2024年北特科技研究报告:轻量化逐步兑现,人形机器人打开增长空间

  • 来源:财通证券
  • 发布时间:2024/08/21
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北特科技研究报告:轻量化逐步兑现,人形机器人打开增长空间。公司龙头地位稳固,底盘业务前景广阔:公司目前已建立相对完善的客户体系,2022年公司转向器齿条产品市占率高达50%,减震器活塞杆市占率达45%以上。汽车零部件行业技术壁垒较高,整车厂与零部件供应商关系粘性较高,公司龙头地位稳固。根据盖世汽车研究院预测,2026年国内乘用车线控底盘核心系统市场规模将达650亿元,2022-2026CAGR达35.4%。基于线控底盘国产替代加速,公司与博世合作的线性制动系统零部件已通过验收,在线控底盘产品积累经验,寻求更多线控悬架、线控刹车领域的订单机会。轻量化市场前景广阔,公司利润空间较大:轻量化是汽车节...

1 底盘零部件细分市场龙头企业,营收稳步增长

1.1 四大业务覆盖广泛客户群体

深耕行业二十载,底盘零部件细分市场龙头企业。公司成立于 2002 年,2014 年 7 月登陆上海证券交易所 A 股市场,2015-2018 年陆续设立重庆、江苏等分公司; 上海、重庆工厂分批次投产。公司主营业务分为底盘零部件、空调压缩机、铝合 金轻量化、高精密零部件四大事业部。其中在商用车空调压缩机、转向器齿条、 减震器活塞杆领域,公司处于龙头地位。

四大业务,产品矩阵完善。公司的主要产品为:1)底盘零部件:包含转向器类、 减震器类、差速器类零部件产品。通过和钢厂产学研合作,公司具备开发和替代 进口高性能优质切削用金属棒材的能力,已实现多款进口齿条、活塞杆材料的国 产化。2)铝合金轻量化零部件:覆盖控制臂、空气悬架等产品。公司引入国外先 进热模锻压力机,拥有自主的模具设计、模具 CAE 分析能力。3)空调压缩机业 务:包括空调压缩机、热管理系统产品。公司 GEV80 系列压缩机填补了大排量电 动涡旋压缩机市场空白,GEH27/34/46 电动压缩机进一步提高性能。4)高精密类 零部件:公司生产基地拥有国外先进高端精密设备,多轴设备自主工艺研发能力 获得客户极大认可。

市场占有率较高,覆盖行业龙头客户。2022 年公司转向器齿条产品市场占有率高 达 50%,减震器活塞杆市场占有率达 45%以上。汽车零部件行业技术壁垒较高, 整车厂与零部件供应商关系粘性较高。目前,公司已建立相对完善的客户管理体 系。客户多为全球汽车零部件 50 强企业、国内著名合资车企、国内知名自主品牌 车企。其中转向器、减震器类产品基本覆盖所有国内外知名制造企业。

1.2 股权结构稳定,管理层产业背景深厚

公司股权结构稳定,公司实际控股人为靳坤。截止 2024 年 3 月 21 日,靳坤 持有公司 29.8%股权。在公司主要股东中,靳坤与靳晓堂,董巍与董荣镛为父 子关系。此外公司设立江苏北特汽车零部件,重庆北特科技有限公司等多家子 公司,深入发展四大主营业务,并开拓供应链管理市场。

管理层产业背景深厚,管理经验丰富。公司管理层均具备扎实的学科基础,并且 从事机械制造行业多年。例如董事长靳坤曾任黑龙江省安达钢厂厂长,黑龙江安 达华鑫金属有限公司总经理,深刻了解下游客户需求和行业发展动向。

1.3 营业收入稳步增长,注重研发投入

营业收入稳步增长,盈利能力逐渐修复。2024 年一季度,公司营业收入和归母净 利润同比有较大幅度增长,主要是因为新能源汽车保持产销两旺发展势头,商用 车市场逐步企稳回升。此外,公司积极创新产品品类,开拓海外市场,产品远销 德国、波兰、韩国等地。

