磨床为适应精加工和硬表面加工需求而生，是重(zhong)要的工业母机之(zhi)一，在丝杠、钛合金(jin)、碳化硅三大需求增量市场推动(dong)下，有望迎来规模大幅增长(chang)和国产化加速。
磨床是什么？
数控磨床作(zuo)为重(zhong)要的工业母机之(zhi)一，是磨削加工各种(zhong)材料及复杂型面零部件(jian)的基础装备，其下游的细分行业数量众多。
磨床类机床是以(yi)磨料、磨具(ju)（砂轮、砂带、油石、研磨料）为工具(ju)进(jin)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。磨床属于机床精度最(zui)高一档(dang)，超精密磨床要求尤其高，技术难度最(zui)高。
磨削加工 来源(yuan)：《五轴联动(dong)工具(ju)磨床的关键技术及其研究现状(zhuang)》
磨削加工根据被加工工件(jian)形状(zhuang)不同有较多分类，其中外圆磨、内圆磨、平面磨为最(zui)常见的三种(zhong)磨削加工方式。外圆磨削应用最(zui)为广泛，可用于加工轴、套筒等(deng)零件(jian)的外圆柱面、圆锥面、轴上台阶(jie)和端面等(deng)。内圆磨削方式主要包(bao)括中心内圆磨削、行星内圆磨削等(deng)，进(jin)给运动(dong)方式与外圆磨削类似，分为纵向磨削法和切入磨削法。内圆磨削相比外圆磨削整体难度更高。平面磨床主要用于工件(jian)平面磨削加工，磨削方法包(bao)括砂轮平面磨、砂轮周边磨等(deng)。
磨具(ju)为磨床加工核心耗材，包(bao)含砂轮、磨头、油石、砂瓦等(deng)磨具(ju)是由许多细小的磨粒用结合剂固结成一定尺寸形状(zhuang)的磨削工具(ju)，由磨粒、结合剂和空(kong)隙（气(qi)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(dong)机、内燃机等(deng)工业机器重(zhong)要零部件(jian)的关键设备，除汽车制造(zao)以(yi)外，工程机械、铁路(lu)机车、船舶制造(zao)等(deng)领域中均需要使用数控磨床加工曲轴、活(huo)塞环(huan)等(deng)核心零部件(jian)。
在航空(kong)航天和国防(fang)军工等(deng)尖(jian)端领域，各种(zhong)新材料、新技术、新产品的开发、加工、应用，如晶(jing)体、陶瓷、超硬材料、特种(zhong)耐磨材料、金(jin)属新材料等(deng)，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(gai)类领域的市场需求不断扩大。
为什么此刻提及磨床？
随着国产高端数控磨床得到市场的广泛认可，综(zong)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。
我国制造(zao)业目前正在从“制造(zao)大国”向“制造(zao)强国”转变，未(wei)来“高端化、高利润”替代“薄利多销”是我国制造(zao)业的发展趋(qu)势，未(wei)来对高精度、高效率、高价值的高档(dang)数控磨床需求的占(zhan)比也(ye)将越(yue)来越(yue)高。
《中国制造(zao)2025》也(ye)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(zhan)有率超过80%；主轴、丝杆、线轨等(deng)中高档(dang)功能部件(jian)国内市场占(zhan)有率达到80%；高档(dang)数控机床与基础制造(zao)装备总体进(jin)入世(shi)界强国行列”。
另一端，从“巴统清单”到“瓦森纳协定”，西方发达国家针对中国进(jin)行了严格的技术封锁，例如日本进(jin)口(kou)的高端磨床需经(jing)过外方严格审查，并且(qie)限制使用范围、限制移机等(deng)。近年在国际局势趋(qu)于紧张背景下，高精度多轴机床对中国技术封锁有进(jin)一步加剧的趋(qu)势。
当前，日、美(mei)、德等(deng)国家磨床技术实力领先企业发展成熟，以(yi)“大而全”（例如PSS集团下属9大磨床品牌）、“小而美(mei)”（例如三井精机螺(luo)纹磨床份额领先）不同定位抢占(zhan)市场。但从技术、专利看，国内企业正奋起直追。
