主轴

摘要：国内主轴企业飞速发展，不断提高自主创新能力，推动主轴行业的可持续发展。逐步掌握了机床主轴的关键生产技术和加工装配工艺，通过持续技术创新和生产工艺积累，其技术水平和市场占有率获得了长足的发展与提升。国内机械主轴市占率在70%左右，电主轴市占率在30%左右。我国数控机床主轴的市场份额长期被欧洲、日本等国家的主轴品牌占据，国内主轴产业经过数十年的发展，不断自主研发和汲取国外经验，国产主轴的产品质量、技术性能实现了大幅提升。未来，我国主轴行业将朝着进口替代、高速度、高精度、高刚度以及高速大功率、低俗大扭矩发展。

一、定义及分类

主轴是机床上带动刀具或工件旋转，产生切削运动的运动轴，在机床加工过程中，主轴发挥着重要作用，其性能很大程度上决定了整台机床的加工精度和生产效率，是机床实现切削加工的核心功能部件。按照主轴的驱动方式，机床主轴可分为机械主轴和电主轴两大类等，具体分类如下：

二、商业模式

1、采购模式

主轴生产企业主要采购轴承、钢材等原材料以及刀具磨具等生产耗材。采购部综合考虑生产计划、库存情况和到货周期等因素，根据“以产定采”及适度备货的原则制定具体的采购计划。企业综合考虑供应商产品质量、价格、供应能力和售后服务等因素，确定供应商并签订采购合同；企业收到供应商交付的产品后进行检验办理入库，按照合同约定与供应商进行款项结算。

2、生产模式

企业以市场需求为导向，采用“以销定产+适度备货”的生产模式，市场部根据在手订单和对市场需求的预判，制定业务订单下达给计划部，计划部根据库存数量、在制数量、交货数量等下达生产计划给生产部安排生产。主轴生产企业以自主生产为主，部分工序委外加工。生产过程包括粗加工、热处理、半精加工、表面处理、超精加工、精密装配和性能测试等环节，生产工艺流程长，对制造和装配工艺要求高，需要投入大量的高精密生产设备和先进检测仪器。

3、销售模式

主轴生产制造企业主要采用直销的销售模式，通过主动拜访、参加展会和客户介绍等方式与客户建立业务联系，向下游机床制造商销售电主轴、机械主轴及其他相关产品和提供主轴维修服务。在对客户批量销售前会经历一段时间的导入期。在与客户的初步合作阶段，客户一般会对企业的研发能力、制造能力和质量管控体系进行考察，企业产品经客户验证通过后，进入客户的供应商体系。在批量供货阶段，企业根据客户的订单安排生产、发货与结算，并提供必要的售前、售中和售后服务。

三、行业政策

1、主管部门及监管体制

主轴行业的主管部门主要为发改委和工信部，发改委主要负责制定主轴产业政策、审批发布主轴行业标准等，工信部主要负责制定主轴产业发展规划和发展战略、促进技术改革和产业优化等。

主轴行业自律性组织为中国机床工具工业协会。中国机床工具工业协会主要负责调查研究机床工具行业的现状及发展方向；接受政府部门委托，提出行业发展规划建议；推进行业自主创新与节能降耗，促进行业技术标准的制定与实施；组织国内外经贸技术交流，发布统计信息；通过自律，规范行业行为，促进企业公平竞争，推动行业持续健康发展。此外，中国机床工具工业协会下设有主轴功能部件分会，具体负责主轴产品标准的制定、组织开展交流活动和技术培训等工作，发挥主轴行业的自律性协调作用，促进我国主轴行业的技术进步和产业发展。

2、相关政策

政府各部门通过制定和实施一系列相关政策，为主轴发展提供支持和保障，促进其快速发展。2023年8月，工信部等七部门发布《机械行业稳增长工作方案（2023-2024年）》，重点提升主轴等专用零部件的可靠性、一致性、稳定性。推动我国主轴行业向产品高质量发展。2023年12月，发改委在《产业结构调整指导目录（2024年本）》中明确提到将高端数控机床用数控装置与工业软件：数控系统（具备5轴联动控制、高精度加工、高速加工、特殊专用加工工艺），伺服驱动及电机（包括主轴电机、力矩电机、直线电机及相关组件）列为鼓励类发展项目。推动我国主轴行业高质量发展。

