機(jī)床行業(yè)系列專題（一）：工業(yè)母機(jī)快步突圍

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u工業(yè)母機(jī)，快步突圍 4乘制造業(yè)復(fù)蘇東風(fēng)，走向自主可控國(guó)產(chǎn)替代 4機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的核心 7機(jī)床種類豐富，細(xì)分行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈 10數(shù)控機(jī)床是未來機(jī)床更新迭代的趨勢(shì)所向，國(guó)內(nèi)數(shù)控化率亟待提升 16風(fēng)險(xiǎn)提示 19圖表目錄圖表1：2004-2022年中國(guó)制造業(yè)增加值變情及全球數(shù)據(jù)對(duì)比 4圖表2：2013-2023年5月中國(guó)制造業(yè)固定產(chǎn)資完成額累計(jì)值及計(jì)比 5圖表3：2022年全球前機(jī)床行業(yè)生產(chǎn)值（歐） 6圖表4：2022年全球前機(jī)床行業(yè)消費(fèi)值（歐） 6圖表5：2018-2022年中國(guó)機(jī)床行業(yè)進(jìn)出口貿(mào)逆差額 7圖表6：機(jī)床工具的類 8圖表7：機(jī)床工具的分類方式 9圖表8：2021年機(jī)床市場(chǎng)部分細(xì)分行業(yè)營(yíng)收況 10圖表9：2022年金屬加機(jī)床產(chǎn)量情況 10圖表10：金屬切削機(jī)的細(xì)分種類及作用 10圖表11：車床的細(xì)分類及作用 11圖表12：車床市場(chǎng)國(guó)及中國(guó)典型廠商 12圖表13：銑床的細(xì)分類及作用 13圖表14：臥式和立式床的區(qū)別 14圖表15：銑床市場(chǎng)國(guó)及中國(guó)典型廠商 14圖表16：磨床的細(xì)分類及作用 15圖表17：磨床市場(chǎng)國(guó)及中國(guó)典型廠商 16圖表18：數(shù)控機(jī)床發(fā)歷程及重要拐點(diǎn) 16圖表19：五軸數(shù)控機(jī)原理圖 18圖表20：數(shù)控機(jī)床與下游間的關(guān)系 18圖表21：數(shù)控機(jī)床與通機(jī)床相比的優(yōu)勢(shì)點(diǎn) 19工業(yè)母機(jī)，快步突圍乘制造業(yè)復(fù)蘇東風(fēng)，走向自主可控自主研發(fā)20046252202249756我國(guó)造增值CAGR約12.21全比從8.61提到30.38同期CAGR4.62圖表1：2004-2022年中國(guó)制造業(yè)增加值變動(dòng)情況及全球數(shù)據(jù)對(duì)比資料來源：，度過了外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境負(fù)面影響，我國(guó)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額逐步恢復(fù)，保持較快增速。根據(jù)上國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，截至2023年5月，我國(guó)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額累計(jì)同比增長(zhǎng)6。圖表2：2013-2023年5月中國(guó)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額累計(jì)值及累計(jì)同比資料來源：，VDM2022，20228032573299971212CR571，2022808260975221810圖表3：2022年全球前五機(jī)床行業(yè)生產(chǎn)值（億歐元） 圖表4：2022年全球前五機(jī)床行業(yè)消費(fèi)值（億歐元）資料來源：VDM德國(guó)機(jī)械工業(yè)網(wǎng)， 資料來源：VDM德國(guó)機(jī)械工業(yè)網(wǎng)，中國(guó)機(jī)床行業(yè)長(zhǎng)期的貿(mào)易逆差正逐步縮減，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)機(jī)床正一步步走向自主可控、自主研發(fā)。長(zhǎng)久以來，中國(guó)機(jī)床進(jìn)出口市場(chǎng)均呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，自2019年伊始，受到貿(mào)易沖突的影響，我國(guó)進(jìn)口市場(chǎng)存在一定程度的下滑，2020年開始由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)環(huán)境問題影響，中國(guó)機(jī)床進(jìn)、出口市場(chǎng)都進(jìn)一步下降。隨后至2022年，一方面國(guó)內(nèi)機(jī)械產(chǎn)業(yè)鏈開始向自主可控的自主研發(fā)方向進(jìn)發(fā)，并收獲一定成效，另一方面，中國(guó)乃至全球市場(chǎng)受阻于公共衛(wèi)生安全事件的需求逐步兌現(xiàn)，出口額在不斷攀升。20182022貿(mào)易差額已經(jīng)縮小至2.74億歐元。圖表5：2018-2022年中國(guó)機(jī)床行業(yè)進(jìn)出口及貿(mào)易逆差額9000 600080007000

