年申 请量 达 到世界 第一，国 内企 业迎 头追赶 20 图表 34：国产 磨床 与进 口磨床 进行 刀具 加工 性能 较为接 近.20 图表 35：22 年 中国 磨床 进口 额 8.35 亿 美元.21 图表 36：磨床 进口 均价 远高于 出口 均价.21 图表 37：国内 磨床 企业 收入体 量较 小，未来 有较 大成长 空间.22 图表 38：23 年 工业 母机 政策支 持力 度进 一步 加大.22 图表 39：磨削 滚珠 丝杠 加工工 艺复 杂.23 图表 40：丝杠 粗加 工有 多重工 艺.23 图表 41：磨制 丝杠 加工 主要工 序工 时.23 图表 42：磨削 工艺 约占 磨制工 序 39%工时.23 图表 43：滚珠 丝杠 主要 包括螺 母、丝杠 轴两 大部 分.24 敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 4 图表 44：行星 滚柱 丝杠 相比滚 柱丝 杠增 加了 行星 滚柱的 加工，但 加工 方式 与主丝 杠轴 类似.24 图表 45：内螺 纹磨 床结 构.24 图表 46：丝杠 螺母 内螺 纹加工 方式.25 图表 47：砂轮 回转 面与 滚道螺 旋面 接触 对应 关系.25 图表 48：反式 行星 滚柱 丝杠螺 母内 螺纹 加工 可能 出现加 工干 涉，需针 对设 备、砂 轮等 进行 优化.25 图表 49：螺纹 磨床 加工 示意.26 图表 50：丝杠 外滚 道加 工示意.26 图表 51：头部 企业 在精 加工环 节多 使用 进口 设备.26 图表 52：秦川 机床 滚动 功能部 件扩 产设 备投 资中 磨床占 比 48%.26 图表 53：秦川 机床 扩产 部分进 口设 备单 价可 上千 万.26 图表 54：上海 机床 厂开 发的 SK7420 机 床可 实现P1 级滚 珠丝 杠副 加工，我 们认为 技术 层面 看具 备国 产替代 基 础.27 图表 55：丝杠 加工 设备 有较大 优化 空间，国 内企 业贴近 终端 客户 有望 抢占 先机.27 图表 56：人形 机器 人百 万台出 货量 有望 拉 动 22 至44 亿元 磨床 设备 市场.28 图表 57：消费 电子 行业 大量使 用数 控磨 床、数控 抛光机 进行 磨削、抛 光加 工.28 图表 58：宇 环数 控消 费电 子磨抛 设备 与日、美 产品 竞争获 得了 捷普 集团、富 士康等 苹果 产业 链公 司的 大额订 单，产品具 有较 强竞 争力.28 图表 59：目前 钛合 金材 料已经 在手 机厂 商中 持续 推广.29 图表 60：“三明 治”结 构，中间为 手机 中框.29 图表 61：手机 中框 示意 图.29 图表 62：手机 中框 使用 材料对 比.30 图表 63：钛合 金磨 削加 工较为 困难，有 望拉 动磨 抛设备 需求 增长.30 图表 64：典型 抛光 硅片 制作工 序包 含多 个磨 抛环 节.31 图表 65：硅棒 截断 后需 使用外 圆磨 床进 行处 理.32 图表 66：切片 后的 硅片 倒角处 理也 需要 使用 磨床.32 图表 67：硅片 双面 研磨 处理（通常 用于 小硅 片）.33 图表 68：硅片 表面 磨削 处理（通常 用于 大硅 片）.33 图表 69：硅片 单面 抛光 示意.33 图表 70：抛光 通常 采用CMP 设备.33 图表 71：第三 代半 导体 材料碳 化硅 具有 更优 良的 物理、化学 性质.33 图表 72：汽车 碳化 硅渗 透率有 望大 幅提 升.34 图表 73：新能 源汽 车碳 化硅市 场空 间有 望 在 27 年 达到49.86 亿美 元.34 图表 74：国产 碳化 硅磨 抛相关 设备 取得 一定 进展，后续 有望 迎来 边际 催化.35 图表 75：重点 公司 盈利 预测.35 图表 76：华辰 