磨床為適應(yīng)精加工和硬表面加工需求而生，是重要的工業(yè)母機(jī)之一，在絲杠、鈦合金、碳化硅三大需求增量市場(chǎng)推動(dòng)下，有望迎來(lái)規(guī)模大幅增長(zhǎng)和國(guó)產(chǎn)化加速。

       磨床是什么？

       數(shù)控磨床作為重要的工業(yè)母機(jī)之一，是磨削加工各種材料及復(fù)雜型面零部件的基礎(chǔ)裝備，其下游的細(xì)分行業(yè)數(shù)量眾多。

       磨床類(lèi)機(jī)床是以磨料、磨具（砂輪、砂帶、油石、研磨料）為工具進(jìn)行磨削加工的機(jī)床，它們是由精加工和硬表面加工的需要而發(fā)展起來(lái)的。磨床屬于機(jī)床精度最高一檔，超精密磨床要求尤其高，技術(shù)難度最高。

       磨削加工 來(lái)源：《五軸聯(lián)動(dòng)工具磨床的關(guān)鍵技術(shù)及其研究現(xiàn)狀》

       磨削加工根據(jù)被加工工件形狀不同有較多分類(lèi)，其中外圓磨、內(nèi)圓磨、平面磨為最常見(jiàn)的三種磨削加工方式。外圓磨削應(yīng)用最為廣泛，可用于加工軸、套筒等零件的外圓柱面、圓錐面、軸上臺(tái)階和端面等。內(nèi)圓磨削方式主要包括中心內(nèi)圓磨削、行星內(nèi)圓磨削等，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式與外圓磨削類(lèi)似，分為縱向磨削法和切入磨削法。內(nèi)圓磨削相比外圓磨削整體難度更高。平面磨床主要用于工件平面磨削加工，磨削方法包括砂輪平面磨、砂輪周邊磨等。

       磨具為磨床加工核心耗材，包含砂輪、磨頭、油石、砂瓦等磨具是由許多細(xì)小的磨粒用結(jié)合劑固結(jié)成一定尺寸形狀的磨削工具，由磨粒、結(jié)合劑和空隙（氣孔）三要素組成。資料來(lái)源：機(jī)床商務(wù)網(wǎng)

       數(shù)控磨床是加工發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等工業(yè)機(jī)器重要零部件的關(guān)鍵設(shè)備，除汽車(chē)制造以外，工程機(jī)械、鐵路機(jī)車(chē)、船舶制造等領(lǐng)域中均需要使用數(shù)控磨床加工曲軸、活塞環(huán)等核心零部件。

       在航空航天和國(guó)防軍工等尖端領(lǐng)域，各種新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、加工、應(yīng)用，如晶體、陶瓷、超硬材料、特種耐磨材料、金屬新材料等，均需要數(shù)控磨床的投入，因此，精密、智能、新型的數(shù)控磨床在該類(lèi)領(lǐng)域的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大。

       為什么此刻提及磨床？

       隨著國(guó)產(chǎn)高端數(shù)控磨床得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，綜合競(jìng)爭(zhēng)力大幅提高，民族品牌開(kāi)始崛起，高端數(shù)控磨床的國(guó)產(chǎn)化率將逐步提高。

       我國(guó)制造業(yè)目前正在從“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)變，未來(lái)“高端化、高利潤(rùn)”替代“薄利多銷(xiāo)”是我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)對(duì)高精度、高效率、高價(jià)值的高檔數(shù)控磨床需求的占比也將越來(lái)越高。

       《中國(guó)制造2025》也明確提出“高端數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)設(shè)施裝備到2025年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)80%；主軸、絲桿、線軌等中高檔功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到80%；高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)行列”。

       另一端，從“巴統(tǒng)清單”到“瓦森納協(xié)定”，西方發(fā)達(dá)國(guó)家針對(duì)中國(guó)進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)封鎖，例如日本進(jìn)口的高端磨床需經(jīng)過(guò)外方嚴(yán)格審查，并且限制使用范圍、限制移機(jī)等。近年在國(guó)際局勢(shì)趨于緊張背景下，高精度多軸機(jī)床對(duì)中國(guó)技術(shù)封鎖有進(jìn)一步加劇的趨勢(shì)。