50006000 400050004000

30003000 200020001000

100002018

2019

2020

2021

02022出口（百萬歐元） 進(jìn)口（百萬歐元） 貿(mào)易逆差（百萬歐元，右軸）資料來源：VDM德國(guó)機(jī)械工業(yè)網(wǎng)，，20231-322.137.4（9.3（5.3（4.62.8.8（02）620232023機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的核心（Machine40-60圖表6：機(jī)床工具的分類資料來源：中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)，圖表7：機(jī)床工具的其他分類方式分類方式分類明細(xì)加工方式/對(duì)象車床、鉆床、鏗床、磨床、齒輪加工機(jī)床、銑床、創(chuàng)床、插床等運(yùn)動(dòng)軌跡點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床、點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床、輪廓控制數(shù)控機(jī)床。加工精度普通精度機(jī)床、精密機(jī)床、高精度機(jī)床自動(dòng)化程度手動(dòng)操作機(jī)床、半自動(dòng)化機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床機(jī)床自動(dòng)化控制方式仿形機(jī)床、程序控制機(jī)床、數(shù)字控制機(jī)床、適應(yīng)制造系統(tǒng)機(jī)床的適用范圍通用機(jī)床、專用機(jī)床資料來源：額1823元比長(zhǎng)5.1中屬削機(jī)生額1158.4同比長(zhǎng)3.3金成機(jī)床產(chǎn)額664.6元同比長(zhǎng)8.4同，據(jù)202257.218.32020-202270圖表8：2021年機(jī)床市場(chǎng)部分細(xì)分行業(yè)營(yíng)收情況 圖表9：2022年金屬加工機(jī)床產(chǎn)量情況資料來源：中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)， 資料來源：中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)，機(jī)床種類豐富，細(xì)分行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈圖表10：金屬切削機(jī)床的細(xì)分種類及作用種類作用車床程執(zhí)行操作，兩種車床對(duì)工人都有一定的能力要求。鏜床件還可進(jìn)行鉆削、銑削、切削的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。銑床和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較創(chuàng)床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。磨床其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工，如磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。刨床刨床是用創(chuàng)刀對(duì)工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床。使用刨床加工，刀具較簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率較低(加工長(zhǎng)而窄的平面除外)，因而主要用于單件，小批量生產(chǎn)及機(jī)修車間，在大批量生產(chǎn)中往往被銑床所代替。鉆床加工中心帶刀庫和帶刀庫兩大類。其中帶刀庫的數(shù)控銑床又稱為加工中心。車削中心工序在車削中心上一次完成。龍門銑加工，價(jià)格高昂。資料來源：車床圖表11：車床的細(xì)分種類及作用種類用途普通車床/臥式車床普通車床是能對(duì)軸、盤、環(huán)等多種類型工件進(jìn)行多種工序加工的臥式車床，常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲和滾花等。普通車床因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。立式車床主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，刀架在橫梁或立柱上移動(dòng)。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，分單柱和雙柱兩大類。轉(zhuǎn)塔車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產(chǎn)。自動(dòng)車床按一定程序自動(dòng)完成中小型工件的多工序加工，能自動(dòng)上下料，重復(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。