装备 为国 内轧辊 磨床 细分 赛道 冠军，下游 覆盖 钢铁、有 色等 行业.36 敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 5 图表 77：华辰 装备 亚 m 级磨床 性能 优异，同 时实 现核心 功能 部件+数 控系 统 自制.36 图表 78：华辰 装备 预计1 年内 向贝 斯特 供应 高端 导轨磨 床，同时 公司 官网 已出现 螺纹 磨床.37 图表 79：宇环 数控 为消 费电子 磨抛 设备 领军 企业，覆盖 苹果 等一 线消 费电 子厂商.37 图表 80：宇环 数控 导轨 磨床实 现小 量销 售，加工 精度可 达 IT3 级.38 图表 81：宇环 数控 碳化 硅多功 能滚 圆磨 床.38 图表 82：宇环 数控CMP 设备.38 图表 83：日发 精机 轴承 磨超自 动线 可用 于圆 锥滚 子轴承 超精 密加 工.39 图表 84：MCM 卧式 加工 中 心.39 图表 85：MCM 柔性 制造 系 统.39 图表 86：秦川 机床 布局 主机、高端 制造、核 心零 部件、智能 制造 四大 业务 板块.40 图表 87：秦川 机床 子公 司汉江 机床 能提 供滚 珠丝 杠副成 套设 备，尤其 是螺 纹磨床 技术 实力 突出.40 图表 88：华中 数控HNC-808DG 磨削 数控 系统.41 图表 89：华中 数控 磨床 数控系 统覆 盖丝 杠螺 纹磨 等多种 磨削 加工 方式.41 图表 90：科德 数控 五轴 工具磨 削中 心.42 图表 91：科德 数控 铣磨 复合加 工设 备.42 图表 92：科德 数控 高速 叶尖磨 削中 心单 价可 上 1000 万元.42 敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 6 1.1 常见磨床以外圆磨床、内圆磨床、平面磨 床为 主 金属切削机 床 按照国 家标 准的金属 切削机床 型号 编制方法，分为车床、铣 床、钻床、镗床、齿轮 加 工机 床、螺 纹加工 机床、磨 床、刨插 床、拉 床、锯床 和其 他机 床11 类。图表1：金属切削机床主要分 类 来源：金属 切削 机床（第 3 版），国金证 券研 究所 根据工 件/刀具 的相 对运 动 关系，可以 将金 属切 削加 工分为 三大 类。图表2：金属切削加工根据工 件/刀 具相对运动关系的分 类 来源：数控 车削 编程 与加 工，国 金 证券研 究所 磨床类机床 是以磨料、磨 具（砂轮、砂带、油 石、研磨料）为 工具进行 磨削 加工的机床，它们是 由精 加工 和硬 表面 加工的 需要 而发 展起 来的。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 7 图表3：磨削加工 主要通过砂 轮等 实现材料去除 来源：五轴 联动 工具 磨床 的关 键技 术及其 研究 现状，国 金证 券研 究所 磨削加 工根 据被 加工 工件 形状不 同有 较多 分类，其 中外圆 磨、内圆 磨、平 面 磨为最 常见 的三种磨 削加 工方 式。图表4：磨床以外圆磨、内圆 磨、平面磨为主 来源：金属 切削 机床（第 3 版）、磨料、磨具 与磨 削技 术、国金 证券 研究所 1.1.1 外圆磨床 外圆磨 削应 用最 为广 泛，可用于 加工 轴、套筒 等零 件的外 圆柱 面、圆锥 面、轴上台 阶和 端面等。外圆 磨削 的方 法很 多，常 用的 有纵 向磨 削法、切入 磨削 法、分 段磨 削 法和深 切缓 进 敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 8 给磨削 法。图表5：外圆磨主要加工方式 来源：机械 加工 工艺 简明 速查 手册，国金 证券 研究 所 外圆磨 床主 要由 工件 头架、砂轮 架、尾座、工 作台、床身 等核 心部 件组 成。