底盘零部件及空调压缩机业务占主要营收份额,高精密类零部件崭露头角。2023 年,公司底盘零部件和空调压缩机业务营收占比超 80%,铝合金轻量化业务营收 占比提高至 6.75%。2023 年公司底盘转向减震零部件销售 7143 万件,营收高达12.85 亿元,同比增长 6.97%;空调压缩机业务实现营收 4.43 亿元,同比增长 3.68%。 2022 年,公司高精密类零部件业务开始量产爬坡,2023 年该业务营收 1.27 亿元, 同比增长 182%,为公司营收贡献新动能。

公司盈利水平较为稳定,汽车底盘零部件业务毛利率最高。2018 年-2024 年一季 度,公司的毛利率保持相对稳定水平。按业务类型划分,2023 年公司空调压缩机 业务毛利率最低,仅有 7.63%;汽车底盘零部件业务毛利率高达 21.02%。2023 年, 公司铝合金轻量化、汽车空调压缩机、底盘分部、精密加工业务产能分别为 207/300/8610/1494 万件。此外,公司积极推进产能布局,更新升级厂房配套,收 购江苏铝合金科技公司,进一步扩大铝合金轻量化业务产能。

注重研发投入,费用控制水平较强。2018 年-2024 年一季度公司财务费用率较为 平缓,稳定在 2.5%左右。销售及管理费用率整体呈现下降趋势。由于铝合金轻量 化板块业务扩产,2023 管理费用为 1.04 亿元,同比增长 29.68%。

公司 2023 年研发投入合计 9,399.30 万元,费用化研发投入 0.88 亿元,同比增长 17.04%。截止 2023 年末,公司有效期内专利 167 项,其中发明专利 9 项。公司共 有研发人员 245 人,占公司员工的比例为 18%。

2 新能源车下游市场持续扩容

2.1 铝合金轻量化业务:依托市场广阔,公司利润空间较大

轻量化是汽车节能减排大势所趋,可有效提升车辆动力性能、降低车辆成本。 轻量化技术是指在保证强度和安全性能的前提下尽可能降低汽车整备质量,从 而达到环保节能的目的。根据盖世汽车研究院数据,汽车减重 10%可使车辆寿 命增加 10%,燃油消耗减少 6%-8%,尾气排放减少 4%-10%,同时,轻量化可 以有效提升整车的操控性和动力性,改善车辆加速度性能,缩短刹车制动距离。 对电池包自重高于传统燃油车的新能源车而言,轻量化能使车辆达到相同续航所需电池能量更低,进一步降低车身重量和电池成本,因此无论对传统燃油车 还是新能源汽车轻量化都或是必然需求。

材料改良是汽车轻量化重要手段,铝合金是现阶段最佳轻量化材料之一。汽车轻 量化包括结构轻量化、工艺轻量化、材料轻量化三种思路,其中结构轻量化通过 更优结构设计减少材料用量,工艺轻量化采用激光焊接、液压成型、精密锻造等 工艺突破材料连接限制,材料轻量化作为三大轻量化手段的基础,是目前汽车轻 量化中最成熟、应用最广泛的方案。较其他轻量化材料,铝合金密度低、韧性高、 易于成型、成本适中,符合大规模量产需要。根据智研咨询报告,2022 年中国汽 车轻量化行业市场规模约为 3618.68 亿元,其中汽车用铝合金占比高达 76.80%。

汽车单车用铝渗透率逐年增加,铝合金轻量化市场空间广阔。国际铝协数据显示, 2020 年我国传统乘用车用铝量仅约 138.6kg/辆,纯电动和混动新能源乘用车单车 用铝量分别为 157.9kg 和 198.1kg;而根据 Ducker Frontier 数据,2020 年北美非纯 电动和纯电动汽车的单车用铝量分别为 206kg、292kg,国内汽车用铝渗透率还有 极大提升空间。工信部《节能与新能源汽车技术路线图》提出,我国 2025/2030 年 单车用铝量目标为 250kg 和 350kg,2030 年单车铝合金用量相较于 2021 年有望翻倍增长。当前已有奥迪 A8、蔚来 ES8、特斯拉 Model Y、奇瑞 eQ 小蚂蚁等车型 采用了全铝车身,未来铝合金适用车型及零部件范围将进一步拓宽。

