行星滚柱丝杠是直线执行器的核心零部件，成本占比高达64.2%。国海证券发布的机器人关节报告指出，其加工工艺以外螺纹和内螺纹磨削为主，需经粗磨-半精磨-精磨-终磨四阶段达到P0级精度（导程误差±3μm）。目前高端精密螺纹磨床仍依赖进口，但华辰装备、秦川机床、日发精机等国内厂商正加速突破。本文基于该报告，深入解析行星滚柱丝杠的加工工艺、设备参数与国产替代进展。
工艺路径——磨削为主，车削与旋风铣削为辅
行星滚柱丝杠的螺纹加工主要有磨削、车削和旋风铣削三种方式。磨削是当前最成熟、精度最高的加工方式——通过砂轮高速回转切削，工件绕自身轴线做螺旋运动，磨削出内/外螺纹滚道。磨削过程一般经四个阶段：粗磨快速去除大部分余量→半精磨达到一定加工精度→精磨接近最终精度→终磨达到图纸要求的精度和表面质量。
车削（以车代磨）采用CBN刀具等高硬度刀具，加工效率是磨削的4-6倍，能耗仅为磨削的1/5。优点是一次装夹可完成多种表面加工，表面残余应力分布均匀，增加疲劳寿命；适用于长径比小的滚珠丝杠。旋风铣削在数控车床上配套高速铣削螺纹动力头，一刀成型、加工达半精磨精度，采用压缩空气排屑冷却，适于较长及长径比大的丝杠。内螺纹磨削的核心难点在于砂轮尺寸小（需通过磨杆与电主轴连接）、磨杆与螺母端面可能干涉（特别是大导程螺母）。
磨削设备——粗磨到终磨的四阶段精度控制
内螺纹磨削工艺涉及砂轮修整和内螺纹加工两类参数调控。砂轮修整方式有三种：金刚笔修整（时间长、精度低，不适用大批量）、金刚石滚轮修整（成型面精度高、效率快，但不同廓形需不同滚轮）、金刚石碟轮修整（精度和效率都高，可选用不同直径磨削刃弧满足不同齿廓要求，是目前主流方案）。
国内PRSM螺纹磨削加工中，半精磨后需进行时效热处理以消除应力，再经精磨和终磨达到最终精度。秦川机床内螺纹磨床加工丝杠精度达P0级，滚珠丝杠副产品精度稳定达P2级（部分P1、P0级），行星丝杠副产品精度P3级。华辰装备精密内螺纹磨床最小加工内径Φ4mm、螺母长径比10倍以上、导程极限误差0.001mm、螺纹中径一致性0.001mm、表面粗糙度
国产替代——华辰装备、秦川机床、日发精机的布局
精密螺纹磨床市场长期由德国、瑞士等进口设备主导，国内厂商正加速突破。华辰装备是丝杠磨床国产化的核心标的——其P0级滚珠丝杠磨床（导程误差±3μm）2025年3月获福立旺100台订单，用于人形机器人行星滚柱丝杠制造，首批设备2025年9月交付。公司亚微米随动磨床可应用于RV减速器及谐波减速器核心零件精密磨削。
秦川机床自2022年开始布局，其内螺纹磨床精度P0级，滚珠丝杠副产品精度P2级（部分P1/P0），行星丝杠副产品精度P3级。高档工业母机创新基地2024年五轴机床台数同比增速超100%，2025年底完成项目建设。日发精机数控螺纹磨床2023年研发完成，可用于加工新能源汽车、人形机器人、工业母机等行业的丝杆与螺母，已向贝斯特、五洲新春等客户交付。浙海德曼车床可实现0.5μm主轴跳动精度，已向人形机器人行业销售定制开发产品。设备国产化的推进，将直接降低行星滚柱丝杠的加工成本，为人形机器人线性执行器的规模化应用创造条件。
表4：主要螺纹磨床设备参数对比| 厂商 | 设备型号 | 加工精度 | 核心参数 |
|---|
| 华辰装备 | 精密内螺纹磨床 | P0级（导程误差±3μm） | 最小内径Φ4mm、长径比10倍 |
| 秦川机床 | 内螺纹磨床 | P0级 | 滚珠丝杠P2/P1/P0，行星丝杠P3 |
| 日发精机 | SKD7620W | 高精度 | 最大磨削ø150mm、中径变动0.006mm |
| 浙海德曼 | 数控车床 | 0.5μm主轴跳动 | 已用于人形机器人定制开发 |