图表6：外圆磨床结构 来源：金属 切削 机床（第 3 版），国金证 券研 究所 1.1.2 内圆磨床 内圆磨削方 式主要包 括中 心内圆磨削、行星内 圆磨 削等，进给 运动方式 与外 圆磨削类似，分为纵 向磨 削法 和切 入磨 削法。图表7：主要内圆磨削方式 来源：机械 加工 工艺 简明 速查 手册，国金 证券 研究 所 内圆磨 削相 比外 圆磨 削整 体难度 更高。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 9 图表8：内圆磨砂轮通常直径 较小，整体加工难度更高 来源：机械 加工 工艺 简明 速查 手册，国金 证券 研究 所 内圆磨 床由 床身、工 作台、头架、磨 具架、滑 鞍及 砂轮修 整器、操 纵装 置等 部件组 成。图表9：内圆磨床主要结构 来源：金属 切削 机床（第3 版），国金证 券研 究所 1.1.3 平面磨床 平面磨 床主 要用 于工 件平 面磨削 加工，磨 削方 法包 括 砂轮 平面 磨、砂轮 周边 磨等。图表10：平面磨床主要磨削方 式 来源：金属 切削 机床（第3 版），国金证 券研 究所 平面磨 床根 据机 床结 构可 分为立 式、卧式 平面 磨床。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 10 图表11：立式平面磨床结构 图表12：卧式平面磨床结构 来源：金属 切削 机床（第3 版），国金证 券研 究所 来源：金属 切削 机床（第3 版），国金证 券研 究所 1.2 磨具为磨床加工核心 耗材，包含砂轮、磨 头、油石、砂瓦等 磨具是 由许 多细 小的 磨粒 用结合 剂固 结成 一定 尺寸 形状的 磨削 工具，由磨 粒、结合剂 和空隙（气 孔）三要 素组 成。图表13：磨具由磨粒、气孔、结合 剂组成 来源：机械 加工 工艺 简明 速查 手册，国金 证券 研究 所 磨具的 磨料、粒 度、结合 剂、硬 度、组织 等决 定了 磨具最 终的 工作 特性。磨 料主要 分为 普通磨料（刚 玉系、碳 化物 系）、超硬 磨料（金 刚石、立方氮 化硼）。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 11 图表14：磨料、粒度、结合剂、硬 度、组织等决定了磨 具最 终的特性 来源：机械 制造 技术（第2 版），国金证 券研 究所 1.3 磨床 在高精度、高速 追求下具有较高技术 壁垒 磨床在 高精 度、高速 追求 下具有 较高 技术 壁垒：1）高 精度：磨 床属 于机 床 精度最 高一 档，超精 密磨 床要求 尤其 高 整体来 看，磨床 精度 等级 属于机 床里 最高 一档，技 术难度 最高。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 12 图表15：磨床精度等级为机床 精度 最高一档，技术难度 最高（研磨后精度可进一 步提 高）来源：机械 加工 工艺 简明 速查 手册，国金 证券 研究 所 精密磨 床技 术难 度较 高，以 高精密 磨床 为例，主 要可 用 于丝杠 导轨、机 床主 轴等 部 件加工，要求表 面粗 糙 度 Ra 不大 于0.01-0.14 m，精度 达 到0.1-0.5 m。