磨床为适应精(jing)加工和硬表面加工需求而生，是重要的工业母机之一，在丝杠、钛合金、碳化硅(gui)三大需求增量市场推动下，有望迎来规模大幅增长和国产化加速。
磨床是什(shi)么？
数控磨床作为重要的工业母机之一，是磨削(xue)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(fen)行(xing)业数量众多。
磨床类(lei)机床是以磨料、磨具（砂轮、砂带、油石、研磨料）为工具进行(xing)磨削(xue)加工的机床，它(ta)们是由精(jing)加工和硬表面加工的需要而发展起来的。磨床属于机床精(jing)度最高一档，超精(jing)密磨床要求尤其高，技术难度最高。
磨削(xue)加工 来源(yuan)：《五轴联动工具磨床的关键技术及其研究现状》
磨削(xue)加工根(gen)据(ju)被加工工件形状不同有较多分(fen)类(lei)，其中外圆(yuan)磨、内(nei)圆(yuan)磨、平面磨为最常(chang)见的三种磨削(xue)加工方式。外圆(yuan)磨削(xue)应用最为广泛，可用于加工轴、套筒(tong)等零件的外圆(yuan)柱面、圆(yuan)锥面、轴上台阶和端面等。内(nei)圆(yuan)磨削(xue)方式主要包括中心内(nei)圆(yuan)磨削(xue)、行(xing)星内(nei)圆(yuan)磨削(xue)等，进给运动方式与外圆(yuan)磨削(xue)类(lei)似，分(fen)为纵向(xiang)磨削(xue)法和切入磨削(xue)法。内(nei)圆(yuan)磨削(xue)相比(bi)外圆(yuan)磨削(xue)整体难度更高。平面磨床主要用于工件平面磨削(xue)加工，磨削(xue)方法包括砂轮平面磨、砂轮周边(bian)磨等。
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(li)用结合剂固结成一定尺寸形状的磨削(xue)工具，由磨粒(li)、结合剂和空(kong)隙（气孔）三要素组成。
资料来源(yuan)：机床商务网
数控磨床是加工发动机、内(nei)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(kong)航天和国防军工等尖端领域，各种新(xin)材料、新(xin)技术、新(xin)产品的开发、加工、应用，如(ru)晶体、陶瓷、超硬材料、特(te)种耐磨材料、金属新(xin)材料等，均需要数控磨床的投入，因此(ci)，精(jing)密、智能、新(xin)型的数控磨床在该类(lei)领域的市场需求不断扩大。
为什(shi)么此(ci)刻(ke)提及磨床？
随着国产高端数控磨床得到市场的广泛认可，综合竞争(zheng)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。
我(wo)国制造业目(mu)前正在从“制造大国”向(xiang)“制造强(qiang)国”转(zhuan)变，未来“高端化、高利润”替代“薄利多销”是我(wo)国制造业的发展趋势(shi)，未来对高精(jing)度、高效率、高价(jia)值的高档数控磨床需求的占(zhan)比(bi)也将越来越高。
《中国制造2025》也明确(que)提出“高端数控机床与基础设施(shi)装备到2025年国内(nei)市场占(zhan)有率超过80%；主轴、丝杆、线轨等中高档功能部件国内(nei)市场占(zhan)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(qiang)国行(xing)列(lie)”。
另一端，从“巴(ba)统清单”到“瓦森(sen)纳协定”，西方发达国家针对中国进行(xing)了严格的技术封锁，例如(ru)日本进口的高端磨床需经过外方严格审查，并且限(xian)制使用范围、限(xian)制移机等。近年在国际局势(shi)趋于紧(jin)张背景下，高精(jing)度多轴机床对中国技术封锁有进一步加剧的趋势(shi)。
当前，日、美、德等国家磨床技术实力领先(xian)企业发展成熟，以“大而全”（例如(ru)PSS集团(tuan)下属9大磨床品牌）、“小而美”（例如(ru)三井精(jing)机螺纹磨床份额(e)领先(xian)）不同定位抢(qiang)占(zhan)市场。但从技术、专利看，国内(nei)企业正奋起直(zhi)追(zhui)。