我国汽车轻量化市场竞争激烈,准入壁垒较高,需要大量资金和技术来研发和生 产轻量化材料和部件。目前中国本土汽车轻量化主要企业为东莞宜安科技、宝鸡 钛业、方大炭素新材料、湖南博云新材料等。 公司核心铝锻技术应用于新能源汽车轻量化方向,利润空间逐步兑现。公司引入 国外先进热模锻压力机,具有铝合金产品全工序生产制造和机加工能力;铝锻造 工艺主要用于生产汽车底盘悬架系统的控制臂、Yoke 类件等零部件。公司铝合金 轻量化业务中核心铝锻技术能力的应用方向即为新能源汽车轻量化方向,有望随 新能源汽车持续放量逐步兑现利润空间。根据 CMGROUP 分析,2021 年燃油车 与新能源车的单车用铝量分别为 145kg 和 173kg,假设用铝单价不变,结合汽车 销量测算,2025 年国内汽车用铝量有望达 696 万吨,铝合金市场规模有望达 2784 亿元,公司铝锻业务将充分受益。 2023 年公司轻量化业务收入 1.27 亿元,同比增长 182.12%,市占率约 0.035%。 公司持续加快轻量化业务新能源汽车市场布局,在现有比亚迪、采埃孚(ZF)、萨 克斯等客户基础上,积极开拓更多新客户,并新获比亚迪更多车型的集成阀岛、 控制臂等产品定点。在江苏盐城生产基地,投资布局的产线正按计划有序建设中, 其中,第一条产线已量产,第二条产线已安装完成,第三、四条产线正在采购建 设中。

2.2 汽车底盘零部件:线控底盘国产替代崛起,公司成长空间广阔

汽车零部件行业细分产品众多,进入壁垒较高。我国汽车零部件行业起步于 20 世 纪 50 年代,目前已经具备整车零部件系统、零部件及子系统的产业化能力,全面 覆盖发动机、底盘、车身及附件、电子系统和安全系统等组件。汽车零部件细分 领域众多,行业集中度相对较低,但由于整车厂对零部件供应商质量认证及工艺 审核要求高、周期长,汽车零部件行业存在较高的认证和市场进入壁垒。随着产 业链不断延长、分工趋于精细化,整车厂与零部件厂商形成金字塔式多层级供应 链体系。一级供应商直接为整车厂商提供总成化、模块化供货服务,同步参与整 车研发;二级供应商向一级供应商供应零部件产品,依此类推,通常层级越低供 应商数量越多。

底盘是现代汽车“三大件”之一,对汽车操控性、安全性、行驶稳定性等具有直 接影响。汽车底盘是全车结构的基础,与发动机、变速箱并称为汽车“三大件”, 起到支承和安装发动机及其各部件总成、形成汽车整体造型,接受动力并使汽车 产生运动的重要作用。汽车底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四 部分组成,传动系统将发动机的动力传递到驱动轮,行驶系统接受传动系的动力, 通过驱动轮与路面的作用产生牵引力保证汽车平稳行驶;转向系统与行驶系统相 配合,按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向;制动系统则负责使行驶中的汽车 减速或停车,保证汽车在下坡行驶过程中速度稳定。

智能自动驾驶时代传统底盘更新升级为线控底盘,具有高精度、高响应速度等优 势。进入智能自动驾驶时代,汽车底盘传导机制将完成线控改造,由机械传动向 电信号传输转变。其核心特点在于可实现“人机解耦”,执行器指令的信号源可由 驾驶员变为自动驾驶系统零部件,车辆的行驶将逐步脱离人工干预。在此设计下,线控底盘将由被动执行升级为具备主动道路环境认知能力,能预判和控制车轮与 地面之间的相互作用,并对车辆运行状态实施自我管理,具有高精度、高响应速 度等特性。 线控底盘国产替代崛起正当时,打开零部件厂商新成长空间。2023 年 7 月,工信 部等五部门印发《制造业可靠性提升实施意见》指出,汽车行业重点聚焦线控转 向、线控制动、自动换挡、电子油门、悬架系统等线控底盘系统。自动换挡与电 子油门技术难度相对较低,目前已量产上车,市场渗透率较高;线控悬架、转向 及制动系统则受制于较高的技术壁垒和上车成本,目前整体仍处于量产初期阶段。 根据盖世汽车研究院预测,2026 年国内乘用车线控底盘核心系统的市场规模将达 650 亿元,2022-2026 的年均复合增长率达 35.4%,其中线控悬架和线控制动将分 别以 46%和 32%的复合增速成为线控底盘行业的主要增长部分。