图表16：精密磨床加工精度可 达微 米级，技术难度较高 相对磨削等级 加工精度/m 表面粗糙度 Ra/m 适 用 范 围 普通磨 削 1 0.16 1.25 各种零 件的 滑动 面、曲 轴 轴颈、凸 轮轴 轴颈、活塞、普 通滚 动轴 承滚道及 平面、内 圆、外圆 和桃形 凸轮，各 种刀 具的 刃磨，一 般量具的测 量面 等 精密磨 削 0.51 0.04 0.16 液压滑 阀、液压 泵、油 嘴、针阀、机床 主轴、量规、四棱 尺、高 精度轴承 滚柱、塑 料及 金属 带、压 延辊 高精密 磨削 0.10.5 0.01 0.04 高精度 滚柱 导轨、精 密机 床主轴、金 属线 纹尺、标 准环、塞规、量杆、半 导体 硅片、金 属带、压延 辊 超精密 磨削 0.1 0.01 精密级 金属 线纹 尺、轧制 微米级 厚度 带的 压延 辊、超光栅、超 精密磁头、超精 密电 子枪、固 体电子 元件 及航 天器 械、激光光 学部 件、核融合 装置、天 体观 测装 置等零 件加 工 来源：磨料、磨 具与 磨削 技术、国 金证券 研究 所 要实现 最终 的高 精度 加工，磨床 核心 功能 部件 需要 具有较 高精 度。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 13 图表17：要实现最终的高精度 加工，磨床核心功能部件 需要 具有较高精度 来源：超高 速磨 床仿 真分 析，高 速精密 乳辊 磨头 主轴 驱动 控制 系统 设 计，基于 数控 磨床 闭环 位置 反馈 实 现大型 零件 带锥表 面配 磨，国金 证券 研究 所 例如磨 床用 丝杠 也可 达到 丝杠的 最高 精度 要求。图表18：磨床用丝杠可达到 C0 级（数字越小精度越高）来源：NSK，国金 证券 研究 所 2）高 速度：实 现高 速、超 高速磨 削对 磨床 性能 要求 较高 磨床根 据砂 轮线 速度 分为 普通磨 床、高速 磨床 和超 高速磨 床。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 14 图表19：磨床根据砂轮线速度 分为 普通磨床、高速磨床 和超 高速磨床 来源：高速 磨削 机床 研究 综述，磨料、磨具 与磨 削技 术（第二 版），国金证 券研 究所 要实现 磨床 的 超 高速 磨削，对床 身、主 轴、冷却 系 统等需 要进 行进 一步 优化，以实 现较 好的动态 特性。图表20：实现超高速磨削对磨 床性 能要求较高 来源：磨料、磨 具与 磨削 技术（第 二版），国 金证 券研 究所 2.1 海外企业发展成熟，形成“大而全”、“小 而美”不同定位 欧、美、日等 国家 与地 区 由于高 端制 造业、半 导体 产业起 步较 早，在磨 床技 术研发 水平 处于全球 领先 地位，相 关企 业资历 老产 品成 熟。图表21：海外磨床企业以欧、美、日等国家与地区为主，企 业发展较为成熟 公司 简介 Precision Surfacing Solutions(PSS)生产微米级精密表面处理技术开发的全球行业领导者，拥有 Lapmaster、Peter Wolters、ELB、aba、REFORM、KEHREN、MICRON、ISOG、Barnes 等9 大品牌家族。能够提供 面向各种场景的精密加工解决方案。UNITED GRINDING Group（联合磨削集团）世界领先的机床制造商之一，主要产品有精密磨床、电解机床、激光机床、测量机以及增材制造机床。集团在 20 多个制造、服务和销售地点拥有约 2300 名员工。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 15 公司 简介 hardinge（哈挺机床）全球一流的高精度，高可靠性金属切削机床及相关的工具附件供应商。拥有超过 125 年的 丰富经验，产品包括多元化的数控车床、铣床、磨床以及夹持工具配件，为全球超过 65 个国家及地区提供优质解 决方案 Fives（法孚）法孚在磨削领域已有 120 多年 的经验，并在广泛的应用和材料制作中设计提供磨削技术。在全球磨削领域拥有 141 项有效专利，能为不同行业客户提供解决方案。Hamai Company（浜井产业株式会社）主要产品包括研磨抛光机、滚齿机和双面铣床，具有 90 多年 的双面研磨机、滚齿机制作经验，产品适合加工各种晶体、硅片、玻璃、蓝宝石、电脑磁盘、液晶等。