1982年，位于奥地利林茨市的WFL公司，创造性地研发出世界上第一款五轴车铣复合加工中心——WNC500S。自此，“一次装卡、全部完工”的车铣复合加工理念，在全球制造业范围内得到迅速普及。

　　随后的四十余年里，伴随机床行业数控技术和自动化技术的不断发展，以及汽车、航空航天、精密医疗器械等下游行业对成品精度和加工效率要求的不断提高，以车铣复合机床为代表的复合加工机床在机加工领域日益显现出难以替代的关键地位，成为当下国内外机床行业持续关注的焦点。

　　1 独特优势：一次装夹实现多序整合

　　机加工领域对复合加工类机床尚无统一的归类和定义。MIR通过对主流车铣复合机床厂商的产品线进行归纳总结，并结合整体市场发展情况，进行了分类，如图1所示。

图1 车铣复合机床分类

　　目前，大多数的车铣复合加工是由车削中心完成。车削中心是在车床刀架上配置动力头等刀具，从而实现铣削功能。由于刀架结构和外形尺寸的限制，以及动力头的功率小、转速低和刀具尺寸受限等原因，车削中心的功能仍以车为主，铣、钻功能仅用于满足一些基础的辅助加工。

　　五轴车铣复合加工中心可细分为摆头式和摇篮式两种类型，其中以摆头式为主。摇篮式五轴车铣复合加工中心的车削功能多为采购时的选配项，在转速和精度方面也不如摆头式强大，很少有机床厂商专门生产该类机型。

　　相较于传统的车削、铣削分序加工，车铣复合机床可以对工件仅进行一次装夹并整合多道机加工工序，由此避免由于定位基准转化而带来的误差积累，也能降低上下料和机床维修过程中的人工和时间成本。除此之外，高端车铣复合机床大都配置较为先进的实时检测功能，实现制造过程关键数据的在位检测和精度控制，进一步提高机加工精度。同样的加工需求下，车铣复合加工具有占地面积小、工艺链缩减、提高生产效率等方面的优势。

　　无论是“车+铣”还是“铣+车”，车铣复合加工并非仅限于在车床或加工中心基础上进行简单的功能添加，而是通过更为复杂的协同性车削与铣削工艺，在短时间内以较低的成本完成对高精度和复杂形状的加工要求。

　　2 车铣复合机床市场规模分析

　　近年来，在金切机床整体市场规模持续下滑的不利情形下，车铣复合机床市场反而表现出较为稳健的增长趋势，高于金切机床行业的整体增速。长期来看，车铣复合加工方式将对传统机床应用进行整合替代，在半导体设备、医疗器械、航空航天等行业尤为明显。精密零部件加工需求增加，会推动中高端车铣复合机床需求的持续增长(图2)。

图2 2019-2025E年车铣复合机床市场规模变化(按金额)

图3 2023年车铣复合机床各机型市场份额占比(按金额)

　　(1)车削中心市场

　　2012年之后，车削中心在中国市场开始逐渐兴起。车削中心应用范围广泛，几乎可以用于任何行业的车铣加工工序的整合。但目前来看，相当数量的下游厂商对复合加工的意识和优势认知仍然不足。

　　目前，各家车削中心厂商在努力开拓半导体、风电等新兴战略行业客户，减少对传统行业的客户群体依赖。新兴行业的潜在需求会极大程度带动车削中心未来市场规模的增长，预计到2025年市场规模将突破60亿元。

　　(2)五轴车铣复合加工中心市场

　　作为高端切削机床的代表，五轴车铣复合加工中心的市场规模近年来呈现明显上升趋势，平均规模增速高于机床整体市场。自2020年以来，主流机床厂商面对只增不减的需求，频繁对该类机型进行涨价，所以造成平均价格有所提升。

　　五轴车铣技术在军工、航空航天、船舶等领域具有广泛应用，尤其在航空航天领域形状复杂的异形零件的加工中更具优势。国外早已在航空航天领域大批采用此类机床代替传统的加工设备，而国内相关领域的应用率仍处于较低水平。