根据海关总署(shu)数据进(jin)行统计，中国磨床进(jin)口(kou)额一度高达10亿美(mei)元，近年进(jin)口(kou)额有下降趋(qu)势，但2022年仍为8.35亿美(mei)元，进(jin)口(kou)替代空(kong)间较大。同时进(jin)口(kou)均价远高于出口(kou)均价，例如数控平面磨床2022年进(jin)口(kou)均价18.31万美(mei)元、出口(kou)均价4.44万美(mei)元。
来源(yuan)：海关总署(shu)，Wind
其实国产五轴工具(ju)磨床与进(jin)口(kou)磨床技术差距已经(jing)较小，专业机构推测(ce)在有足够需求催化的背景下能够实现国产替代。根据《复合磨床专利及机床行业知(zhi)识产权现状(zhuang)分析》数据，截至2020年8月，以(yi)磨床整个技术领域进(jin)行专利检索，中国磨床专利数量14257组，已经(jing)达到全球第一。
同时根据《国产与进(jin)口(kou)五轴工具(ju)磨床加工能力的对比测(ce)试》中的株洲钻石刀具(ju)加工案(an)例信息，使用国产磨床和进(jin)口(kou)磨床各加工5支D10抗振(zhen)铣刀，结果显示(shi)，国产磨床和进(jin)口(kou)磨床加工所有参数均合格，一致性均较好，仅从检测(ce)样品A齿和B齿的刃径、芯厚、前后(hou)角及跳动(dong)的一致性来看，国产磨床加工的产品质量比进(jin)口(kou)磨床略(lue)好。
虽然产磨床的装夹跳动(dong)精度和加工产品的外径跳动(dong)精度与进(jin)口(kou)磨床相比存在一定差距，但两种(zhong)机床加工的产品参数无(wu)明显差异(yi)，因此国产磨床加工抗振(zhen)铣刀的调整控制能力能满足加工要求，与进(jin)口(kou)磨床的加工能力处于同一水准(zhun)。可见国产磨床已具(ju)备一定技术积累能够与进(jin)口(kou)品牌进(jin)行竞争(zheng)。
来源(yuan)：《国产与进(jin)口(kou)五轴工具(ju)磨床加工能力的对比测(ce)试》
多轮增量需求持续加速国产化率
根据机床工具(ju)工业协会数据，2022年中国磨床进(jin)口(kou)额占(zhan)金(jin)属加工机床的12.2%，考虑进(jin)口(kou)机床中磨床的占(zhan)比较高（磨床主要精加工），假设金(jin)属加工机床中磨床占(zhan)比8%。根据中国机床工具(ju)工业协会测(ce)算数据，22年国内金(jin)属加工机床消费(fei)额1843.6亿元人民币（274.1亿美(mei)元），按照8%占(zhan)比计算磨床市场空(kong)间为147.49亿元。
目前丝杠、钛合金(jin)、碳化硅三大市场带来不少增量需求。
其中丝杠在加工过程中，粗加工环(huan)节有磨削/硬车/旋风铣三种(zhong)技术路(lu)线，精加工主要采用磨削加工，磨削工时约占(zhan)总工时的39%，从秦川机床案(an)例看磨床的投资额约占(zhan)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(luo)母、丝杠轴分别需要进(jin)行内螺(luo)纹、外螺(luo)纹加工。根据机构测(ce)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(kong)间。
目前头部企业丝杠磨床主要使用日本、德国进(jin)口(kou)设备，秦川机床采购(gou)高精度床身导轨磨床单价高达2800万元。当前一方面国产螺(luo)纹磨床已具(ju)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(ju)备制造(zao)高端螺(luo)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(dong)化升级要求较高，在这方面国内企业贴近终端客(ke)户有望抢占(zhan)先机，在人形机器人行业有望实现高增长(chang)背景下，通过使用国产设备实现降本势在必行。
远期(qi)来看，人形机器人若迅速放(fang)量有望催生大量丝杠需求，根据东(dong)吴证(zheng)券(quan)研究所测(ce)算，中性假设下，至2030年人形机器人行星滚柱丝杠用磨床市场空(kong)间可达50亿元，远期(qi)空(kong)间广阔(kuo)。
数据来源(yuan)：日发精机官网，东(dong)吴证(zheng)券(quan)研究所测(ce)算