AM Technology 主要产品包括单/双面精磨系列设备、研磨抛光系列设备以及精密切割切面系列设备等，产品应用于工件的精磨、研磨、切割和抛光领域，其中 ADL 双面精磨，研磨抛光系列 设备和 VRG 半自动减薄系列设 备达到欧盟 CE 标准。Mitsui Seiki（三井精机）1928 年成立，专注制造高精度 母机，在丝杠螺纹磨床中占有较高份额，尤其是在日本的份额接近 100%。TOYO（东洋先进机床）凭借在汽车生产制造中孕育出来的加工制造技术,在超精密 加工领域持续突破，尤其是内圆磨床市场认可度较高，06 年内圆磨床累计产量达 到 10000 台，22 年销售额255 亿日元。来源：各公 司官 网，宇环 数控 招股 说 明书，宇晶 股份 招股 说明 书，国金 证 券研究 所 整体来 看，海外 市场 参与 者可以 分为“大 而全”、“小而美”两 类：1）“大而 全”：打 造多 品牌 产 品矩阵，为 多个 精密 加工 下游提 供整 体解 决方 案 美国PSS（Precision Surfacing Solutions）集团，前身 莱玛 特 沃 尔特 斯（Lapmaster Wolters），作 为 全球 最大 的超精 密机 床生 产制 造商 之一，旗下 拥有 来自 于德 国、瑞 士、美国、英 国及 荷兰 的多 个百 年 品牌。集团 产品 涵盖 了半 导 体晶圆 设备、多 线切 割设 备、研磨、抛光、双端 面磨 床、强力 成形磨、平 面成 形磨、去 毛刺机、立 式磨 削中 心、叶尖磨、内 外圆磨及 耗材。为 全球 超 过9000 个客 户提 供精 密加 工 解决方 案。图表22：PSS 集团有能力为多个行 业提供全套解决方案 来源：PSS 集团 微信 公众 号，国金 证 券研究 所 PSS 集 团旗 下 9 大品 牌均 有较长 发展 历史，构 筑强 大品牌 矩阵。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 16 图表23：PSS 集团旗下9 大品牌均 有较长发展历史技术，构 筑强大品牌矩阵 来源：PSS 集团 官网，国 金证 券研 究 所 法孚集 团超 精密 设备 事业 部提供 金属 切削、复合 材料 自动化 解决 方案、磨削/超 精密加 工、切削工具/磨 具磨料等 产品 与服务。其 磨床板块 下属 多个品牌，在汽车行 业以 其先进的 凸轮轴磨 削系 统和 曲轴 磨削 系统闻名，同 时也 在无 心 磨削、圆 盘磨 削和 数控 磨 削工艺 方面 处于领先 地位，其 磨削 的轴 类零件 广泛 应用 于各 个行 业。图表24：法孚集团也以多个知 名品 牌构筑品牌矩阵，提 供高 精度磨削解决方案。来源：法孚 集团 官网，国 金证 券研 究 所 敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 17 法孚集 团 21 年 实现 营业 收 入 17.24 亿欧 元，新签 订 单 18.89 亿欧 元，其中 超 精密设 备事业部（含 金 属切 削、复 合 材料自 动化 解决 方案、磨 削/超 精密 加工、切削 工具/磨具 磨料 等多个子 版块）订 单占 比约 为 16%，对 应约3.02 亿 欧 元。图表25：法孚集团超精密设备 事业 部 21 年新签订单约3.02 亿欧元，占比约 16%来源：法孚 集团 官网，国 金证 券研 究 所 2）“小 而美”：深耕 细分 领 域打造 拳头 产品 以三井 精机 为例，其 22 年 营业收 入为 201 亿日 元，企业规 模小 于德 玛吉 森精 机等龙 头机床厂，但高 精度 机床 具有 较高知 名度，尤 其是 螺纹 磨床市 场份 额较 高，在日 本份额 几乎 为100%。图表26：三井精机螺纹磨床具 有较 高市场份额，尤其在 日本 几乎为 100%来源：三井 精机 官网，国 金证 券研 究 所 为了实现高 精度机床 制造 并保持较高 产品一致 性，三井精机在 工厂建设、制造/装配工艺等领域 不断 精进：1）实现彻底 的温度控 制与 振动控制。