       當(dāng)前，日、美、德等國(guó)家磨床技術(shù)實(shí)力領(lǐng)先企業(yè)發(fā)展成熟，以“大而全”（例如PSS集團(tuán)下屬9大磨床品牌）、“小而美”（例如三井精機(jī)螺紋磨床份額領(lǐng)先）不同定位搶占市場(chǎng)。但從技術(shù)、專利看，國(guó)內(nèi)企業(yè)正奮起直追。

       根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，中國(guó)磨床進(jìn)口額一度高達(dá)10億美元，近年進(jìn)口額有下降趨勢(shì)，但2022年仍為8.35億美元，進(jìn)口替代空間較大。同時(shí)進(jìn)口均價(jià)遠(yuǎn)高于出口均價(jià)，例如數(shù)控平面磨床2022年進(jìn)口均價(jià)18.31萬(wàn)美元、出口均價(jià)4.44萬(wàn)美元。

       來(lái)源：海關(guān)總署，Wind

       其實(shí)國(guó)產(chǎn)五軸工具磨床與進(jìn)口磨床技術(shù)差距已經(jīng)較小，專業(yè)機(jī)構(gòu)推測(cè)在有足夠需求催化的背景下能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。根據(jù)《復(fù)合磨床專利及機(jī)床行業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀分析》數(shù)據(jù)，截至2020年8月，以磨床整個(gè)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行專利檢索，中國(guó)磨床專利數(shù)量14257組，已經(jīng)達(dá)到全球第一。

       同時(shí)根據(jù)《國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口五軸工具磨床加工能力的對(duì)比測(cè)試》中的株洲鉆石刀具加工案例信息，使用國(guó)產(chǎn)磨床和進(jìn)口磨床各加工5支D10抗振銑刀，結(jié)果顯示，國(guó)產(chǎn)磨床和進(jìn)口磨床加工所有參數(shù)均合格，一致性均較好，僅從檢測(cè)樣品A齒和B齒的刃徑、芯厚、前后角及跳動(dòng)的一致性來(lái)看，國(guó)產(chǎn)磨床加工的產(chǎn)品質(zhì)量比進(jìn)口磨床略好。

       雖然產(chǎn)磨床的裝夾跳動(dòng)精度和加工產(chǎn)品的外徑跳動(dòng)精度與進(jìn)口磨床相比存在一定差距，但兩種機(jī)床加工的產(chǎn)品參數(shù)無(wú)明顯差異，因此國(guó)產(chǎn)磨床加工抗振銑刀的調(diào)整控制能力能滿足加工要求，與進(jìn)口磨床的加工能力處于同一水準(zhǔn)。可見(jiàn)國(guó)產(chǎn)磨床已具備一定技術(shù)積累能夠與進(jìn)口品牌進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

       來(lái)源：《國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口五軸工具磨床加工能力的對(duì)比測(cè)試》

       多輪增量需求持續(xù)加速國(guó)產(chǎn)化率

       根據(jù)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)磨床進(jìn)口額占金屬加工機(jī)床的12.2%，考慮進(jìn)口機(jī)床中磨床的占比較高（磨床主要精加工），假設(shè)金屬加工機(jī)床中磨床占比8%。根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)，22年國(guó)內(nèi)金屬加工機(jī)床消費(fèi)額1843.6億元人民幣（274.1億美元），按照8%占比計(jì)算磨床市場(chǎng)空間為147.49億元。