四、发展历程

20世纪50年代末，我国主轴行业通过仿制欧美及前苏联样机开启国产自主化的序幕，并随着国内机床行业和机械工业的发展而逐渐成长起来。我国主轴行业主要依靠国营企业进行生产，技术水平相对较低。20世纪80年代随着改革开放的推进，我国主轴行业开始快速发展，部分产品开始进入国际市场。20世纪90年代，我国主轴企业开始加大技术研发和创新投入，提高产品的附加值和市场竞争力。21世纪初得益于中国经济的快速发展和中国机床工业庞大的生产和消费规模，国内主轴企业飞速发展，不断提高自主创新能力，推动主轴行业的可持续发展。逐步掌握了机床主轴的关键生产技术和加工装配工艺，通过持续技术创新和生产工艺积累，其技术水平和市场占有率获得了长足的发展与提升。

五、行业壁垒

1、技术壁垒

主轴属于技术密集型产品，其技术难度存在于研发、制造和装配等各个环节。主轴的研究与开发是一项复杂和系统的工作，既需要丰富扎实的专业理论知识，更需要长期大量的实践摸索。由于主轴涉及电机、接口、冷却、密封、润滑、清洁、松拉刀、换刀、预紧、高精密加工等多项关键技术，跨越多个专业领域和技术方向，要求主轴生产企业在研发人员、设备和资金方面进行长期持续投入，并从下游机床的性能要求和技术特点出发，开展有针对性的研发。德国、瑞士等国知名主轴企业的成立时间大多较长，其技术和品牌也是经过数代人的长期耕耘和积累才得以形成和建立。另外，领先的主轴企业对核心技术申请了专利保护，而行业新进入者缺乏技术积累与实践经验沉淀，有可能陷入侵权风险，在竞争中将处于劣势。因此，行业具有较高的技术门槛和壁垒。

2、制造壁垒

主轴通常由数十个至上百个精密零部件装配而成，各零部件生产工序较为复杂，工艺流程较长，涉及车、钻、镗、铣、磨等多种加工流程，每个生产环节的操作和控制都会影响到主轴的品质。要生产出满足机床厂商要求的具有高精度、高速度和高刚度等特点的主轴，通常对制造设备、工艺流程、生产环境和质量检测等具有较高的标准和要求。行业内知名主轴企业大多拥有大量精密制造设备，并积累了科学的生产管理能力和成熟稳定的生产工艺，为主轴的规模化生产提供了可能，保证了产品批间批内的一致性和稳定性。同时，主轴的生产是一个精益求精、追求卓越的过程，随着对生产环境的不断改善，质量检测手段的不断丰富，主轴的产品精度、可靠性等方面性能得到进一步提升。主轴企业通过生产中、生产后的严格质量控制，持续优化，逐渐构筑了较深的护城河。而行业新进入者难以在短时间内迅速掌握老牌主轴企业在长期的生产经营过程中逐步积累与改进的制造经验，行业具有显著的制造壁垒。

3、客户壁垒

由于主轴在机床部件中的重要性，主轴企业进入下游机床厂商的供应商体系难度较大。一般下游机床厂商选择主轴供应商时需履行较为严格的验证过程，同时要求主轴供应商具有完善的业务管理体系、质量控制体系、环境控制体系，以及较强的研发、生产、服务能力。主轴企业一旦成为下游机床厂商的合格供应商，双方将建立长期稳定的合作关系。新进入企业短时期内很难获得下游机床厂商的认可和合作，因此，主轴行业具有较高的客户合作壁垒。

4、资金壁垒

主轴行业属于重资产行业，主轴的生产对先进数控机床设备有一定的依赖性，高端精密机床主要依赖进口，且拥有高昂的进口税费与维护保养费用。新进入企业在业务开展阶段体量较小，通常难以积累庞大的资金，进行大规模设备投资。主轴产品的批量交付能力是衡量一个主轴企业实力的关键，新进入的企业由于规模小，技术相对落后，难以在短时间内保障产品质量并形成规模化的交付能力。同时，主轴行业具有明显的规模效应，企业在生产达到一定规模后，固定成本得到有效分摊，边际生产成本逐步下降，规模效益逐步显现，从而获得单位成本相对较低的竞争优势。因此，主轴行业具有一定的资金壁垒。

六、产业链

1、行业产业链分析

主轴所需材料主要包括轴承、钢材、铝材、电机等材料以及刀具磨具等加工耗材。其中钢材、铝材等金属材料主要用来制造转子芯、水套、钢筒、轴承座、电机、夹紧机构、卸刀机构和气密封机构等各种主轴零部件。中游则主要是主轴的生产与制造。下游则应用于各类机床，作为数控机床的重要功能部件，终端应用领域涉及汽车制造、消费电子、模具制造、航空航天、通用机械等众多行业。中国主轴行业产业链如下图所示：