根(gen)据(ju)海(hai)关总署(shu)数据(ju)进行(xing)统计，中国磨床进口额(e)一度高达10亿美元，近年进口额(e)有下降趋势(shi)，但2022年仍(reng)为8.35亿美元，进口替代空(kong)间较大。同时进口均价(jia)远高于出口均价(jia)，例如(ru)数控平面磨床2022年进口均价(jia)18.31万(wan)美元、出口均价(jia)4.44万(wan)美元。
来源(yuan)：海(hai)关总署(shu)，Wind
其实国产五轴工具磨床与进口磨床技术差距已经较小，专业机构推测在有足(zu)够需求催化的背景下能够实现国产替代。根(gen)据(ju)《复合磨床专利及机床行(xing)业知识产权现状分(fen)析》数据(ju)，截至2020年8月，以磨床整个技术领域进行(xing)专利检索，中国磨床专利数量14257组，已经达到全球第一。
同时根(gen)据(ju)《国产与进口五轴工具磨床加工能力的对比(bi)测试》中的株洲钻石刀(dao)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(dao)，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(chi)和B齿(chi)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(bi)进口磨床略好。
虽然(ran)产磨床的装夹跳动精(jing)度和加工产品的外径跳动精(jing)度与进口磨床相比(bi)存在一定差距，但两种机床加工的产品参数无明显差异(yi)，因此(ci)国产磨床加工抗振铣刀(dao)的调整控制能力能满足(zu)加工要求，与进口磨床的加工能力处于同一水准。可见国产磨床已具备一定技术积累能够与进口品牌进行(xing)竞争(zheng)。
来源(yuan)：《国产与进口五轴工具磨床加工能力的对比(bi)测试》
多轮增量需求持续(xu)加速国产化率
根(gen)据(ju)机床工具工业协会数据(ju)，2022年中国磨床进口额(e)占(zhan)金属加工机床的12.2%，考虑进口机床中磨床的占(zhan)比(bi)较高（磨床主要精(jing)加工），假设金属加工机床中磨床占(zhan)比(bi)8%。根(gen)据(ju)中国机床工具工业协会测算数据(ju)，22年国内(nei)金属加工机床消费额(e)1843.6亿元人(ren)民币（274.1亿美元），按照8%占(zhan)比(bi)计算磨床市场空(kong)间为147.49亿元。
目(mu)前丝杠、钛合金、碳化硅(gui)三大市场带来不少增量需求。
其中丝杠在加工过程中，粗(cu)加工环节有磨削(xue)/硬车/旋风铣三种技术路线，精(jing)加工主要采用磨削(xue)加工，磨削(xue)工时约占(zhan)总工时的39%，从秦川机床案例看磨床的投资额(e)约占(zhan)丝杠扩产设备投资额(e)的48%。丝杠加工难点主要集中在滚道加工，螺母、丝杠轴分(fen)别需要进行(xing)内(nei)螺纹、外螺纹加工。根(gen)据(ju)机构测算，按照不同加工工时计算，100万(wan)台人(ren)形机器人(ren)对应磨床22至44亿元市场空(kong)间。
目(mu)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(jing)度床身导(dao)轨磨床单价(jia)高达2800万(wan)元。当前一方面国产螺纹磨床已具有一定技术积累，2014年上海(hai)机床厂SK7420已可实现P1级滚珠丝杠副(fu)加工，说明国内(nei)企业具备制造高端螺纹磨床的技术实力；一方面人(ren)形机器人(ren)丝杠降本诉求较强(qiang)，对定制化开发&自动化升级要求较高，在这方面国内(nei)企业贴(tie)近终(zhong)端客户有望抢(qiang)占(zhan)先(xian)机，在人(ren)形机器人(ren)行(xing)业有望实现高增长背景下，通过使用国产设备实现降本势(shi)在必(bi)行(xing)。
远期来看，人(ren)形机器人(ren)若迅(xun)速放量有望催生大量丝杠需求，根(gen)据(ju)东吴证券研究所测算，中性假设下，至2030年人(ren)形机器人(ren)行(xing)星滚柱丝杠用磨床市场空(kong)间可达50亿元，远期空(kong)间广阔。
数据(ju)来源(yuan)：日发精(jing)机官网，东吴证券研究所测算
