东吴证券发布人形机器人行业报告指出,丝杠是线性执行器的核心部件,成本占比56%。目前丝杠加工主要有纯磨制、轧制、旋风铣三条工艺路线,纯磨制精度高但效率低,旋风铣兼顾效率与精度。高精度螺纹磨床是保障丝杠精度的关键设备,目前国产磨床在批量加工高端丝杠时稳定性仍有差距,国产替代空间大。旋风铣为硬加工工艺,PCBN超硬刀具为优选,丝杠需求放量将带动螺纹磨床和超硬刀具需求同步提升。华辰装备(螺纹磨床)、沃尔德(PCBN超硬刀具)、国机精工(超硬刀具)等有望受益。
丝杠加工三条工艺路线对比
目前丝杠加工共有三条工艺路线,各技术路线各有所长。纯磨制工艺:缺点在于效率很低(30多道工序),先刻画出滚道再进行热处理容易产生形变,粗磨过程中进给量较大易导致滚道退火。优点在于可以加工异形丝杠。轧制工艺:精度较低但效率高,用于低精度丝杠。旋风铣工艺:缺点在于淬火后的铁棒必须是标准圆柱形,无法加工异形丝杠;优点在于兼顾加工效率和精度。各种工艺方案下,若要保障丝杠精度,高精度螺纹磨床不可或缺。无论前道工序如何,对螺纹滚道和轴颈的精细磨削是最关键的环节,此时需使用高精度螺纹磨床配合加工。
螺纹磨床——国产替代关键设备
目前国内外磨床水平仍相差较大,进口磨床不仅精度高,同时能够做到可靠性好,保障批量加工的稳定性。国产磨床可以满足C3-C4精度的中端丝杠加工,但批量加工高端丝杠(C0-C2)时,出品不稳定。国外磨床龙头包括瑞士斯图特(外圆磨床)、日本三井精机(螺纹磨床)、英国MATRIX(全球螺纹磨床龙头)、美国DRAKE等。国内龙头磨床厂正加速布局螺纹磨床:秦川机床(汉江机床专注螺纹磨床)、上海机床厂(各类数控磨床)、华辰装备(轧辊磨床龙头,成功中标南京理工大学P0级滚柱丝杠加工项目)。华辰装备产品精度已达世界一流水平,螺纹磨床国产替代先行者。
超硬刀具——旋风铣工艺优选耗材
从加工效率来看,旋风铣加工远远高于纯磨制工艺,未来旋风铣潜力较大。由于旋风铣为硬加工工艺(即加工硬度较高的材料),其对刀具的硬度有较高要求,综合考虑加工要求和经济性,PCBN铣刀为旋风铣最合适的加工刀具。目前超硬刀具行业占据高端市场优势地位的依旧是外资老牌刀具企业,包括山特维克、肯纳金属、日本住友等。国产超硬刀具龙头例如沃尔德(超硬刀具营收4.59亿元)、郑州钻石精密、威海威硬工具等,正逐步凭借性价比优势向中高端领域渗透。国机精工在超硬刀具领域拥有较强技术优势。
表5:丝杠加工设备与耗材核心标的| 环节 | 核心标的 | 核心产品 | 进展 |
|---|
| 螺纹磨床 | 华辰装备 | 精密螺纹磨床 | 中标南京理工大学P0级项目 |
| 螺纹磨床 | 秦川机床 | 螺纹磨床 | 汉江机床专注螺纹磨床 |
| 超硬刀具 | 沃尔德 | PCBN复合片 | 超硬刀具营收4.59亿元 |
| 超硬刀具 | 国机精工 | 超硬刀具 | 技术实力强 |
投资建议——关注华辰装备、沃尔德、国机精工
人形机器人量产将大幅提升丝杠需求,进而带动螺纹磨床和超硬刀具需求。螺纹磨床目前仍依赖进口,国产替代势在必行。华辰装备是螺纹磨床国产替代的先行者,2024年12月成功中标南京理工大学P0级滚柱丝杠加工项目,印证了产品实力。沃尔德超硬刀具产品矩阵中包括PCBN复合片产品,适用于丝杠旋风铣加工,技术储备较为成熟。国机精工在超硬刀具领域拥有较强技术优势,产品出货有望伴随丝杠量产进程加速而提升。建议重点关注丝杠加工设备与耗材环节的国产替代机遇。
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