1. 絲杠:線性傳動(dòng)部件,下游應(yīng)用多在機(jī)床、工業(yè)自動(dòng)化、汽車等,人形機(jī)器人有望打開新空間
1.1 絲杠主要包括梯形絲杠、滾珠絲杠及行星滾柱絲杠
螺紋絲杠主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng),或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力,同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。常見的螺旋絲杠傳動(dòng)形式主要有梯形螺紋絲杠、滾珠絲杠和行星滾柱絲杠三種。
梯形螺紋絲杠:螺旋形式是一種普通的等腰梯形,傳動(dòng)時(shí)存在表面滑動(dòng)摩擦,連續(xù)工作發(fā)熱嚴(yán)重。此外,傳動(dòng)效率也較低,一般適用于大負(fù)載但工作轉(zhuǎn)度和工作制要求很低的應(yīng)用場(chǎng)合。
滾珠絲杠:利用滾珠鏈在絲杠軸與螺母之間做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng),由于滾珠不斷在兩個(gè)負(fù)載承載面之間循環(huán),存在相互碰撞及末端急劇轉(zhuǎn)向,導(dǎo)致高轉(zhuǎn)速條件下絲杠傳動(dòng)效率降低、噪聲大,一般只適用于中等性能要求的應(yīng)用場(chǎng)合。
行星滾柱絲杠:以絲杠旋轉(zhuǎn)作為驅(qū)動(dòng),通過絲杠與滾柱之間的螺旋運(yùn)動(dòng),由滾柱帶動(dòng)螺母做直線運(yùn)動(dòng)。行星滾柱絲杠主要由絲杠、螺母和滾柱組成,絲杠和螺母為多頭螺紋,行星滾柱一般為單頭螺紋,滾柱兩端設(shè)置了螺紋齒,與內(nèi)齒圈螺紋嚙合,其傳動(dòng)原理與行星輪系相似,絲杠類似太陽輪,滾柱作為行星輪,螺母作為齒圈,當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí),滾柱圍繞絲杠作行星運(yùn)動(dòng),同時(shí)通過螺旋傳動(dòng)原理將絲杠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
來源:博特精工官網(wǎng)、《行星滾柱絲杠電動(dòng)缸應(yīng)用現(xiàn)狀》鄧琦、天風(fēng)證券研究所
1.2 絲杠的核心參數(shù)是精度,JIS等級(jí)下數(shù)字越小精度越高
滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成,是行業(yè)主流產(chǎn)品,主要參數(shù)包括公稱直徑、導(dǎo)程、長度、螺母形式、精度。
按國內(nèi)分類,精度等級(jí)有P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10,日本、韓國,還有中國臺(tái)灣省采用JIS等級(jí),即C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10;歐洲國家的標(biāo)準(zhǔn)采用的是IT0,IT1, IT2,IT3,IT4,IT5,IT7,IT10。一般來說,普通機(jī)械采用C7,C10級(jí),數(shù)控設(shè)備一般采用C5,C3級(jí)(C5較多,國內(nèi)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床都是C5級(jí)),航空制造設(shè)備,精密投影及三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備等一般采用C3,C2精度。
來源:金屬加工公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所
1.3 滾珠絲杠傳動(dòng)效率、精度明顯高于梯形絲杠
傳動(dòng)效率:滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)效率低,僅有24%-26%;滾珠絲杠傳動(dòng)效率很高,可達(dá)92%-98%。
轉(zhuǎn)速:滑動(dòng)絲杠滑動(dòng)摩擦發(fā)熱嚴(yán)重,一般轉(zhuǎn)速不超過3000RPS;滾珠絲杠點(diǎn)接觸,額定轉(zhuǎn)速在3000-5000RPS。