公司布局底盘高精密零部件,有望受益于线控底盘国产放量。据公司公告,公司 重点布局的底盘高精密事业部生产基地位于江苏无锡,其“CDC 控制阀零部件” 为线控悬架相关产品,属于空气悬架控制阀零部件,内外置均有生产配套,成为 无锡工厂重要营收来源;另一款产品“博世刹车 IPB-Flange”是线控制动系统零部 件,目前已通过客户博世公司验收,将开始陆续批量生产供应。未来,公司将基 于线控底盘产品的经验积累,在线控悬架、线控刹车领域寻求更多订单机会。

2.3 空调压缩机:公司在集成化趋势下重点布局

发动机冷却系统是传统燃油车热管理重点,压缩机在汽车空调系统中起核心作用。 汽车热管理概念从整车角度出发,通过散热、加热、保温等方式解决热相关问题, 使各功能模块在最佳温度区间工作。传统燃油车以发动机为动力,整车热管理系 统围绕发动机冷却系统构建。汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸 发器等构成,压缩机是汽车空调系统的“心脏”,负责将低温低压的制冷剂蒸汽从 蒸发器中抽出,压缩成高温高压气体后送往冷凝器,使制冷剂在封闭系统内循环 流动,从而让车厢内气温保持在适宜温度。

新能源汽车热管理需求具有更高复杂性,热管理系统单车价值量大幅提升。传统 燃油车热管理系统由动力系统热管理、座舱空调热管理构成,而纯电型新能源车 座舱空调制热功能无法通过发动机热交换实现,需加装 PTC 或热泵空调进行温度 调节。同时,新能源车较传统燃油车增加了动力电池和电机电控系统的冷却需求, 因此其热管理系统具有更高复杂性。根据盖世汽车研究院数据,当前电动汽车较传统燃油车热管理系统单车价值量提升 3 倍,可达 6000-7000 元;预计 2025 年全 球新能源车热管理市场规模达 825 亿元,2030 年达 1126 亿元。

国际巨头仍占据汽车热管理市场主要份额,国产替代加速追赶。全球范围内传统 能源、新能源汽车热管理系统市场高度集中,日本电装、韩国翰昂、德国马勒和 法国法雷奥等老牌巨头凭借深厚技术积累和客户资源主导一级系统集成供应, 2021 年合计占全球汽车热管理市场份额约 50%,但占比已呈下滑趋势;随着新能 源汽车市场的快速崛起,国内热管理系统关键部件技术攻关取得阶段性成果,以 银轮股份、三花智控为代表的国内企业市场份额有所提升,逐步向整车热管理解 决方案供应商转型。

高度集成化是汽车热管理发展趋势之一。传统的分散式热管理系统结构分散、零 部件众多,各个系统独立运作导致成本高昂,能量利用效率低;集成式热管理系 统由模块组件代替多个零部件,能有效扩大系统空间,实现对热量的精细化管理。 随着汽车向电动化、智能化方向发展,从整车层面对各子系统进行能量统筹管理 将成为未来的必然趋势。

公司积极布局整车集成式热管理系统,取得较大突破。2018 年公司完成对上海光 裕的全资收购,由此进入汽车空调压缩机集成式热管理领域。上海光裕主要供应 商用车空调压缩机,客户涵盖福田、重汽、东风、北汽、长城、上汽大通等。基 于已有客户积累,公司以压缩机为切入口重点布局集成式商用车热管理业务,取 得较大业务突破。目前公司已获得国内某主机厂客户某车型水冷机组项目定点, 同时在积极落实与国内工程机械龙头三一重工联合研发的整车集成式热管理系统 项目的定点和量产工作,并与多家头部商用车主机厂接洽沟通。除长期主攻的商 用车领域之外,公司也高度重视新能源这一切入乘用车的机会,为此搭建了自有 控制器研发团队,进一步提高对电动压缩机核心技术的掌控。