　　3 车铣复合机床的下游应用

　　汽车行业是车铣复合机床的主要下游应用行业(图4)。近几年新增的应用领域主要集中于新能源汽车、精密医疗器械、风电、航空航天等行业。车铣复合机床是叶轮、螺杆、重型发电机、汽轮机转子及大型柴油机曲轴等轴类和回转类复杂零件生产过程中公认最高效的加工方式。

　　除规模化生产外，在新产品研发阶段，使用车铣复合机床进行试验样品和模具的精密加工，也可大幅降低设计和制造难度。

图4 2023年车铣复合机床的下游行业应用分布(按金额)

　　4 国产车铣复合机床：普通机型全面替代，高端机型任重道远

　　车削中心方面，国内当前已拥有较为完备的技术条件和供应链体系。从数据可以看出，近年来国产车削中心的市场份额增长迅速，极大超越进口车削中心(图5)。海德曼、纽威等头部数控车床生产商早已布局车削中心的研发和生产，MAZAK、OKUMA等头部外资品牌也将越来越多的车削中心机型的生产环节和部分研发环节转移至国内工厂。

　　当前需求量较大的普通机型基本全部依靠国产，高端机型虽然仍以进口为主，但技术壁垒并非不可攻克。国内厂商均在持续进行研发投入，缩小与进口机型的差距，重点在提升加工精度、稳定性、车铣功率等方面。未来，国产车削中心有望对高端进口机型实现全面替代。

　　与车削中心国产化的进程的发展情形相反，生产能力更强的五轴车铣复合加工中心的国产化率仍处于较低水平，国产机型的核心部件也几乎全部依赖进口。而且，受前沿技术出口限制的影响，外资厂商短期内将机床生产转移至国内的可行性不大。

　　近年来，国产头部五轴厂商都有推出相关机型，但精度、数控系统、切削刀具等方面仍存在较高的技术壁垒，故障率也难以降低至可接受的范围，所以产品的市场认可度目前普遍不高。下游生产中仍会选择分序加工或采购DMG MORI、OKUMA、WFL、INDEX等日系和欧系厂商的进口机型(图6)。

图5 2019-2025E年国产与进口车削中心市场规模对比(按金额)

图6 2019-2025E国产与进口五轴车铣复合加工中心市场规模对比(按金额)

　　5 车铣复合机床厂商竞争格局

　　从2023年中国大陆地区的车削中心竞争格局来看，各厂商所占市场规模比较分散，TOP10厂商合计占比不超过30%，内资厂商占据绝大部分，外资厂商的车削中心机型也多为国内工厂生产(图7)。这是由于刀塔机等低端机型销量高，且没有技术壁垒，所以越来越多的机床厂商加入车削中心的研发和生产。国产替代进程的加速促进了国产车削中心机型丰富程度提高，厂商竞争格局将进一步分散化。

　　相较于车削中心，五轴车铣复合加工中心由于技术壁垒较高，从业厂商相对较少，所以竞争格局更加集中。头部厂商中，除一家内资厂商外，全部是外资厂商，且全部是进口机型，这类机型一般应用于航空、半导体等行业附加值极高的精密零部件加工(图8)。

图7 2023年车削中心厂商竞争格局(按金额)

图8 2023年五轴车铣复合加工中心厂商竞争格局(按金额)

　　6 结语

　　无论是新兴制造业的产能扩充，还是传统制造业的产线改造，车铣复合机床都在机加工领域的持续前进中扮演着不可或缺的角色。随着国产替代所带来的机床价格的持续降低，少工序、高精度的复合加工工艺也将逐渐得到更广泛的普及，未来在各个下游行业尤其是汽车和航空航天行业将得到更加普遍的应用，由此激发出车铣复合机床更为广阔的市场空间。

　　经过多年的研发投入，国产车铣复合机床对日系、台系普通进口机型的替代比例日益提高，逐渐占据主导地位。但是，在高端车铣复合机领域，无论是车削中心还是五轴车铣复合加工中心，国产厂商仍有难以攻克的技术壁垒，尤其是加工精度和机床稳定性方面，与进口机型仍有较大差距。面对车铣复合机床需求的日益扩大，主流国产机床厂商都在五轴车铣中心的研发和制造这一前沿赛道持续发力，高端车铣复合机床的全面国产化也将指日可待。

图9 五轴车铣复合加工中心加工的部分零部件