導(dǎo)程精度:滑動(dòng)絲杠精度低,品質(zhì)參差不齊;滾珠絲杠較高,但受滾珠直徑限制常為毫米級(jí)。
使用壽命:滑動(dòng)絲杠壽命短,滑動(dòng)摩擦對(duì)元器件的損傷大;滾珠絲杠使用壽命更長,保持清潔、潤滑即可。
微進(jìn)給:滑動(dòng)絲杠難以實(shí)現(xiàn),滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)存在爬行現(xiàn)象;滾珠絲杠可實(shí)現(xiàn),滾珠運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)力矩小。
自鎖性:滑動(dòng)絲杠可以自鎖,與導(dǎo)程角大小和工作面粗糙度有關(guān);滾珠絲杠無法自鎖,需加裝制動(dòng)裝置。
1.4 行星滾柱絲杠較滾珠絲杠優(yōu)勢(shì)主要在于抗沖擊力、承載力和壽命
滾柱是線接觸,滾珠是點(diǎn)接觸。行星滾柱絲杠載荷傳遞元件為螺紋滾柱,是典型的線接觸;而滾珠絲杠載荷傳遞元件為滾珠,是點(diǎn)接觸。
滾柱絲杠抗沖擊力更好,其軸向承載力高滾珠3~5倍以上。滾柱絲杠的螺紋滾柱替代滾珠將使負(fù)載通過眾多接觸點(diǎn)迅速釋放,從而能有更高的抗沖能力。行星滾柱絲杠機(jī)構(gòu)綜合了行星輪系、滾珠絲杠、滾針軸承的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),通過在絲杠周圍設(shè)置若干行星螺紋滾柱,可大幅增加傳動(dòng)過程中絲杠副的受力接觸面積,使機(jī)構(gòu)可以承受更大的載荷和沖擊,可靠性高,行星滾柱絲杠傳動(dòng)非常適合用于高速重載工作的應(yīng)用場(chǎng)合。
滾柱壽命更長,是滾珠的10倍以上。在同樣體積的情況下,滾柱絲杠有更大的接觸面積,將承載力平均分散在更大的表面。從而減小了摩擦力并延長了使用壽命。
滾柱絲杠較滾珠噪音更小。滾珠絲杠內(nèi)的珠子在輥道內(nèi)需要在某一點(diǎn)上做方向切換,滾柱與主絲杠與同步做圓周運(yùn)動(dòng),故滾柱絲杠擁有更小振動(dòng)和噪音。
來源:方元明科技公眾號(hào)、觀研報(bào)告網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所
1.5 行星滾柱絲杠又細(xì)分為標(biāo)準(zhǔn)式/反向式,差別在于絲杠、螺母作用不同
行星滾柱絲杠在主螺紋絲杠的周圍行星布置了6-12個(gè)螺紋滾柱絲杠,滾柱螺母內(nèi)使用的是小螺紋滾柱與主絲杠相互嚙合,這時(shí)螺母的結(jié)構(gòu)類似于行星齒輪箱。
行星滾柱絲杠按照結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分類,有標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠、反向式行星滾柱絲杠(特斯拉機(jī)器人用的)、循環(huán)式行星滾柱絲杠、差動(dòng)式行星滾柱絲杠和軸承環(huán)式行星滾柱絲杠五種形式。
標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠主要由絲杠、滾柱、螺母、內(nèi)齒圈、保持架和擋圈組成。絲杠通常作為動(dòng)力輸入端,只繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng);螺母通常與負(fù)載連接,只沿自身軸線移動(dòng);滾柱在絲杠的作用下在螺母和絲杠之間做行星運(yùn)動(dòng)和軸向移動(dòng);內(nèi)齒圈固連在螺母上,滾柱端齒與內(nèi)齒圈嚙合保證滾柱在螺母上為滾動(dòng),滾柱與螺母相對(duì)軸向位移為零,與螺母一起沿軸向移動(dòng)。
反向式行星滾柱絲杠與標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠的差別在于螺母作為動(dòng)力輸入構(gòu)件,繞自身軸線旋轉(zhuǎn),絲杠作為執(zhí)行部件,沿軸向移動(dòng);絲杠兩端增加齒輪替代內(nèi)齒圈與滾柱端齒嚙合,保證滾柱在絲杠上為滾動(dòng),滾柱與絲杠沒有相對(duì)軸向位移,一起沿軸向移動(dòng)。反向式行星滾柱絲杠的螺母為主動(dòng)件,絲杠為輸出構(gòu)件,滾柱、絲杠之間無相對(duì)軸向位移,其主要用于中小負(fù)載、小行程和高速的應(yīng)用場(chǎng)景,其最大的優(yōu)勢(shì)在于可將其螺母作為電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)電機(jī)和絲杠一體化設(shè)計(jì),形成結(jié)構(gòu)緊湊的一體式機(jī)電作動(dòng)器。