3 机器人用丝杠需求大,公司具备布局相关产品能力

3.1 人形机器人需求有望催生丝杠市场千亿元规模

3.1.1 人形机器人未来可期

在如今人口老龄化程度加深、适龄劳动人口下降的背景下,人力成本有所上升。 相对人而言,机器人能够推进自动化生产,从而降低制造成本、提高企业效率。 国际标准化组织 ISO 标准认为,机器人是具有一定程度的自主能力,可在其环境 内运动以执行预期任务的可编程执行机构。 工业革命以来,机器人的发展可以概括为程序控制机器人、自适应机器人和智能 机器人三代。目前机器人尚未实现完全智能化,不具有像人一样感知与思考的能 力,使用也具有一定功能与场景属性,难以降低“最后一公里”等问题带来的隐 性成本。

人形机器人较以往的机器人应用场景多,通用性、实用性增强。伴随着人工智能、 物联网、大数据、云计算等技术发展,图像识别、语音识别、自然语言处理等智 能技术不断成熟,为研发具备学习和交互的能力,且有完整的躯干和实现“大脑”对各部位的控制的人形机器人提供有力支撑。采用外形与人类几乎等同的机器人, 能够提升机器人在真实物理世界的实用性,增加其使用的工业和生活场景。 采用人形机器人进入汽车生产线具有兼容性、灵活性,并有人机协作的可能。现 有汽车生产线的设计是围绕人的尺寸和能力而设计的,引入人形机器人可以让它 们比普通工业机器人更好地融入这种环境,无需重新设计生产线、最大限度利用 现有资源。另外,传统的工业机器人往往是固定的,动作单一。而人形机器人能 够模仿人的行为,拥有更大的活动范围和灵活性,适合汽车生产中多种多样的工 序。且某些复杂工序可能需要人机协作,人形机器人的外形有助于与人员的顺畅 互动和协调。

国家政策高度重视未来产业发展,关注人形机器人这一新兴领域。国家政策上, 当前,党中央、国务院高度重视未来产业发展。习近平总书记深刻指出,要“以 科技创新推动产业创新,积极培育新能源、新材料、先进制造、电子信息等战略 性新兴产业,积极培育未来产业,加快形成新质生产力,增强发展新动能”。工业 和信息化部于 2023 年 10 月印发《人形机器人创新发展指导意见》(下称《指导意 见》),指出,人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术,有望成 为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,将深刻变革人类生产生活 方式,重塑全球产业发展格局,已成为科技竞争的新高地、未来产业的新赛道、 经济发展的新引擎,发展潜力大、应用前景广。

3.1.2 丝杠在人形机器人中的运用

人形机器人核心零部件包括无框力矩电机、减速器、力传感器、丝杠、空心杯电 机。人形机器人的旋转关节主要由电机(可能是无框力矩电机)、谐波减速器、位 置传感器和力矩传感器构成。线性关节由无框力矩电机或步进电机、行星滚柱丝 杠、力矩传感器、编码器和轴承组成。手部关节通常包含空心杯电机、螺纹丝杠、 精密行星齿轮箱和编码器等部件。

人形机器人执行器主流方案为电机方案,特斯拉机器人直线执行器采用行星滚柱 丝杠。人形机器人的执行器从原理上可以分为液压驱动和电机驱动,目前主流的 人形机器人方案为电机驱动方案。除手指部分小执行器外,特斯拉机器人本体的 执行器分为直线执行器和旋转执行器两大类。旋转执行器由永磁无刷电机、谐波 减速器、抱闸、双编码器、力矩传感器和轴承构成,直线执行器由永磁无刷电机、 行星滚柱丝杠、位置编码器、力传感器和轴承构成。

根据上海佳武自动化科技有限公司官网、新华网、每日经济网,我们预测,到 2035 年,按照丝杠单价 1000 元,单个机器人使用 14 个计算,总价值量约 1.4 万元, 按照 800 万台机器人销量计算,丝杠的市场规模高达 1120 亿元,远超丝杠现有市 场规模,2025-2035CAGR 达到 74.8%。