根据三井 精机 官网信息，其工厂建 设为 了确保地 基水平与 降低 外部 振动 影响，地基 由 1700 根桩 打入 地 下基岩 组成，同 时建 筑物 的地基 与设备安装 的地 基进 行了 隔离，确保其 他振 动不 会对 设 备造成 影响。同时 工厂 采 用了特 殊设 计的空调 系统 成为 天花 板层 流系统，将空 调空 气泵 入天 花板，然 后从 众多 穿孔 板中 吹出小 孔，朝向 地板 进行 收集并通 过回风 管循环，以实现工 厂在垂直/水平 方向均几 乎没有温 差，同时地面 几乎 没有 风速。16%37%36%11%敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 18 图表27：三井精机工厂建设坚 固地 基以减少振动影响 图表28：三井精机工厂采用特 殊设 计的空调系统以降低温度变化 来源：三井 精机 官网，国 金证 券研 究 所 来源：三井 精机 官网，国 金证 券研 究 所 2）采用“Kisage”特殊工 艺追求更高精 度。工业 母 机的加工精 度无法超 过母 机本身的精度，为 了解 决这 个问 题三 井精机 提出 了“Kisage”工艺，使用 类似 凿子 的工 具 刮掉 铸件 表面的过 程。在高 低不 平的 金属切 削表 面上 涂上 朱红 色，再 用夹 具进 行擦 拭，凸出部 的朱 红色会被 剥离，再 次切 割 朱 红色 剥 离的 部分，重 复进 行这个 过程 以确 保形 成平 坦的表 面。图表29：三井精机“Kisage”工艺 追求更高加工精度 图表30：三井精机使用“三面 摩擦”的方式创造平面 来源：三井 精机 官网，国 金证 券研 究 所 来源：三井 精机 官网，国 金证 券研 究 所 在一个 滑动 表面 的加 工中，需要进 行多 次的 重复 加 工与测 量以 实现 高精 度。对于加 工工 人的要求 较高，最 好的 工人 能用身 体记 住要 调整 多少 到 1m 去 除量。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 19 图表31：采用“Kisage”工艺多次 测量多次加工以实现 机械 加工无法达到的精度 来源：三井 精机 官网，国 金证 券研 究 所 2.2 从专利、技术 视角看，国内磨床企业正在 奋起 直追，部分领域差距 已经 较小 根据 复合 磨床 专利 及机 床行业 知识 产权 现状 分析 数据，截至 2020 年 8 月，以磨 床整个技术 领域 进行 专利 检索，中国 磨床 专利 数 量 14257 组，已经 达到 全球 第一。图表32：截至20 年 8 月中国磨床专 利数量已达全球领先 来源：复合 磨床 专利 及机 床行 业知 识产权 现状 分析，国 金证 券研 究所 动态视角看，2000 年之前 中国磨床专利 申请数量 较 少，专利申 请以日本、美 国、德国等国家为 主，之后 专利 申请 数量大 幅增 长，到 2011 年 专利申 请量 已达 到世 界第 一并持 续增长。35%24%18%6%5%3%9%敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 20 图表33：2000 年后中国磨床技术专 利申请数量快速提升，2011 年申请量达到世界第一，国内企业迎头追赶 来源：复合 磨床 专利 及机 床行 业知 识产权 现状 分析，国 金证 券研 究所 根据 国产 与进口五 轴工 具磨床加工 能力的对 比测 试 中的株 洲钻石刀 具加 工案例信息，使用国 产磨 床和 进口 磨床 各加 工 5 支D10 抗振 铣刀，结果显 示，国 产磨 床和 进 口磨床 加工所有参 数均 合格，一 致性 均较好，仅 从检 测样 品 A 齿和 B 齿 的刃 径、芯 厚、前后角 及跳动的一 致性 来看，国产 磨 床加工 的产 品质 量比 进口 磨床略 好。