來源:《行星滾柱絲杠傳動(dòng)精度分析與設(shè)計(jì)》柯浩、《行星滾柱絲杠設(shè)計(jì)》王家健、天風(fēng)證券研究所
1.6 我們預(yù)計(jì)全球滾珠絲杠市場(chǎng)空間約在100-150億元,主要下游是機(jī)床
我們預(yù)計(jì)目前全球滾珠絲杠市場(chǎng)空間在100-150億元,其中國內(nèi)占比約20%。根據(jù)秦川機(jī)床22年定增募集說明書:預(yù)計(jì) 2022 年全球滾珠絲桿市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 18.59 億美元(約合136億人民幣),其中我國滾珠絲桿市場(chǎng)規(guī)模約為 27.7億元。
絲杠下游主要是機(jī)床(占比50%+)、工業(yè)自動(dòng)化、汽車。機(jī)床中的傳動(dòng)系統(tǒng)需要包括兩道滾動(dòng)直線導(dǎo)軌及一根滾珠絲杠副(一根絲杠、一根螺母、多個(gè)鋼球組合)來實(shí)現(xiàn)精確的移動(dòng)。根據(jù)中國機(jī)床協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)2022年中國機(jī)床消費(fèi)額為274.1億美元,我們假設(shè)按照滾動(dòng)功能部件在機(jī)床中價(jià)值量占比10%計(jì)算(考慮成形機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)要求低于金切機(jī)床),其能夠?yàn)闈L動(dòng)功能部件(包括絲杠+導(dǎo)軌)提供的市場(chǎng)空間折合人民幣為184億元。
來源:華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)、金屬加工雜志社第三屆滾動(dòng)功能部件用戶調(diào)查、中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)、天風(fēng)證券研究所
1.7 滾柱絲杠全球市場(chǎng)空間在20億元,人形機(jī)器人有望大幅擴(kuò)容市場(chǎng)空間
目前全球滾柱絲杠市場(chǎng)空間在20億元左右,多應(yīng)用在航空航天。根據(jù)persistence market research預(yù)測(cè)2023年滾柱絲杠全球市場(chǎng)規(guī)模約3億美元,國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模約1300萬美元。
特斯拉人形機(jī)器人Optimus線性執(zhí)行器有14個(gè),線性關(guān)節(jié)執(zhí)行器均使用絲杠(旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器采用諧波),從AI DAY視頻看大部分采用的是行星滾柱絲杠。
考慮到絲杠在線性執(zhí)行器的作用對(duì)應(yīng)在旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器為諧波減速器,我們預(yù)計(jì)未來量產(chǎn)價(jià)格在小幾千元級(jí)別,我們預(yù)計(jì)機(jī)器人10、50、100萬臺(tái)下對(duì)應(yīng)單價(jià)為3000元/個(gè)、1500元/個(gè)、1000元/個(gè),假設(shè)14個(gè)線性執(zhí)行器10個(gè)采用滾柱絲杠,對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間為30、75、100億元。
來源:特斯拉AI DAY、persistence market research、天風(fēng)證券研究所
2. 絲杠行業(yè)國產(chǎn)替代空間大,核心壁壘在于設(shè)備&工藝know-how
2.1 滾珠絲杠頭部企業(yè)多在歐洲和日本,高端市場(chǎng)國產(chǎn)化率低