3.2 行星滚柱丝杠:综合性能强,国产替代空间广阔

丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的一种传 动结构。典型的丝杠由螺杆、螺母组成。螺杆是一根螺旋形的杆状物体,其表面 有螺纹,而螺母则是与之配合的零件,具有与螺杆相匹配的螺纹。这两者的结合 使得通过旋转螺杆,螺母能够在丝杆上进行线性移动。 滚柱丝杠,通常也称为行星滚柱丝杠,以类似于滚珠丝杠的方式将旋转运动 转换为精确的线性运动。具有与螺母中多个精密研磨滚柱相匹配的精密研磨螺纹。 这些滚动元件非常有效地传递力。类似于行星齿轮箱,螺杆/主轴是太阳轮;滚子 是行星。齿圈和垫片将滚子固定在螺母内。当滚子绕丝杠旋转时,会发生少量滑 动,这是与滚珠丝杠的明显区别之一。通过限制丝杠或螺母旋转(通常用丝杠完 成),这允许另一旋转元件移动穿过静止元件;从而以与产生滚珠或梯形螺杆的运 动相同的方式产生线性运动。目前已经在航空航天、武器装备、核动力等高精尖 领域运用,同时在机床、汽车 ABS 系统、石油化工等民用场景下也存在广泛需求。

特斯拉人形机器人主要使用的反向式行星滚柱丝杠,有利于节省空间、减重降噪 和实现大规模生产。反向式行星滚柱丝杠的螺母为主动件,丝杠为输出构件,滚 柱、丝杠之间无相对轴向位移,其主要用于中小负载、小行程和高速的应用场景。 人形机器人关节运动行程不长,且承载能力介于工业机器人的超大承载能力和纯 小负载情况之间,反向式行星滚柱丝杠能够满足要求。其最大的优势在于可将其 螺母作为电机转子实现电机和丝杠一体化设计,形成结构紧凑的一体式机电作动 器(C-EMA),用于人形机器人中有利于简化机器人关节驱动系统的设计和布局。 且相比轴承环式等其他类型,反向式结构体积小、重量轻、结构相对简单,有利 于机器人臂关节处的布局和减重,符合机器人大规模生产的需求。同时噪音也较 低,对于机器人在生活环境中的运行有利。

反向式行星滚柱丝杠为目前主流方案,但未来形态尚未确定。目前特斯拉人形机 器人成本较高,海外供应商的反向式行星滚柱丝杠售价是执行机构成本高企的重 要原因,为了实现成本大幅下降,不排除会使用滑动丝杠、滚珠丝杠等产品。滚 珠丝杠摩擦力很小,能使直线执行器能够减少作用力损失并且能够以更高速度运行延长工作周期,不会过热。滑动丝杠的设计更为简单,丝杠螺纹与螺母螺纹直 接啮合。由于螺母内没有轴承,因此丝杠螺纹和螺母螺纹直接接触,产生明显的 摩擦。摩擦使其能够承受大型负载,而不会造成丝杠反向驱动(自行启动)。

行星滚柱丝杠的制造难点主要在设备、加工和表面热处理方面。设备方面,国内 数控机床与国外产品相比起来,处于低端产品水平。大部分的大型高精度数控机 床仍然依赖于国外进口。滚柱丝杠生产过程中,螺纹磨床是提升精度的关键设备, 主要包括内螺纹磨床与外螺纹磨床(或车磨一体),多从日本、欧洲、美国等国家 采购,交付周期长,设备到场后仍需要调试周期。目前国产磨床可以满足 C3-C4 精度的中端丝杠加工,但批量加工高端丝杠(C0-C2)时,存在出品不稳定现象。 (注:C 精度等级为日本 JIS 精度等级标准,分为 C0、C1、C3、C5、C7、C106 种精度,C3 任意 300 行程内变动量相当于国内 P2 精度等级,C2 相当于国内 P1 标准。) 加工方面,丝杠轴的加工技术分为研磨和冷轧两种,研磨法的螺纹切割和冷轧法 的退火工艺为加工难点。研磨法是先用车刀加工出滚道形状,之后采用磨床磨削 至尺寸和精度要求。由于热处理后丝杠硬度高,该方法的难点在于螺纹的切割, 报废率高将影响整体生产进度。研磨是在压轧的基础上用专门的磨床对螺纹进行 精密加工,其需要经十几道工序,耗时长,但精度高,一般高于 C5 级。冷轧法是 直接在冷轧时将滚珠丝杠挤压成型再加工丝杠两端即可。由于需要先退火再加工, 因此存在加工效率低、退火后丝杠变形及开裂等问题,严重影响磨削程序。冷轧 工序简单,销量高,适合大规模生产,但精度较低,为 C7 级以上,极少可到 C5 级。

