机器人产业推动冷锻工艺需求大增，下游市场前景广阔冷锻产业初探

前言：随着机器人产业的快速发展，其采用的一些制造工艺也开始收到市场关注，本篇就来说说其中的冷锻工艺。

一，行业背景

行星滚柱丝杠是人形机器人最卡脖子环节，其主要加工工艺为螺纹加工。丝杠螺母传动将旋转运动变换为直线运动（或相反传递），主要分为滑动丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。滑动丝杠是滑动摩擦、结构简单但精度差，传动效率 25%-50%；滚珠丝杠是滚动摩擦，传动效率约 90%-99%，精度高、效率高、但价格高。行星滚柱丝杠承载力强、耐冲击、体积小，但是由于结构复杂、加工难度大且成本高，一直没有得到广泛应用。行星丝杠与滚柱丝杠主要的区别在于负载的传递单元使用螺纹滚柱而不是滚珠。

螺纹加工方法很多，其中最广泛使用的是滚压法（锻压的一种，含搓丝和滚丝）和切削法（含车削、铣削、磨削等）。两类具体用于加工螺纹的方法是

（1）车铣磨，指对粗坯件进行热加工后，先用车削和铣削进行粗加工，后续余量精加工由磨削完成，以实现高精度；

（2）冷锻+磨削，指先采用冷轧技术直接将粗坯件加工至一定精度，后续余量精加工由磨削完成。

二，认识冷锻工艺

与车铣磨工艺相比，冷锻工艺加工的产品有更高的强度和表面质量。车铣磨工艺可以满足对零件尺寸精度和表面光洁度要求较高的应用领域，通常用于制造金属零件的加工。冷锻工艺可以提供更高的材料强度和表面质量，因此在一些对零件性能要求较高的领域得到广泛应用，通常用于生产高强度、高精度的金属零件。

进口设备冷锻精度已能达到 C5 加工精度，后续通过磨床可以稳定达到机器人需求精度。据宝飞螺披露，使用其冷成型机床可以使精度稳定在 C5，即导程精度在 300 毫米的标准测量长度上为±23μm。因此若前序工序采用冷锻，后续采用磨床，可以做到 C5 级以上精度并保持较好的稳定性和一致性。同时可以大幅减少后续磨床的工作量，从而降低对进口磨床的依赖。

1.冷锻工艺的优势：流程较短，效率较高

冷锻通过在室温下对金属坯料施加压力，使其发生塑性变形，从而形成所需的形状和尺寸。冷锻通常用于生产高强度、高精度的金属零件，例如汽车零部件、航空航天零件、工程机械零件等。

2.冷锻工艺的优势：通过提高生产效率和减少废料降本

冷锻加工螺纹相比车削加工螺纹、磨削加工螺纹效率更高，适合批量生产。磨削的丝杠工艺流程和生产周期都比较长，导致成本较高；而冷锻加工螺纹的生产周期和工艺路线都比较短，生产效率比较高，因此制造成本相对较低，因此冷锻丝杠更适合批量生产，磨制丝杠批量生产较为困难。

三，行业现状

1.加工端：已被新剑、南京工艺等批量应用

冷锻成形技术出现较早，国内已批量用于生产螺纹、齿轮、花键和螺杆等轴类零件。据《行星滚柱丝杠滚柱冷滚压成形机理与实验研究》，杭州新剑机器人股份有限公司、北京齿轮总厂和南京工艺装备厂等均有使用。但对于成形设备的认识、成形精度的控制和成形机理的理解方面有所欠缺，因此实际生产的零件质量有待提升。 国内已经掌握冷锻技术的主体包含新剑、北京齿轮、南京工艺、新坐标、青岛生建机械厂、太原科技大学、重庆大学等。

2.磨具端：恒锋工具，精密拉削刀具、花键量具等产品市占率第一

恒锋工具已布局多种冷挤压成型刀具，包含螺纹滚轧轮和旋锻芯棒等产品。目前公司研制了拉削刀具、冷挤压成型刀具、精密量具、齿轮刀具等精密复杂刃量具以及高效钻铣刀具、高效钢板钻、精密螺纹工具等精密高效类产品，成熟应用于国内汽车核心零部件、电站及舰船燃气轮机、航空发动机等各大主机厂。

3.设备端：滚压机是最核心设备，进口替代进行时

机器人通常采用的丝杠包含梯形、行星滚珠和行星滚柱丝杠。主流梯形丝杠采用滚丝机生产，滚丝机已基本实现国产替代。大部分梯形丝杠通过冷成形加工生产，成本低且产量大。我国普通滚丝机的技术水平已接近海外同类产品水平，滚压螺纹精度可达 4 级水平。

滚珠和滚柱丝杠采用冷成型滚压机可达到较高的精度，我国主要依赖海外进口。行星滚柱丝杠要求精度较高，能满足C5 级精度及以上的滚压机公司包含宝飞螺、肯尼福、伊瓦格等，此外，法国领英公司、日本 NACHI 公司、意大利 ORT 公司、德国 ROLLWALZTECHNIK 均有较好的布局。

四，相关上市公司

思进智能：其为 A 股首家冷成形装备制造行业的上市公司，为国内机械基础件行业提供了多种型号的多工位中、高端冷成形装备，部分产品实现了进口替代，其产品技术性能处于国内同类产品领先水平，产品的部分技术性能达到或接近国际先进水平，公司多工位冷成形装备产销量在国内位居行业前列。

新坐标：作为国内冷加工龙头，布局全产业链技术能力。覆盖材料、模具、设备、产品的全产业链技术研发。新坐标已布局丝杠工艺。据国家知识产权局披露，2023 年 5 月 6 日，新坐标申请了“一种应用于驻车制动系统的滚珠丝杠传动结构”，通过过盈连接结构连接在一起，改变了现有滚珠丝杠传动结构的制造工艺路径，使得滚珠丝杠传动结构的整体制造工艺得到了优化。

恒锋工具：已布局多种冷挤压成型刀具，包含螺纹滚轧轮和旋锻芯棒等产品。目前公司研制了拉削刀具、冷挤压成型刀具、精密量具、齿轮刀具等精密复杂刃量具以及高效钻铣刀具、高效钢板钻、精密螺纹工具等精密高效类产品，成熟应用于国内汽车核心零部件、电站及舰船燃气轮机、航空发动机等各大主机厂。

远东传动：投资6000多万元建设冷温精锻智能制造生产线、高端轿车纵轴智能生产装配线、德国TS GiM等速驱动轴四方机耐久试验台，已逐步形成一条具备锻造、精加工、热处理、总装、涂装、测试等智能制造生产能力的完整的产业链条。