從全球供應(yīng)格局看,NSK、THK等CR5市場(chǎng)占有率達(dá)到約46%。
從國內(nèi)供應(yīng)格局看,上銀+銀泰合計(jì)市占率接近50%,NSK、THK合計(jì)占比15%。上銀科技22年?duì)I收67億元(導(dǎo)軌占比64%,絲杠占比22%),毛利率37%,凈利潤10億元。
從消費(fèi)區(qū)域看,亞太地區(qū)是全球滾珠絲杠的主要市場(chǎng)。2020年亞太、歐洲、北美地區(qū)市場(chǎng)份額分別為49.5%、27.9%、15.7%。
來源:上銀科技年報(bào)、金屬加工公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所
2.2 滾柱絲杠海外全面領(lǐng)先國內(nèi),典型龍頭有德國舍弗勒等,國內(nèi)尚處于初始階段
德國Schaeffler、美國Exlar、瑞士Rollvis、瑞典SKF 公司、日本NTN 株式會(huì)社等公司已經(jīng)形成了相對(duì)成熟的行星滾柱絲杠產(chǎn)品系統(tǒng),并在其精度等級(jí)、潤滑維護(hù)、應(yīng)用平臺(tái)等方面形成了一定的理論體系,基本在行星滾柱絲杠領(lǐng)域形成了技術(shù)壟斷。
舍弗勒收購Ewellix,成為全球滾柱絲杠絕對(duì)龍頭。舍弗勒是全球滾動(dòng)軸承和直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的龍頭企業(yè)(22年實(shí)現(xiàn)營收158億歐元,EBIT9.74億歐元)。舍弗勒于2022年7月24日以5.82億歐元的價(jià)格收購瑞典企業(yè)Ewellix(全球領(lǐng)先的線性運(yùn)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)方案的供應(yīng)商,主要產(chǎn)品是驅(qū)動(dòng)器、滾珠絲杠、滾柱絲杠等,2021年實(shí)現(xiàn)營收2.16億歐元)。
目前國內(nèi)廠家對(duì)行星滾柱絲杠的研制還處在初始階段。雖然已有部分廠家能夠形成小規(guī)模的生產(chǎn),但是其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性能較國外產(chǎn)品還有較大的差距。
來源:《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營銷策略研究》王有雪、舍弗勒2022財(cái)報(bào)、舍弗勒官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所
2.3 滾珠絲杠制造分為磨削和冷軋,高精度的需要磨削
滾珠絲杠從加工工藝角度劃分為磨削滾珠絲杠和冷軋滾珠絲杠。
磨削滾珠絲杠:以兩端中心孔為加工工藝工序基準(zhǔn),通過熱處理、車削、磨削等幾十道工序逐一完成,適合給高精度設(shè)備做定位部件;
冷軋滾珠絲杠:采用冷加工工藝模具制造,開模工藝自動(dòng)化程度高,批量生產(chǎn)后成本低,效率高,但制造精度不甚理想,一般在設(shè)備中做傳動(dòng)部件。
來源:《精密滾珠絲杠機(jī)械加工工藝規(guī)程研究》鄭紅、天風(fēng)證券研究所
2.4 磨削滾珠絲杠生產(chǎn)核心工序在于磨削,高端產(chǎn)品設(shè)備依賴進(jìn)口
滾珠絲杠主要生產(chǎn)過程包括下料、粗車、粗磨、半精磨、車螺紋、精磨等工序,此外生產(chǎn)過程中還需要根據(jù)客戶需要對(duì)工件去應(yīng)力、淬火、回火、校直、表面處理等工序。
我們認(rèn)為絲杠生產(chǎn)最核心的環(huán)節(jié)在于磨削,核心設(shè)備是磨床,磨床供應(yīng)商較為知名的有日本三井,國產(chǎn)磨床設(shè)備和進(jìn)口尚有較大差距。滾珠絲杠生產(chǎn)涉及的核心設(shè)備包括:1)磨床:包括數(shù)控螺紋磨床、數(shù)控外圓磨床,用于磨削絲杠的外徑、內(nèi)徑、長徑。經(jīng)營磨床的相關(guān)公司有秦川機(jī)床(子公司漢江機(jī)床)、日發(fā)精機(jī)、沈陽機(jī)床等。2)車床:包括數(shù)控車床、銑床,用于加工導(dǎo)桿、螺母、螺紋軸。3)機(jī)床:淬火機(jī)床,用于熱處理,熱處理設(shè)備(如箱式爐、油淬火設(shè)備、回火爐等)增強(qiáng)絲杠的韌性、強(qiáng)度和耐磨性,經(jīng)營磨床的相關(guān)公司有恒進(jìn)感應(yīng)。
