工业母机是“制造机器的机器”,凡加工精度要求较高、表面颗粒度较细的零部件,都需要用机床来生产加工,因此其下游需求覆盖广泛制造领域。从需求结构看,金属切削机床是主体,约占机床总量的三分之二,我国生产的机床也大都属于这一类;而五轴联动数控机床是目前最高端的品类——它在传统X、Y、Z三个直线轴基础上增加两个回转轴,通过三轴与两轴联动可任意调整刀具或工件姿态,实现空间复杂型面加工,且只需一次装夹就能完成铣削、钻孔、攻丝等多面加工,减少多次装夹造成的重复定位误差,缩短上下料辅助时间,提高加工精度与效率。
需求结构:切削为主,高端稀缺
数控机床主要分为金属切削机床与金属成形机床两大类。切削机床包括立式、卧式、龙门三大加工中心,以及车床、铣床、磨床等;成形机床则包括冲压机、折弯机、剪切机、压力机等细分品类。
| 类别 | 主要品类 | 需求结构特征 |
|---|---|---|
| 金属切削机床 | 加工中心(立式/卧式/龙门)、车床、铣床、磨床 | 约占机床总量三分之二,是需求主体 |
| 金属成形机床 | 冲压机、折弯机、剪切机、压力机 | 占比相对较小 |
从全球看,截至2021年全球机床行业市场规模超700亿美金,中国是其中最大的一块市场,2021年消费额239亿美金,约占全球三分之一。但结构上呈现“大而不强”:我国生产的机床以中低端为主,高档数控机床产量占比很低。
高端场景:五轴联动的价值所在
高端机床的界定标准,可归纳为数控化、联动轴数、精密度与加工效率等指标。多家机床企业在招股说明书中将“四轴及以上联动”“需五轴联动加工”“高精度、高复杂性”等列为高端标准,可见联动轴数是区分档次的关键变量。
五轴联动之所以重要,在于它同时改善精度与效率:一次装夹完成多面加工,避免反复装夹带来的重复定位误差,也缩短了上下料辅助时间。此外,它还能延长刀具等耗材的使用寿命,降低设备采购成本与工具使用成本,体现出更好的经济性。这类能力对应的,正是航空航天、精密模具等对空间复杂型面有加工需求的场景。
从国产化程度看,差距仍然明显。2014至2018年间,低档数控机床国产化率由65%升至82%,中档由45%升至65%,而高档数控机床国产化率仅由2%提升至6%,仍处于低位。数控化率方面,2007至2020年我国机床数控化率由17%提升到43%;而2019年日本金属切削机床数控化率达90%、美国81%、德国75%、中国37%,若以发达国家水平为追赶目标,仍有较大提升空间。
常见问题
五轴联动数控机床的核心优势是什么?
五轴联动在三个直线轴之外增加两个回转轴,可任意调整刀具或工件姿态,加工空间复杂型面。它只需一次装夹即可完成铣削、钻孔、攻丝等多面加工,减少重复定位误差,缩短辅助时间,同时延长刀具等耗材寿命,降低设备采购与工具使用成本。
工业母机的下游需求主要集中在哪些领域?
机床用于一切加工精度要求较高、表面颗粒度较细的零部件生产,因此下游覆盖广泛制造领域。从产品结构看,金属切削机床约占机床总量的三分之二,是需求主体;成形机床则覆盖冲压、折弯、剪切、压力等加工环节。
国内高端工业母机的发展现状如何?
我国是机床大国但“大而不强”:中低端产品为主,高档数控机床产量占比低,关键零部件依赖进口。2018年高档数控机床国产化率为6%,仍处于低位;2019年金属切削机床数控化率37%,与日本、美国、德国存在明显差距。