主轴行业产业链

轴承

江苏力星通用钢球股份有限公司

人本股份有限公司

浙江五洲新春集团股份有限公司

浙江长盛滑动轴承股份有限公司

钢材

宝山钢铁股份有限公司

首都钢铁集团有限公司

鞍山钢铁集团有限公司

武汉钢铁集团公司

铝材

中国铝业集团有限公司

云南铝业股份有限公司

广东富铭铝业有限公司

广东兴发铝业有限公司

电机

中山大洋电机股份有限公司

卧龙电气驱动集团股份有限公司

宁波德昌电机股份有限公司

深圳市汇川技术股份有限公司

浙江方正电机股份有限公司

上游

深圳市爱贝科精密工业股份有限公司

广州市昊志机电股份有限公司

深圳市速锋科技股份有限公司

江苏思维福特机械科技股份有限公司

中游

机床

下游

汽车

消费电子

模具

航空航天

终端

从上游来看：主轴生产制造所需主要原材料的生产、供应企业众多，市场供应较为充分。主轴的生产加工对轴承的要求较高，目前轴承主要采购国外知名品牌。直接材料占主营业务成本的比重较高，其价格的波动将直接影响到企业的生产成本和毛利率。

从下游来看：汽车制造、消费电子、模具制造、航空航天、通用机械等行业受宏观经济周期和产业政策影响较大，当下游行业景气度较高时，数控机床等设备投资力度加大，主轴的市场需求相应较为旺盛，而当下游行业市场低迷时，数控机床等设备投资放缓，主轴的市场需求相应下降。

2、行业领先企业分析

（1）广州市昊志机电股份有限公司

广州市昊志机电股份有限公司成立于2002年，主要产品包括PCB钻孔机/成型机电主轴、数控金属/玻璃雕铣机电主轴、数控车床机械主轴/电主轴、走心车床电主轴、加工中心电主轴/机械主轴等。2022年昊志机电主轴业务营业收入为4.26亿元.2023年1-6月，营业收入为1.59亿元。

（2）深圳市速锋科技股份有限公司

速锋科技成立于2006年，是一家专业从事高端电主轴及其零配件的自主研发、生产制造、维修及销售服务一体化的国家高新技术企业。自成立以来一直坚持贯彻“专注、专业、专心”六字方针。以客户需求为导向，根据客户不同机床类型的需求，研发设计了PCB钻孔机/成型机电主轴、数控金属/玻璃雕铣机电主轴、高光电主轴、磨削电主轴、车床、磨床、加工中心电主轴等一系列主轴及相关配件产品。多年来，公司凭借高质量的产品，获得了广大客户的一致认可，在电主轴行业内树立了良好的口碑；通过不断的自主创新，拥有了多项发明专利和实用新型专利证书，逐步成为了国内电主轴行业的龙头企业之一。2022年公司营业收入为5602.26万元（电主轴中心业务收入2986.96万元），2023年1-6月速锋科技营业收入为2492.38万元。

七、行业现状

目前，机械主轴主要适配在车床、铣床、加工中心等通用型机床，在通用机械、模具制造、汽车制造、轨道交通等领域的应用程度较高，电主轴以其高速高精度的优势在高端机床和消费电子用精雕机中应用程度较高。国内机械主轴市占率在70%左右，电主轴市占率在30%左右。随着终端用户对产品加工精度和效率的要求越来越高，机床主轴须具备更高的转速和精度，电主轴市场占有率有望继续提升。

八、发展因素

1、机遇

（1）国家政策的鼓励和支持

主轴作为机床产业链的重要上游领域，关系到整个机床产业的转型升级与良性发展。近年来，国家出台多项政策大力支持机床行业发展，其中发改委在《产业结构调整指导目录（2019年本）》中明确提到“将高档数控机床及配套数控系统：五轴及以上联动数控机床，数控系统，高精密、高性能的切削工具、量具量仪和磨料磨具内的产品列为鼓励类发展项目”。2021年8月，国资委党委召开会议，从政策层面要求把科技创新摆在更加突出的位置，针对工业母机、高端芯片、新材料、新能源汽车等加强关键核心技术攻关，此次会议将工业母机列在技术攻关首位，并强调要加强上下游产业协同，努力打造原创技术“策源地”，积极推动包括主轴行业在内的整个机床产业发展。