       目前絲杠、鈦合金、碳化硅三大市場(chǎng)帶來(lái)不少增量需求。

       其中絲杠在加工過(guò)程中，粗加工環(huán)節(jié)有磨削/硬車(chē)/旋風(fēng)銑三種技術(shù)路線，精加工主要采用磨削加工，磨削工時(shí)約占總工時(shí)的39%，從秦川機(jī)床案例看磨床的投資額約占絲杠擴(kuò)產(chǎn)設(shè)備投資額的48%。絲杠加工難點(diǎn)主要集中在滾道加工，螺母、絲杠軸分別需要進(jìn)行內(nèi)螺紋、外螺紋加工。根據(jù)機(jī)構(gòu)測(cè)算，按照不同加工工時(shí)計(jì)算，100萬(wàn)臺(tái)人形機(jī)器人對(duì)應(yīng)磨床22至44億元市場(chǎng)空間。

       目前頭部企業(yè)絲杠磨床主要使用日本、德國(guó)進(jìn)口設(shè)備，秦川機(jī)床采購(gòu)高精度床身導(dǎo)軌磨床單價(jià)高達(dá)2800萬(wàn)元。當(dāng)前一方面國(guó)產(chǎn)螺紋磨床已具有一定技術(shù)積累，2014年上海機(jī)床廠SK7420已可實(shí)現(xiàn)P1級(jí)滾珠絲杠副加工，說(shuō)明國(guó)內(nèi)企業(yè)具備制造高端螺紋磨床的技術(shù)實(shí)力；一方面人形機(jī)器人絲杠降本訴求較強(qiáng)，對(duì)定制化開(kāi)發(fā)&自動(dòng)化升級(jí)要求較高，在這方面國(guó)內(nèi)企業(yè)貼近終端客戶有望搶占先機(jī)，在人形機(jī)器人行業(yè)有望實(shí)現(xiàn)高增長(zhǎng)背景下，通過(guò)使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)降本勢(shì)在必行。

       遠(yuǎn)期來(lái)看，人形機(jī)器人若迅速放量有望催生大量絲杠需求，根據(jù)東吳證券研究所測(cè)算，中性假設(shè)下，至2030年人形機(jī)器人行星滾柱絲杠用磨床市場(chǎng)空間可達(dá)50億元，遠(yuǎn)期空間廣闊。

       數(shù)據(jù)來(lái)源：日發(fā)精機(jī)官網(wǎng)，東吳證券研究所測(cè)算

       天風(fēng)證券研究所測(cè)算，當(dāng)人形機(jī)器人年產(chǎn)能達(dá)100萬(wàn)臺(tái)時(shí)，對(duì)應(yīng)高精度數(shù)控磨床/數(shù)控磨床市場(chǎng)規(guī)模約為29.4/8.4億元，預(yù)計(jì)人形機(jī)器人共計(jì)為磨床市場(chǎng)帶來(lái)37.8億元增量空間。

       資料來(lái)源：秦川機(jī)床公告，天風(fēng)證券研究所

       而在鈦合金領(lǐng)域，蘋(píng)果在手機(jī)、手表采用鈦合金材料，拉動(dòng)磨拋設(shè)備需求。在消費(fèi)電子行業(yè)磨床廣泛用于手機(jī)、電腦的玻璃面板、外殼、中框打磨拋光。目前蘋(píng)果手機(jī)、手表使用了鈦合金材料，安卓廠商有望跟進(jìn)。鈦合金材料加工難度更高，會(huì)出現(xiàn)高磨削溫度、砂輪黏附等問(wèn)題，需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造或更新，有望拉動(dòng)相關(guān)磨拋設(shè)備需求。

       由于鈦合金的熱傳導(dǎo)率低、加工硬化嚴(yán)重、與刀具的親和性高、塑性變形小等特性，導(dǎo)致鈦合金極難加工，因此對(duì)鈦合金加工設(shè)備的要求提升。鈦合金粗加工工藝完成后需要研磨拋光，提高工件精度及光潔度。因此鈦合金中框加工時(shí)長(zhǎng)是鋁合金的約為3-4倍，當(dāng)鈦合金被廣泛應(yīng)用于3C電子產(chǎn)品時(shí)，磨床加工設(shè)備需求將同步提升，有望持續(xù)受益鈦合金材料加工。