多刀半自動(dòng)車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高3-5倍。仿形車床在車削的同時(shí)，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小砂輪鏟磨齒面。鏟齒車床在車削的同時(shí)，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通常帶有鏟磨附件，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小砂輪鏟磨齒面。專門化車床加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。數(shù)控車床業(yè)綜合實(shí)力的體現(xiàn)。數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡(jiǎn)稱，它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加效率高的專用型車床的特點(diǎn)于一身，是國(guó)內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床。馬鞍車床馬鞍車床在車頭箱處的左端床身為下沉狀，能夠容納直徑大的零件。車床的外形為兩頭高，中間低，形似馬鞍，所以稱為馬鞍車床。馬鞍車床適合加工徑向尺寸大，軸向尺寸小的零件，適于車削工件外圓、內(nèi)孔、端面、切槽和公制、英制、模數(shù)、經(jīng)節(jié)螺紋，還可進(jìn)行鉆孔、鋒孔、較孔等工藝，特別適于單件、成批生產(chǎn)企業(yè)使用。馬鞍車床在馬鞍槽內(nèi)可加工較大直徑工件。機(jī)床導(dǎo)軌經(jīng)淬硬并精磨，操作方便可靠。車床具有功率大、轉(zhuǎn)速高，剛性強(qiáng)、精度高、噪音低等特點(diǎn)。聯(lián)合車床主要用于車削加工,但附加一些特殊部件和附件后還可進(jìn)行鋒、銑、鉆、插、磨等加工，具有"一機(jī)多能"的特點(diǎn)，適用于工程車、船舶或移動(dòng)修理站上的修配工作。資料來源：TSUGAMIHardinge圖表12：車床市場(chǎng)國(guó)外及中國(guó)典型廠商國(guó)際廠商中國(guó)廠商山崎MAZAK美國(guó)哈挺(Hardinge)秦川機(jī)床日發(fā)精機(jī)大隈株式會(huì)社(OKUMA)美國(guó)哈斯沈陽機(jī)床華辰裝備德瑪吉森精機(jī)浙海德曼齊重?cái)?shù)控津上機(jī)床(TSUGAMI)海天精工友佳國(guó)際（中國(guó)臺(tái)灣）資料來源：銑床1950，1970圖表13：銑床的細(xì)分種類及作用種類用途臺(tái)式銑床小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。懸臂式銑床銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂一般可沿床身一側(cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動(dòng)?；硎姐姶仓鬏S裝在滑枕上的銑床。龍門式銑床床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動(dòng)。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動(dòng)，工作臺(tái)可沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，用于大件加工。平面銑床用于銑削平面和成形面的銑床。仿形銑床對(duì)工件進(jìn)行仿形加工的銑床，一般用于加工復(fù)雜形狀工件。升降臺(tái)銑床具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動(dòng)的升降臺(tái)的銑床，通常安裝在升降臺(tái)上的工作臺(tái)和滑鞍可分別作縱向、橫向移動(dòng)。搖臂銑床搖臂銑床亦可稱為炮塔銑床，搖臂銑，萬能銳，機(jī)床的炮塔銑床是一種輕型通用金屬切削機(jī)床，具有立、臥銑兩種功能，可銑削中、小零件的平面、斜面、溝槽和花鍵等。床身式銑床工作臺(tái)不能升降，可沿床座導(dǎo)軌作縱向、橫向移動(dòng)，銑頭或立柱可作垂直移動(dòng)的銑床。專用銑床如工具銑床——用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。資料來源：圖表14：臥式和立式銑床的區(qū)別應(yīng)用特點(diǎn)臥式銑床多用于齒輪加工、開槽、花鍵、切割等(1)主軸水平布置(2)一般帶有立式銑頭，功能相對(duì)立式銑床更多(3)生產(chǎn)效率會(huì)高于臥式銑床(4)精度相對(duì)更高立式銑床多用于平面加工(1)主軸垂直布置(2)成本相對(duì)低(3)應(yīng)用廣泛資料來源：MAZAK（Amada（Makino野)、DMG（德國(guó)德瑪吉、Fanuc（日本發(fā)那科、Hardinge（、HaasAutomation（（1980已經(jīng)有40年以上的歷史，制造經(jīng)驗(yàn)極其豐富。