“人形机器人的OPTIMUS时刻”系列(九)：丝杠加工设备：雄关漫道 迈步而越

　　磨削为精密丝杠的主要加工方式，核心工序包括螺纹加工、丝杠校直及热处理。磨削是利用磨具或磨料切除工件表面多余材料的加工方法，属于精加工方式，精度等级可达C5 级甚至更高，缺点是生产效率低，工艺周期约为30-50天，且制造成本高。冷轧即滚压成形，相比磨削生产效率更高，工艺周期约为1-3 天，但制成的丝杠精度一般只有C7 或C10 级。生产精密滚珠/柱丝杠的常用方法为“粗车+精磨”，需要遵循“先粗后精”“基面先行”和“先主后次”的原则，经过切削、磨削和热处理等共二十多道工序。
　　螺纹加工：对应的加工设备为磨床和旋风铣设备。常见的加工方法有滚压加工和切削加工两大类。精度等级更高的滚珠丝杠要求较高的螺纹加工精度，尤其行星滚柱丝杠的螺纹加工直接影响产品制造成功与否。
　　丝杠校直：对应的加工设备为自动校直机。校直是对丝杠进行弯曲校正，常分为冷态校直和热态校直。目前国内校直机厂商包括中机试验装备、上海北友等。
　　热处理：对应的加工设备为感应淬火设备。热处理是指将工件在固态下加热、保温和冷却，从而获得所需性能的一种工艺。根据加热和冷却方法的不同，热处理可以分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。
　　磨床是磨削工艺中用到的高精度加工机床，作为滚珠/柱丝杠生产线最后的机械加工设备，对丝杠装配后精度起到关键性影响。根据海关总署数据，计算得出2022 年我国进口磨床均价为22.39 万美元/台，而出口磨床均价仅为1.21 万美元/台，反映出国内中低端产品居多、高端产品依赖进口。随着国产品牌竞争力的提高，我国磨床进口金额总体呈下降趋势，据中国机床工具工业协会，2023年为7.7 亿美元，仍存在较大国产替代空间。目前我国数控磨床市场中，德国埃玛克、美国莱玛特、日本三井精机等国际知名厂商，占据我国高端数控磨床市场主要份额；秦川机床、华辰装备、宇环数控等国内厂商在高端磨床市场仍有巨大潜力。
　　旋风铣设备旋风铣经济效益优于磨削。数控旋风铣床基本部件包括头架、铣头、拖板、尾架、中心架和跟刀架，海内外旋铣设备发展历程较短，部分厂商可实现精加工；我国正逐步打破技术壁垒，目前国产数控旋风铣床用于螺纹硬铣，在工件导程精度和表面粗糙度方面与国外存在一定差距，处于半精加工水平阶段。数控旋风铣床零部件中，刀具的性能很大程度上决定旋铣加工质量，其切削耗材的齿形一致性及材质为关键变量，其中CBN/PCBN 刀具硬度和稳定性高，为滚珠丝杠螺纹铣削的首选。
　　感应淬火是丝杠热处理工艺中最重要也是最复杂的一种工艺，很大程度上决定着产品质量。对应设备感应淬火机床由感应加热电源、数控系统、其他关键功能部件、冷却装置和床身主体五部分组成。国内感应淬火机厂商数量较少，规模较大的主要为恒进感应、恒精感应和升华感应三家，加工大型、中型工件的能力不输国外龙头，但整体自动化程度不足。
　　下游产业蓬勃发展，带动国内厂商景气回升。1）华辰装备：轧辊磨床领先厂商，合作贝斯特开发高端直线导轨磨床；2）秦川机床：机床工具行业龙头骨干，滚珠丝杠产能持续扩张；3）浙海德曼：车床车削专家，复合化技术开发成效显著；4）宇环数控：国内数控磨床领军企业，助力“钛合金”产品加工工艺优化 。
　　行业投资评级与投资建议。丝杠加工设备作为滚珠/柱丝杠生产线的机械加工设备，对丝杠装配后的精度起到关键性影响，受益于丝杠需求的持续扩张和丝杠生产厂商资本开支的增加。整体丝杠加工设备单机价值量较高，随着国产品牌竞争力的提高，高端市场进口替代空间广阔。给予丝杠设备行业“推荐”评级。重点关注华辰装备、秦川机床、浙海德曼和宇环数控。
　　风险提示：人形机器人进展不及预期；国内厂商产品开发进度、核心客户导入不及预期；原材料价格上涨增加成本风险；市场竞争加剧等。
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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