（2）国产主轴进口替代

国产主轴曾经由于技术能力的限制，产品主要以低端为主，随着主轴企业技术实力的不断积累、发展与提高，产品结构不断向中高端迈进。另一方面，经过多年的发展和积累，国内主轴企业在制造水平、工艺技术、产品质量、产品种类等方面得到了较大提升，进一步缩小了与进口产品的差距，越来越多的下游客户采用国产主轴，未来国产主轴市场占有率有望继续上升。

（3）产业结构转型升级

目前我国正经历着由制造业大国向制造业强国的转变，处于产业结构调整的关键时期，包含主轴行业在内的整个机床产业作为国内产业结构调整和工业升级的先导产业具有至关重要的作用。新一轮的产业结构调整和升级，将是先进制造业替代传统制造业，在调整升级过程中，主轴市场也将迎来转型发展机遇，先进制造业对加工零件的精度、质量和效率提出更高要求，因此高精度、高刚度、高转速的主轴需求将不断增加。

2、挑战

（1）部分主轴关键零部件依赖国际品牌

主轴的核心部件主要包括转子芯、水套、轴承等。核心部件的质量是保证主轴技术水平的重要因素之一，其中轴承的性能寿命将直接决定主轴的性能指标和使用寿命。由于国内轴承厂商的研发制造能力与世界先进水平整体上还存在一定差距，目前我国中高档主轴所使用的轴承主要从欧洲、日本和中国台湾进口，对国际品牌的依赖程度较高。因此，提升国产轴承的研发能力和制造水平，提升主轴关键零部件的加工与装配精度，实现自主知识产权，是实现我国主轴行业转型升级的重要因素。

（2）高端技术人才不足，制约行业发展

主轴行业作为技术密集型行业，不仅需要涉及机械、电机、材料、电子技术等多学科专业人才团队，同时需要从业者具备精益求精、追求卓越和持续耕耘的工匠精神。世界知名高端主轴企业通常在该领域深耕了数十年，拥有经验丰富的技术队伍和长期积累的核心技术与工艺路线。而我国主轴行业起步较晚，行业内掌握高端技术与成熟经验的专业人才较为紧缺，普遍缺乏长期的技术积累或经验沉淀，在一定程度上制约了我国主轴行业的快速发展。

（3）原材料价格上涨

主要采购轴承、钢材等原材料以及刀具磨具等生产耗材，其中钢材生产企业众多，技术成熟，市场供应量较为充足；由于主轴的生产加工对轴承和刀具的要求较高，目前轴承、刀具主要采购国外知名品牌。报告期内，直接材料占主营业务成本的比重较高，其价格的波动将直接影响到主轴生产制造企业的生产成本和毛利率。如未来原材料价格上涨，而企业未能及时或者无法通过价格转移、工艺优化等方式应对因原材料价格上升导致的成本压力，则可能对企业的经营业绩和盈利水平产生不利影响。

九、竞争格局

目前国内机床产业大而不强，机床的核心技术主要集中在数控系统和关键功能部件，中国数控机床的高档数控系统和功能部件仍然主要依靠进口，中高端机床自主化率低。主轴作为数控机床的核心功能部件，对我国机床制造业走向自主化、高端化有着重要的意义。我国高品质主轴市场份额长期被欧洲日本等国家或地区的主轴品牌占据，我国低品质主轴市场竞争激烈，同质化较为严重，我国主轴行业位于第一梯队的企业有昊志机电，主轴营业收入超一亿元。第二梯队为爱贝科、速锋科技、思维福特以及无锡博华机电等企业。第三梯队则为其他中小型主轴生产制造企业。

十、发展趋势

我国数控机床主轴的市场份额长期被欧洲、日本等国家的主轴品牌占据，国内主轴产业经过数十年的发展，不断自主研发和汲取国外经验，国产主轴的产品质量、技术性能实现了大幅提升，国产主轴在国内市场的竞争力逐渐增强。随着主轴轴承及其润滑技术、精密加工技术、高速刀具及其接口技术、精密动平衡技术和主轴预紧技术等相关技术的发展，数控机床主轴高速度、高精度、高刚度已成为目前发展的主流趋势。在机加工领域，数控机床需要同时能够满足低速粗加工重切削和高速精加工的要求，因此数控机床主轴需要具备低速大扭矩、高速大功率的性能。未来，我国主轴行业将朝着进口替代、高速度、高精度、高刚度以及高速大功率、低俗大扭矩发展。