滾柱絲杠生產(chǎn)流程和設(shè)備大致和滾珠絲杠相同。
來源:博特精工環(huán)評(píng)、天風(fēng)證券研究所
2.5 數(shù)控螺紋磨床技術(shù)壁壘高,國內(nèi)企業(yè)處于追趕階段
數(shù)控螺紋磨床主要包括床身、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、砂輪修整裝置、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、潤滑和防護(hù)系統(tǒng)等。目前,國產(chǎn)數(shù)控螺紋磨床尚處于追趕海外的初級(jí)階段(海外領(lǐng)先玩家有日本三井、德國克林貝格、美國德拉克等)。
數(shù)控螺紋磨床技術(shù)壁壘在于:1)對(duì)螺紋磨削過程和磨削工藝基礎(chǔ)的積累:涉及磨削條件(如機(jī)床本身精度、砂輪、裝夾、冷卻潤滑系統(tǒng)等)和磨削因素(應(yīng)力變形、熱變形和振動(dòng)等);2)在螺紋磨削過程中加工精度的在線檢測(cè)技術(shù)積累;3)核心零部件數(shù)控系統(tǒng)被海外卡脖子。
來源:公司官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所
2.6 旋風(fēng)銑替代磨削有望降本提效,帶來PCBN刀具增量機(jī)會(huì)
磨削滾珠絲杠滾道粗加工方法又分為砂輪磨削(最常用的)、硬車削、旋風(fēng)銑削。1)砂輪磨削:采用砂輪磨削磨制出90°V 型槽,生產(chǎn)效率較低。2)硬車削:把淬硬材料的車削作為粗加工或最終加工、精加工的新工藝,通常采用高轉(zhuǎn)速、大切深,金屬切除效率是磨削加工的3 倍多,優(yōu)點(diǎn)是效率高,缺點(diǎn)是適用于長徑比小的滾珠絲杠。3)旋風(fēng)銑削:通過安裝在高速旋轉(zhuǎn)刀盤上的硬質(zhì)合金成型刀具,從工件上銑削出螺紋的螺紋,生產(chǎn)效率最高,缺點(diǎn)是適用于長徑比較大的滾珠絲杠+高精度難做。
常用的砂輪磨削涉及到的設(shè)備為絲杠磨床或開槽磨床,后兩種效率更高的工藝需采用CBN刀具及數(shù)控,車床。
旋風(fēng)銑削最大的優(yōu)點(diǎn)是效率高(理論上比傳統(tǒng)加工效率最高可提高10倍),且對(duì)工人操作技術(shù)要求不高(所使用的是成型刀片)。
高效率的生產(chǎn)絲杠對(duì)未來機(jī)器人等市場(chǎng)降本意義重大。目前舍弗勒的行星滾柱絲杠售價(jià)幾萬元,磨削的效率較低(生產(chǎn)周期在30-45天),因此高效率的生產(chǎn)對(duì)降本意義重大。
資料來源:《旋風(fēng)硬銑削加工技術(shù)及其在精密滾珠絲杠加工中的應(yīng)用》宋現(xiàn)春、《精密滾珠絲杠機(jī)械加工工藝規(guī)程研究》鄭紅、天風(fēng)證券研究所
3. 投資建議
人形產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)下,看好中高端絲杠國產(chǎn)化,建議關(guān)注絲杠、設(shè)備、耗材(刀具)
中高端滾珠絲杠、滾柱絲杠市場(chǎng)多為海外巨頭壟斷,疊加人形機(jī)器人大的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì),中高端絲杠國產(chǎn)替代空間大,建議關(guān)注:
1)絲杠:主營汽車底盤零部件,在精密車加工、磨加工、原材料調(diào)質(zhì)、表面熱處理積累了較多know-how的【北特科技】;率先布局機(jī)床絲杠,擁有設(shè)備先發(fā)優(yōu)勢(shì)的【貝斯特】。
2)設(shè)備:國內(nèi)軋輥磨床行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),現(xiàn)已具備導(dǎo)軌、絲杠研發(fā)和生產(chǎn)能力的【華辰裝備】;主營高端車床,具備以車代磨技術(shù),客戶群涵蓋貝斯特、五洲、雙環(huán)等的【浙海德曼】;已有數(shù)控螺紋磨床產(chǎn)品的【日發(fā)精機(jī)】。
3)耗材:旋風(fēng)銑削工藝下的PCBN刀具企業(yè)【沃爾德】。
3.1 北特科技:堅(jiān)持“汽車零部件業(yè)務(wù)為基石,人形機(jī)器人業(yè)務(wù)為未來“的雙引擎戰(zhàn)略