天风证(zheng)券(quan)研究所测(ce)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(kong)间。
资料来源(yuan)：秦川机床公告，天风证(zheng)券(quan)研究所
而在钛合金(jin)领域，苹(ping)果在手(shou)机、手(shou)表采用钛合金(jin)材料，拉动(dong)磨抛设备需求。在消费(fei)电子行业磨床广泛用于手(shou)机、电脑的玻璃面板、外壳、中框打磨抛光。目前苹(ping)果手(shou)机、手(shou)表使用了钛合金(jin)材料，安卓厂商有望跟进(jin)。钛合金(jin)材料加工难度更高，会出现高磨削温度、砂轮黏附等(deng)问题，需要对现有设备进(jin)行升级改造(zao)或更新，有望拉动(dong)相关磨抛设备需求。
由于钛合金(jin)的热传导率低、加工硬化严重(zhong)、与刀具(ju)的亲和性高、塑性变形小等(deng)特性，导致钛合金(jin)极难加工，因此对钛合金(jin)加工设备的要求提升。钛合金(jin)粗加工工艺完成后(hou)需要研磨抛光，提高工件(jian)精度及光洁度。因此钛合金(jin)中框加工时长(chang)是铝(lu)合金(jin)的约为3-4倍，当钛合金(jin)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(shou)益钛合金(jin)材料加工。
再加上碳化硅方面，硅片(pian)制备过程中，滚磨（外圆磨）、倒角（端面磨等(deng)）、研磨（平面磨）、抛光（类似平面磨）均需要使用到磨床。根据Wolfspeed数据，汽车碳化硅渗(shen)透率有望大幅提升，2027年汽车用碳化硅市场空(kong)间达到49.86亿美(mei)元，2022至2027年CAGR39%，有望拉动(dong)相关磨抛设备需求。
相关企业有哪些？
作(zuo)为国内轧辊磨床领军企业的华辰装备，产品主要用于钢铁、有色等(deng)下游行业，根据华辰装备公司公告数据，16/17年轧辊磨床行业占(zhan)有率分别为32%、34%。华辰装备新研发亚(ya)μm级磨床，产品性能实现进(jin)一步突破。同时华辰装备实现了核心功能部件(jian)自主可控，砂轮主轴、工件(jian)主轴、B轴、高速内磨主轴、HCK2000C数控系统均为华辰自主研发制造(zao)。
宇环(huan)数控是消费(fei)电子磨抛设备领军企业，与苹(ping)果产业链建立了长(chang)期(qi)合作(zuo)关系，同时为华为、荣耀、小米、三星等(deng)消费(fei)电子品牌企业的供应商及代工厂提供相关的设备配套服务，覆盖消费(fei)电子领域一线厂商。
在其他领域宇环(huan)数控开发了高精度数控立式复合磨床，可对大型轴承(cheng)、液压阀套、液压缸体、精密齿轮、阀门等(deng)具(ju)有高精度及表面质量要求的产品进(jin)行加工；同时开发了导轨磨床，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(jian)进(jin)行加工，加工精度可达到IT3级，目前已实现小量销售。
日发精机子公司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(jian)、工程机械等(deng)高精密机械及零部件(jian)制造(zao)业。国内轴承(cheng)行业规模靠前的30家企业中，有25家采用日发精机的高端轴承(cheng)磨超加工及装配生产线产品。日发精机并购(gou)的子公司意大利MCM为全球知(zhi)名4轴/5轴卧式加工中心制造(zao)商，有能力通过FMS柔性制造(zao)系统为汽车、航空(kong)航天等(deng)领域提供整体解决方案(an)。
秦川机床则包(bao)含了主机业务、高端制造(zao)业务、核心零部件(jian)业务、智能制造(zao)业务四大业务板块，产品包(bao)括高端数控车床、外圆磨床、齿轮加工机床、加工中心、滚动(dong)功能部件(jian)等(deng)，拥有宝鸡机床、汉江机床、汉江工具(ju)、沃克齿轮等(deng)子公司。
其子公司汉江机床为国内螺(luo)纹磨床主导企业，能够提供滚珠丝杠副成套设备。子公司格兰德在磨床领域也(ye)开发了外圆磨床、万能外圆磨床、端面外圆磨床、轴承(cheng)磨床、球面磨床、外圆系列数控磨床、汽车及工具(ju)行业专用磨床等(deng)11大类、110多个品种(zhong)、150多个规格，根据公司官网信息格兰德具(ju)有年产磨床1.5亿能力。