表面热处理方面,行星滚柱丝杠副的主要损坏形式是接触疲劳磨损,不当的热处 理工艺会使得其寿命降低。热处理的作用是改善行星滚柱丝杠副各零件的材料性 能、切削性能以及消除残余应力。热处理工艺可分为两大类:预备热处理和最终 热处理。预备热处理的作用是改善丝杠切削性能、消除残余应力以及为最终热处 理做准备;最终热处理的作用是提高螺纹的表面硬度以及耐磨性。 行星滚柱丝杠的国产化率较低,国产替代空间较大。目前仅有几家企业具备小批 量生产的能力。其中常州思科瑞传动科技有限公司已研制出多种系列行星滚柱丝 杠产品并应用于阀门、石化、军事等领域;江苏仲孚机械公司已具备非标系列行 星滚柱丝杠生产的能力,并将其应用于伺服电动缸上形成了自己的品牌 CHVER; 北京精密机电控制设备研究所突破了多项核心技术,已具备全类型、全系列行星 滚柱丝杠设计能力;中国电建装备研究院研发的行星滚柱丝杠可替代国外进口高 端零部件应用于高档装备制造领域。

3.3 公司布局丝杠制造以拓展人形机器人产业版图

丝杠与转向器齿条结构相近,公司布局丝杠具备优势。丝杠与转向器齿条都属于 精密传动元件,公司在国内连续多年保持转向器齿条细分市场主导地位,2022 年 度转向器类零部件销售齿条产品销量占齿条市场份额 50%以上。作为转向器齿条 龙头企业,公司布局丝杠具有一定优势。公司所积累的生产工艺与丝杠产品的生 产工艺有较高的同源性,公司研发团队在相应的精密车加工、磨加工、原材料调 质、表面热处理、探伤、校直等环节,形成了一套专业性高、体系性强的工艺流 程和生产方案。 公司与钢厂的产学研合作经验有利于丝杠材料准备。在材料方面,公司有和钢厂 产学研合作的经验,具有开发和替代进口高性能优质切削用金属棒材的能力,具 备高精度、高性能汽车和机械行业优质结构钢商品棒材和零件的生产、加工能力, 已实现了多款进口齿条、活塞杆材料的国产化,布局丝杠后也可利用此优势。

丝杠和齿条在精密加工和热处理方面相似,公司可将齿条生产技术应用于丝杠制 造。在加工方面,丝杠和齿条加工流程有相似之处,特别是在精密加工和热处理 方面。作为国内转向器齿条龙头企业,公司具有技术优势,加工工艺领域调质、 拉拔、高频处理、电镀处理、磨齿、铣齿等核心工艺均为自主研发,包括原始创 新、集成创新和现有技术改进等,相关技术能力达到了国内领先、国际先进水平。 布局丝杠制造,公司可以将其在齿条生产中积累的技术和经验转移到丝杠的生产 上。此外,公司底盘高精密零部件生产基地拥有德国、韩国、日本等国外先进的 高端精密设备,多轴设备的自主工艺研发能力和批产能力,获得客户的极大认可。 生产工艺流程接近的丝杠可共享部分加工设备,如精密车床、磨床、铣床等,降 低设备投资成本。

国内行星滚柱丝杠市场分散,公司有望利用其技术优势进入人形机器人产业链占 据市场份额。相比于国外,国内行星滚柱丝杠的生产应用发展较为缓慢。虽然部 分单位已具备单件生产的能力,但是与国外的大规模生产应用还有一定的距离, 市场份额较小。且国内行星滚柱丝杠市场较为分散,市场份额最高不超过 30%。 公司布局丝杠制造后,有望利用其作为细分行业龙头积累的技术与经验进入人形 机器人产业链,占据一定市场。

编辑:火腿肠
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