公司主營產(chǎn)品包括底盤零部件業(yè)務(wù)、鋁合金輕量化業(yè)務(wù)、空調(diào)壓縮機(jī)業(yè)務(wù)三大板塊。底盤零部件主要產(chǎn)品轉(zhuǎn)向器齒條、齒輪、減振器活塞桿、線控剎車IPB-Flange為汽車核心安全零部件;鋁合金輕量化的核心鋁鍛造技術(shù)主要應(yīng)用于新能源汽車輕量化方向;空調(diào)壓縮機(jī)業(yè)務(wù),為國內(nèi)最大的商用車壓縮機(jī)主機(jī)廠供應(yīng)商,產(chǎn)品種類齊全,研發(fā)能力和試驗(yàn)驗(yàn)證能力處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
公司在戰(zhàn)略上高度重視人形機(jī)器人業(yè)務(wù),推進(jìn)人形機(jī)器人用絲杠產(chǎn)品的樣件研發(fā)工作,推進(jìn)人形機(jī)器人用絲杠產(chǎn)品規(guī)?;a(chǎn)線的建設(shè)工作,同時(shí)根據(jù)汽車Tier1客戶需求,研究將絲杠產(chǎn)品應(yīng)用于汽車后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(RWS)。
北特科技打入絲杠市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)在于:1)產(chǎn)品協(xié)同:汽車底盤零部件生產(chǎn)工藝與絲杠產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝具有較高的同源性,研發(fā)團(tuán)隊(duì)在精密車加工、磨加工、原材料調(diào)質(zhì)、表面熱處理、探傷、校直等環(huán)節(jié),形成了一套專業(yè)性高、體系性強(qiáng)的工藝流程和生產(chǎn)方案; 2)客戶協(xié)同:公司扎根汽車底盤零部件行業(yè)20多年, 已建立一套相對(duì)完備的優(yōu)質(zhì)客戶體系和良好市場(chǎng)口碑, 且產(chǎn)品多樣性使公司各產(chǎn)品的客戶資源可實(shí)現(xiàn)共享,降低市場(chǎng)開發(fā)成本 ;3)研發(fā)優(yōu)勢(shì):公司的高速旋風(fēng)車削為自主研發(fā),相關(guān)技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。
來源:北特科技公告、天風(fēng)證券研究所
3.2 貝斯特:渦輪增壓業(yè)務(wù)堅(jiān)挺,新能源汽車零部件,滾珠絲杠開拓二三增長極
公司主業(yè)堅(jiān)挺(渦輪增壓器零部件近些年收入增速10-15%),毛利率多年穩(wěn)定在35%左右,第二增長極(新能源車零部件)22年開始放量,安徽工廠正在建設(shè)當(dāng)中,第三增長極滾珠絲杠正處于發(fā)展中,后續(xù)幾年有望逐漸放量。
2022年初成立全資子公司宇華精機(jī)布局直線滾動(dòng)功能部件,瞄準(zhǔn)高端機(jī)床、機(jī)器人等市場(chǎng)。該項(xiàng)目將引進(jìn)生產(chǎn)及檢測(cè)等進(jìn)口設(shè)備約300臺(tái)套(其中,研發(fā)設(shè)備70臺(tái)),配套軟件及系統(tǒng)、公輔設(shè)施等30余套,23H1已經(jīng)完成高精度滾珠絲杠副、直線導(dǎo)軌副等產(chǎn)品的首臺(tái)套下線,并已開始送樣。
我們認(rèn)為貝斯特打入絲杠市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)在于:1)產(chǎn)品工藝協(xié)同:滾珠絲杠涉及精密加工+多道流程,這與公司主業(yè)渦輪增壓零部件要求類似,公司在精密加工積累了較多經(jīng)驗(yàn);2)客戶協(xié)同:絲杠最大下游是機(jī)床,汽車也是主要下游市場(chǎng)之一,這兩塊是公司目前產(chǎn)品的主要下游,公司和國內(nèi)主流發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)和整車整機(jī)廠關(guān)系緊密;3)設(shè)備優(yōu)勢(shì):滾珠/柱絲杠涉及較多進(jìn)口設(shè)備,進(jìn)口設(shè)備交期較長,公司率先布局,形成了設(shè)備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
