【国金证券】冷锻工艺：精度C3+高效低成本,人形机器人丝杠的理想工艺-260505（26页）.pdf

1、核心要点冷锻工艺是一种在室温下利用高压模具对金属坏料施加压力、使其发生塑性流动并直接成形（如螺纹、齿轮等）的金属塑性加工技术。该工艺无需加热材料，具有生产效率高、材料利用率高、尺寸一致性好、表面质量优以及金属流线连续、强度提升等优点，尤其适合大批量生产精密零部件。在行星滚柱丝杠的螺纹加工中，冷锻能够有效克服传统车铣磨工艺带来的成本高、效率低、质量不稳定等问题。螺纹滚压作为冷锻的核心应用，可实现无屑加工，加工效率提高数倍。冷锻工艺的核心优势在于高强度、高效率与低成本。通过塑性变形使金属流线连续，零件的抗疲劳性能显著优于切削件；滚压螺纹精度可达C3级，表面粗糙度低至Ra0.20.6，且螺纹抗拉强度

2、可提升20%以上。材料利用率高达95%以上，单件成本较传统磨削降低30%50%。这些优势使得冷锻在满足高承载、耐冲击、长寿命等严苛要求时表现出色，尤其在机器人领域具有不可替代的价值。在机器人应用中，冷锻工艺主要用于加工行星滚柱丝杠、关节轴承、齿轮等高承载传动部件这些部件需承受频繁启停、冲击载荷及长期磨损，而冷锻成形件凭借连续的金属流线和致密结构，可显著提升关节的可靠性与肴人形机器人放量在即，冷锻工艺不仅有望成为丝杠制造的主流技术路线，并且已成为行星滚柱丝杠、滚珠丝杠等关键传动部件大批量生产的核心技术。从竞争格局看，全球冷锻件市场规模2024年约342亿美元，预计2032年增至584亿美元，年复

3、合增长率约6.7%。国内冷锻产业链已形成较完整的布局：新坐标为全产业链龙头，覆盖材料、模具、设备及产品，并已获得滚珠丝杠传动结构专利；思进智能是A股首家冷成形装备上市公司，产品包括搓丝机、滚丝机、滚压机，正推进高端滚压机（目前依赖宝飞螺、肯尼福等进口品牌）的国产替代；恒锋工具在冷挤压成型刀具领域市占率国内第一，其螺纹滚轧轮、旋锻芯棒等广泛应用于丝杠加工；浙江黎明专注于精密冷锻零件，适用于高强度复杂零件；精锻科技是乘用车冷锻件主要国内厂商；三维大通则在电机轴、液压阀体冷锻技术方面具备隐形冠军实力，材料利用率可达90%。这些企业共同构成了国内冷锻工艺从设备、刀具到产品的完整生态。技术路线不确定风险

4、，下游需求不及预期风险。一、冷锻VS车铣磨：性能、效率和成本均具有优势性能对比：冷锻工艺有更高的强度和表面质量行星滚柱丝杠被视为人形机器人中最卡脖子的环节，其主要加工工艺为螺纹加工。丝杠螺母传动可将旋转运动转换为直线运动（或相反传递），主要分为滑动丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠三类。其中，滑动丝杠依靠滑动摩擦，结构简单但精度较差，传动效率仅为25%-50%；滚珠丝杠采用滚动摩擦，传动效率高达90%以上，精度高、效率高，但价格昂贵；行星滚柱丝杠则兼具承载能力强、耐冲击、体积小等优点，然而由于其结构复杂、加工难度大、成本高，至今未能广泛应用。行星滚柱丝杠与滚珠丝杠的核心区别在于，前者使用螺纹滚柱而非

5、滚珠作为负载的传递单元。(divcenter)图表1：丝杠螺母分类(/divcenter)螺纹加工方法众多，其中最广泛采用的是滚压法（属于锻压工艺，包括搓丝和滚丝）与切削法（包括车削、铣削、磨削等）。具体到高精度螺纹的加工，主要有两种工艺路径：一是“车铣磨”工艺，即对粗坏件进行热加工后，先通过车削和铣削完成粗加工，再以磨削进行余量精加工，从而获得高精度；二是“冷锻+磨削”工艺，即先利用冷轧技术将粗坏件直接加工至一定精度，随后再通过磨削完成余量精加工。与车铣磨工艺相比，冷锻工艺在提升产品强度和表面质量方面更具优势。车铣磨工艺通常用于对尺寸精度和表面光洁度要求较高的金属零件加工，能够满足精密应用的

6、需求；而冷锻工艺则能提供更高的材料强度和更优的表面质量，因而更适用于对零件性能要求严苛的领域，广泛用于生产高强度、高精度的金属零件。效率和成本对比：冷锻工艺大幅提速和降本车铣磨复合生产工艺较为复杂且加工速度较低，其粗加工采用车削或铣削，后道精加工采用磨削，具体可细分为车削、铣削和磨削三道工序。其中，车削通过旋转工件并用刀具切削表面来形成所需形状，通常用于加工轴、轴承等圆柱形零件；铣削则使用旋转刀具在工件表面上切削材料，以产生平面、凹槽、齿轮等复杂形状和轮廓；磨削作为高精度加工工艺，通过磨削轮对工件表面进行切削，以获得更高的表面精度和尺寸精度，常用于模具、轴承等精密零件的加工。冷锻工艺的优势是流