天风证券研究所测算，当人(ren)形机器人(ren)年产能达100万(wan)台时，对应高精(jing)度数控磨床/数控磨床市场规模约为29.4/8.4亿元，预计人(ren)形机器人(ren)共计为磨床市场带来37.8亿元增量空(kong)间。
资料来源(yuan)：秦川机床公告，天风证券研究所
而在钛合金领域，苹果在手机、手表采用钛合金材料，拉(la)动磨抛设备需求。在消费电子行(xing)业磨床广泛用于手机、电脑的玻璃(li)面板、外壳、中框打磨抛光。目(mu)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(xue)温度、砂轮黏附等问(wen)题(ti)，需要对现有设备进行(xing)升级改造或更新(xin)，有望拉(la)动相关磨抛设备需求。
由于钛合金的热传(chuan)导(dao)率低、加工硬化严重、与刀(dao)具的亲和性高、塑(su)性变形小等特(te)性，导(dao)致钛合金极难加工，因此(ci)对钛合金加工设备的要求提升。钛合金粗(cu)加工工艺完成后需要研磨抛光，提高工件精(jing)度及光洁度。因此(ci)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(xu)受益(yi)钛合金材料加工。
再加上碳化硅(gui)方面，硅(gui)片制备过程中，滚磨（外圆(yuan)磨）、倒角（端面磨等）、研磨（平面磨）、抛光（类(lei)似平面磨）均需要使用到磨床。根(gen)据(ju)Wolfspeed数据(ju)，汽车碳化硅(gui)渗透率有望大幅提升，2027年汽车用碳化硅(gui)市场空(kong)间达到49.86亿美元，2022至2027年CAGR39%，有望拉(la)动相关磨抛设备需求。
相关企业有哪些？
作为国内(nei)轧(zha)辊磨床领军企业的华辰装备，产品主要用于钢铁、有色等下游行(xing)业，根(gen)据(ju)华辰装备公司(si)公告数据(ju)，16/17年轧(zha)辊磨床行(xing)业占(zhan)有率分(fen)别为32%、34%。华辰装备新(xin)研发亚μm级磨床，产品性能实现进一步突破。同时华辰装备实现了核心功能部件自主可控，砂轮主轴、工件主轴、B轴、高速内(nei)磨主轴、HCK2000C数控系统均为华辰自主研发制造。
宇环数控是消费电子磨抛设备领军企业，与苹果产业链建立了长期合作关系，同时为华为、荣耀、小米、三星等消费电子品牌企业的供(gong)应商及代工厂提供(gong)相关的设备配套服(fu)务，覆盖消费电子领域一线厂商。
在其他领域宇环数控开发了高精(jing)度数控立式复合磨床，可对大型轴承(cheng)、液压阀套、液压缸体、精(jing)密齿(chi)轮、阀门等具有高精(jing)度及表面质量要求的产品进行(xing)加工；同时开发了导(dao)轨磨床，采用龙门式布局，可对机床或其他装备产品上的中、大型结构件进行(xing)加工，加工精(jing)度可达到IT3级，目(mu)前已实现小量销售。
日发精(jing)机子公司(si)日发机床定位高端数控机床，下游覆盖高端轴承(cheng)、汽车及零部件、工程机械等高精(jing)密机械及零部件制造业。国内(nei)轴承(cheng)行(xing)业规模靠前的30家企业中，有25家采用日发精(jing)机的高端轴承(cheng)磨超加工及装配生产线产品。日发精(jing)机并购的子公司(si)意大利MCM为全球知名(ming)4轴/5轴卧式加工中心制造商，有能力通过FMS柔性制造系统为汽车、航空(kong)航天等领域提供(gong)整体解决方案。
秦川机床则包含了主机业务、高端制造业务、核心零部件业务、智能制造业务四大业务板块，产品包括高端数控车床、外圆(yuan)磨床、齿(chi)轮加工机床、加工中心、滚动功能部件等，拥有宝鸡机床、汉江机床、汉江工具、沃克齿(chi)轮等子公司(si)。
其子公司(si)汉江机床为国内(nei)螺纹磨床主导(dao)企业，能够提供(gong)滚珠丝杠副(fu)成套设备。子公司(si)格兰德在磨床领域也开发了外圆(yuan)磨床、万(wan)能外圆(yuan)磨床、端面外圆(yuan)磨床、轴承(cheng)磨床、球面磨床、外圆(yuan)系列(lie)数控磨床、汽车及工具行(xing)业专用磨床等11大类(lei)、110多个品种、150多个规格，根(gen)据(ju)公司(si)官网信息格兰德具有年产磨床1.5亿能力。