       再加上碳化硅方面，硅片制備過(guò)程中，滾磨（外圓磨）、倒角（端面磨等）、研磨（平面磨）、拋光（類(lèi)似平面磨）均需要使用到磨床。根據(jù)Wolfspeed數(shù)據(jù)，汽車(chē)碳化硅滲透率有望大幅提升，2027年汽車(chē)用碳化硅市場(chǎng)空間達(dá)到49.86億美元，2022至2027年CAGR39%，有望拉動(dòng)相關(guān)磨拋設(shè)備需求。

       相關(guān)企業(yè)有哪些？

       作為國(guó)內(nèi)軋輥磨床領(lǐng)軍企業(yè)的華辰裝備，產(chǎn)品主要用于鋼鐵、有色等下游行業(yè)，根據(jù)華辰裝備公司公告數(shù)據(jù)，16/17年軋輥磨床行業(yè)占有率分別為32%、34%。華辰裝備新研發(fā)亞μm級(jí)磨床，產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步突破。同時(shí)華辰裝備實(shí)現(xiàn)了核心功能部件自主可控，砂輪主軸、工件主軸、B軸、高速內(nèi)磨主軸、HCK2000C數(shù)控系統(tǒng)均為華辰自主研發(fā)制造。

       宇環(huán)數(shù)控是消費(fèi)電子磨拋設(shè)備領(lǐng)軍企業(yè)，與蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)鏈建立了長(zhǎng)期合作關(guān)系，同時(shí)為華為、榮耀、小米、三星等消費(fèi)電子品牌企業(yè)的供應(yīng)商及代工廠提供相關(guān)的設(shè)備配套服務(wù)，覆蓋消費(fèi)電子領(lǐng)域一線廠商。

       在其他領(lǐng)域宇環(huán)數(shù)控開(kāi)發(fā)了高精度數(shù)控立式復(fù)合磨床，可對(duì)大型軸承、液壓閥套、液壓缸體、精密齒輪、閥門(mén)等具有高精度及表面質(zhì)量要求的產(chǎn)品進(jìn)行加工；同時(shí)開(kāi)發(fā)了導(dǎo)軌磨床，采用龍門(mén)式布局，可對(duì)機(jī)床或其他裝備產(chǎn)品上的中、大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行加工，加工精度可達(dá)到IT3級(jí)，目前已實(shí)現(xiàn)小量銷(xiāo)售。

       日發(fā)精機(jī)子公司日發(fā)機(jī)床定位高端數(shù)控機(jī)床，下游覆蓋高端軸承、汽車(chē)及零部件、工程機(jī)械等高精密機(jī)械及零部件制造業(yè)。國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)規(guī)模靠前的30家企業(yè)中，有25家采用日發(fā)精機(jī)的高端軸承磨超加工及裝配生產(chǎn)線產(chǎn)品。日發(fā)精機(jī)并購(gòu)的子公司意大利MCM為全球知名4軸/5軸臥式加工中心制造商，有能力通過(guò)FMS柔性制造系統(tǒng)為汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域提供整體解決方案。

       秦川機(jī)床則包含了主機(jī)業(yè)務(wù)、高端制造業(yè)務(wù)、核心零部件業(yè)務(wù)、智能制造業(yè)務(wù)四大業(yè)務(wù)板塊，產(chǎn)品包括高端數(shù)控車(chē)床、外圓磨床、齒輪加工機(jī)床、加工中心、滾動(dòng)功能部件等，擁有寶雞機(jī)床、漢江機(jī)床、漢江工具、沃克齒輪等子公司。

       其子公司漢江機(jī)床為國(guó)內(nèi)螺紋磨床主導(dǎo)企業(yè)，能夠提供滾珠絲杠副成套設(shè)備。子公司格蘭德在磨床領(lǐng)域也開(kāi)發(fā)了外圓磨床、萬(wàn)能外圓磨床、端面外圓磨床、軸承磨床、球面磨床、外圓系列數(shù)控磨床、汽車(chē)及工具行業(yè)專用磨床等11大類(lèi)、110多個(gè)品種、150多個(gè)規(guī)格，根據(jù)公司官網(wǎng)信息格蘭德具有年產(chǎn)磨床1.5億能力。