來源:貝斯特公司公告、貝斯特官網(wǎng)、 無錫貝斯特精機(jī)股份有限公司公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所
3.3 華辰裝備:國內(nèi)軋輥磨床行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),現(xiàn)已具備導(dǎo)軌、絲杠研發(fā)和生產(chǎn)能力
公司主營全自動(dòng)數(shù)控軋輥磨床,是國內(nèi)軋輥磨床行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。全自動(dòng)高精度數(shù)控軋輥磨床是專門用于軋輥精度修復(fù)的重要配套設(shè)備,目前是公司收入大頭(23年占比84%)。
公司在23年年報(bào)首次提到了精密螺紋磨床和數(shù)控直線導(dǎo)軌磨床。
精密螺紋磨床:對(duì)標(biāo)世界一流產(chǎn)品,各項(xiàng)精度指標(biāo)達(dá)到世界一流產(chǎn)品同等水平,該產(chǎn)品磨削的標(biāo)準(zhǔn)絲杠試件加工精度等級(jí)最高可達(dá)P0級(jí)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)母機(jī)、機(jī)器人制造、航空航天、汽車零部件制造、裝備制造、精密儀器制造等。
數(shù)控直線導(dǎo)軌磨床:可實(shí)現(xiàn)對(duì)直線導(dǎo)軌的自動(dòng)磨削、自動(dòng)誤差補(bǔ)償。該產(chǎn)品能夠?yàn)楣I(yè)母機(jī)、機(jī)器人制造、航空航天、汽車零部件制造、精密儀器制造等行業(yè)關(guān)鍵裝備的直線導(dǎo)軌副提供高精度高效率自動(dòng)化磨削加工。
來源:華辰裝備公司公告、華辰裝備官網(wǎng)、華辰精密裝備公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所
3.4 浙海德曼:主營高端車床,具備以車代磨技術(shù),客戶群涵蓋貝斯特、五洲、雙環(huán)等
公司主營數(shù)控車床研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售,下游是汽車制造、工程機(jī)械、通用設(shè)備、軍事工業(yè)。公司目前產(chǎn)品分為T系列高端數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)線、車銑復(fù)合并行復(fù)合加工中心、普通型數(shù)控車床四個(gè)大類。目前公司已經(jīng)掌握了主軸端部跳動(dòng)小于1微米的高精密數(shù)控車床主軸技術(shù)。從行業(yè)應(yīng)用看,主要應(yīng)用于汽車制造60%,工程機(jī)械、航空航天、通用設(shè)備、模具制造、醫(yī)療器械等行業(yè)領(lǐng)域40%。
公司客戶涵蓋貝斯特、五洲新春、雙環(huán)傳動(dòng),具備以車代磨工藝。公司的高精度高剛性的高精密級(jí)數(shù)控車床具備較強(qiáng)的以車代磨效果,貝斯特、五洲新春、雙環(huán)傳動(dòng)等都與海德曼建立了多年的合作關(guān)系。
來源:浙海德曼公司公告、浙海德曼官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所
3.5 日發(fā)精機(jī):國內(nèi)高端數(shù)控機(jī)床領(lǐng)先企業(yè),2023 年推出數(shù)控螺紋磨床,市場(chǎng)開拓取得進(jìn)展
子公司日發(fā)機(jī)床主營中高端數(shù)控機(jī)床,下游是汽車、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、石油化工、鐵路軌道交通等高精密機(jī)械及零部件制造業(yè),產(chǎn)品包括軸承數(shù)控磨超機(jī)床及產(chǎn)線、金切類數(shù)控機(jī)床及產(chǎn)線,其中高端軸承磨超加工及裝配生產(chǎn)線在國內(nèi)市場(chǎng)占有率名列前茅;日發(fā)航空裝備從事航空航天高精密零部件的加工制造等業(yè)務(wù);意大利MCM公司為全球領(lǐng)先的臥式加工中心制造商,擁有技術(shù)成熟的監(jiān)控軟件JFMX系統(tǒng);Airwork公司從事民航貨運(yùn)飛機(jī)的設(shè)計(jì)改造、維護(hù)及租售等業(yè)務(wù)。公司數(shù)字化智能機(jī)床及產(chǎn)線收入占比超50%。