圖表15：銑床市場(chǎng)國(guó)外及中國(guó)典型廠商國(guó)際廠商中國(guó)廠商MAZAK（日本馬扎克Fanuc（日本發(fā)那科Amada（日本天田美國(guó)哈挺(Hardinge)Makino（日本牧野美國(guó)哈斯DMG（德國(guó)瑪吉 創(chuàng)世紀(jì)山東威達(dá)沈陽機(jī)床國(guó)盛智科秦川機(jī)床武重集團(tuán)海天精工資料來源：磨床圖表16：磨床的細(xì)分種類及作用種類用途外圓磨床普通型的基型系列，主要用于磨削圓柱形和圓錐形外表面的磨床。內(nèi)圓磨床普通型的基型系列，主要用于磨削圓柱形和圓錐形內(nèi)表面的磨床。此外，還有兼具內(nèi)外圓磨的磨床，坐標(biāo)磨床具有精密坐標(biāo)定位裝置的內(nèi)圓磨床。無心磨床工件采用無心夾持，一般支承在導(dǎo)輪和托架之間，由導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，主要用于磨削圓柱形表面的磨床，如軸承。平面磨床主要用于磨削工件平面的磨床。手搖磨床適用于較小尺寸及較高精度工件加工，可加工包括狐面、平面、槽等的各種異形工件；大水磨適用于較大工件的加工，加工精度不高，與手搖磨床相區(qū)別。砂帶磨床用快速運(yùn)動(dòng)的砂帶進(jìn)行磨削的磨床。珩磨機(jī)主要用于加工各種圓柱形孔(包括光孔、軸向或徑向間斷表面孔、通孔、盲孔和多臺(tái)階孔)，還能加工圓錐孔、橢圓形孔、余擺線孔。研磨機(jī)用于研磨工件平面或圓柱形內(nèi)，外表面的磨床。導(dǎo)軌磨床主要用于磨削機(jī)床導(dǎo)軌面的磨床。工具磨床用于磨削工具的磨床。多用磨床用于磨削圓柱、圓錐形內(nèi)、外表面或平面，并能用隨動(dòng)裝置及附件磨削多種工件的磨床。專用磨床從事對(duì)某類零件進(jìn)行磨削的專用機(jī)床。按其加工對(duì)象又可分為：花鍵軸磨床、曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床、曲線磨床等。端面磨床用于磨削齒輪端面的磨床。資料來源：SAMHIDA（Group圖表17：磨床市場(chǎng)國(guó)外及中國(guó)典型廠商國(guó)際廠商中國(guó)廠商Amada（日本天田）捷太格特北一機(jī)床北二機(jī)床Makino（日本牧野）津上機(jī)床廣宇大成普創(chuàng)機(jī)械DMG（德國(guó)德瑪吉）秦川機(jī)床福裕事業(yè)（中國(guó)臺(tái)灣）日本三菱無錫上機(jī)數(shù)控資料來源：數(shù)控機(jī)床是未來機(jī)床更新迭代的趨勢(shì)所向，國(guó)內(nèi)數(shù)控化率亟待提升圖表18：數(shù)控機(jī)床發(fā)展歷程及重要拐點(diǎn)資料來源：《數(shù)控機(jī)床發(fā)展歷程及未來趨勢(shì)》，數(shù)（XYZA圖表19：五軸數(shù)控機(jī)床原理圖資料來源：中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)網(wǎng)站，圖表20：數(shù)控機(jī)床與上下游間的關(guān)系資料來源：國(guó)盛智科招股說明書，圖表21：數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)高柔性高柔性是指數(shù)控機(jī)床隨生產(chǎn)對(duì)象變化而變化的適應(yīng)能力強(qiáng)，使用數(shù)控機(jī)床加工，當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生變化后，僅僅需要改變數(shù)控設(shè)備的輸入程序就能適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，而不需改變機(jī)械部分和控制部分的硬件。這一特點(diǎn)較好地解決了單件、小批量、多變產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)問題。能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)普通機(jī)床難以實(shí)現(xiàn)或根本無法實(shí)現(xiàn)軌跡為三次以上的曲線或曲面運(yùn)動(dòng)，如螺旋案、汽輪機(jī)葉片之類的空間曲面而數(shù)控機(jī)床幾乎可以實(shí)現(xiàn)任何形式的空間曲面和任意軌跡運(yùn)動(dòng)，適用于復(fù)雜異性零件的加工。高精度、高可靠性數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)定程序自動(dòng)工作的，一般情況下的工作過程不需要人工干預(yù)，這就消除了人為誤差。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量可達(dá)0.00002~0.01mm，還可以通過實(shí)時(shí)檢測(cè)反饋修正誤差或補(bǔ)償以獲得更高的精度。因此，數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床的加工精度更高，尤其提高了同批零件生產(chǎn)的一致性，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。高生產(chǎn)效率3-4@