两 种机 床加 工 的产品 参数 无明显差 异，因 此国 产磨 床 加工抗 振铣 刀的 调整 控制 能力能 满足 加工 要求，与 进口磨 床的 加工能力 处于 同一 水准，但 产 磨床的 装夹 跳动 精度 和加 工产品 的外 径跳 动精 度与 进口磨 床相比存在 一定 差距。综合上述内 容看，我 们认 为目前国产 磨床已具 备一 定技术积累 能够与进 口品 牌进行竞争，在有足 够需 求催 化的 背景 下能够 实现 国产 替代。图表34：国产磨床与进口磨床 进行 刀具加工性能较为接 近 来源：国产 与进 口五 轴工 具磨 床加 工能力 的对 比测 试，国金 证券 研究 所 2.3 22 年中国磨床进 口额8.35 亿美元，国内企业普 遍体量较小有较大成 长空 间 根据机 床工 具工 业协 会数 据，2022 年 中国 磨床 进口 额占金 属加 工机 床 的12.2%，考虑 进口机床中 磨床 的占 比较 高（磨床主 要精 加工），假 设金 属加工 机床 中磨 床占 比 8%。根 据中 国机床工 具工 业协 会测 算数 据，22 年国 内金 属加 工机 床消费 额 1843.6 亿元 人 民币（274.1亿美元），按照8%占 比计 算磨床 市场 空间 为 147.49 亿元。根据海 关总 署数 据 进 行统 计，以 编码8460 作 为参 考，中国磨 床进 口额 一度 高达10 亿美 元，近年进 口额 有下 降趋 势，但 22 年仍 为 8.35 亿 美元。敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 21 图表35：22 年中国磨床进口额8.35 亿美元 来源：海 关总 署，Wind，国 金证 券研 究所；注：按 照海 关总 署编 码8460（用磨石、磨料 或抛 光材 料对 金属 或金 属陶瓷 进行 去毛刺、刃 磨、磨削、珩 磨、研磨、抛 光或其 他精 加工 的机 床，但品 目 8461 的切 齿机、齿 轮磨 床或 齿轮 精加 工 机床除 外）进行统计 从主要 的平 面磨 床、曲轴 磨床（属于 外圆 磨）、内 圆 磨床看，进 口均 价远 高于 出口均 价，图表36：磨床进口均价远高于 出口 均价 来源：海关 总署，Wind，国金 证券 研 究所 在有较 大国 产替 代空 间，国产磨 床价 格与 进口 磨床 价格有 较大 差距 背景 下，目前国 内磨 床企业的 体量 也普 遍较 小，未来有 较大 成长 空间。12.8810.238.459.838.356.5426.00%-20.63%-17.32%16.30%-15.13%-30%-20%-10%0%10%20%30%024681012142018 2019 2020 2021 2022 2023 1-10 YoY20.06 18.31 4.61 4.44 90.05 91.71 15.24 45.67 25.78 28.01 12.59 9.33 20.63 22.57 1.04 1.10 0204060801002021 2022 敬请参 阅最 后一 页特 别声 明 22 图表37：国内磨床企业收入体 量较 小，未来有较大成长 空间 来源：Wind，国 金证 券研 究所：注：汉江机 床、日发 机床 业务 不仅 限于 磨 床 从“巴统清 单”到“瓦森 纳协定”，西 方发达国 家针 对中国进行 了严格的 技术 封锁，例 如日本进 口的 高端 磨床 需经 过外方 严格 审查，并 且限 制使用 范围、限 制移 机等。近年 在国 际局势趋 于紧 张背 景下，高 精度多 轴机 床对 中国 技术 封锁有
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