公司23年推出數(shù)控螺紋磨床,其中數(shù)控外螺紋磨床主要用于螺桿、蝸桿、絲桿等零件的外螺紋精密磨削加工,數(shù)控內(nèi)螺紋磨床主要用于滾珠絲杠螺母外圓、端面及圓弧形內(nèi)螺紋滾道的復(fù)合精密磨削加工。數(shù)控螺紋磨床用于加工新能源汽車、人形機(jī)器人、工業(yè)母機(jī)等行業(yè)的絲桿與螺母。目前公司在市場(chǎng)開拓上取得進(jìn)展,用于絲桿螺母的端面外圓磨床、用于絲桿、螺母的內(nèi)、外螺紋磨床已向客戶交付使用。公司將重點(diǎn)跟蹤數(shù)控螺紋磨床下游客戶和最終用戶的技術(shù)發(fā)展路線,將相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)作為未來發(fā)展的重點(diǎn)方向。
來源:日發(fā)精機(jī)公司公告、日發(fā)控股官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所
3.6 沃爾德:超硬刀具業(yè)務(wù)國內(nèi)領(lǐng)先,PCBN刀具以銑代磨高效加工滾珠絲杠
公司主營刀具業(yè)務(wù)和培育鉆石及CVD金剛石功能材料業(yè)務(wù),定位高端市場(chǎng)。刀具產(chǎn)品包括鉆石刀輪、金剛石磨輪、PCD/PCBN刀具等,能夠?yàn)榭蛻粞邪l(fā)設(shè)計(jì)定制化刀具5.5萬余種;培育鉆石及CVD金剛石功能材料業(yè)務(wù),國內(nèi)少數(shù)能掌握CVD法三大制備工藝的公司,產(chǎn)品包括金剛石膜聲學(xué)器件、金剛石熱沉材料等。
PCBN(聚晶立方氮化硼)硬度僅次于金剛石,且具有較好的導(dǎo)熱性和耐磨性、較高的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性,是理想的切削鐵系金屬的材料。PCBN 刀具主要用于高溫合金、淬硬鋼、冷硬鑄鐵等難加工材料的半精加工和精加工,應(yīng)用行業(yè)包括汽車、3C、航空航天、新能源、工程及通用機(jī)械、家電家居等。
滾珠絲杠常用材質(zhì)有42CrMo和GCr15,熱處理后硬度在HRC58-62之間,且對(duì)加工后工件形位公差和尺寸精度要求嚴(yán)格。PCBN刀具具有高硬度和熱穩(wěn)定性,可以以銑代磨高效加工滾珠絲杠。
公司針對(duì)滾珠絲杠硬旋銑加工研發(fā)多款牌號(hào),產(chǎn)品包括成型刀、輪廓刀、倒角刀,適用范圍廣。適用于高檔數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域的滾珠絲杠加工用的 PCBN 旋銑刀片和刀盤實(shí)現(xiàn)批量供應(yīng),取得市場(chǎng)突破和營業(yè)收入增長。
來源:沃爾德公司公告、天風(fēng)證券研究所
4. 風(fēng)險(xiǎn)提示
人形機(jī)器人發(fā)展不及預(yù)期:絲杠國產(chǎn)化推進(jìn)部分依賴人形機(jī)器人的發(fā)展和放量,若行業(yè)進(jìn)展不及預(yù)期,將影響全文的邏輯推演。
特斯拉人形機(jī)器人進(jìn)展不及預(yù)期:人形機(jī)器人的發(fā)展核心看特斯拉人形機(jī)器人發(fā)展,若特斯拉進(jìn)展不及預(yù)期,將影響后續(xù)的推薦邏輯。
國內(nèi)供應(yīng)商進(jìn)入特斯拉人形機(jī)器人供應(yīng)鏈不及預(yù)期:特斯拉目前人形機(jī)器人尚未量產(chǎn),供應(yīng)商也待定,本文討論的是有可能進(jìn)入的供應(yīng)商,若這些供應(yīng)商進(jìn)入特斯拉供應(yīng)鏈不及預(yù)期,將影響我們的推薦。
絲杠國產(chǎn)化進(jìn)展不及預(yù)期:眾多公司布局絲杠,若進(jìn)展不及預(yù)期將影響我們的觀點(diǎn)。
測(cè)算有主觀性:文中測(cè)算基于一定前提假設(shè),存在具有定主觀性、假設(shè)不成立、市場(chǎng)發(fā)展不及預(yù)期等因素導(dǎo)致測(cè)算結(jié)果偏差的風(fēng)險(xiǎn)。