精密锻造成形技术,指零件仅通过锻造成形工艺,无需进行后续机械加工或者只需少量加工,就可以获得满足零件最终要求的工艺。在精密锻造成形工艺中,组合凹模凭借其在强度、寿命等方法的优势,得到了越来越广泛的应用。在工作时,坯料变形对组合凹模施加的内压力会使其发生弹性变形,影响锻件的精度,模具产生的拉应力会严重影响模具的强度与寿命。坯料与模具的预热,坯料在变形产生的热以及坯料与模具界面摩擦产生的热都会使组合凹模的温度升高。模具温度升高产生的热变形,也会影响锻件的精度,而模具产生的热应力也会对模具的强度及寿命产生影响。针对上述问题,本文对考虑热效应的精锻组合凹模设计方法进行研究。主要研究内容如下:考虑实际大规模工业生产中,模具温度趋于稳定的特点,推导出不同边界条件下三层组合凹模稳态温度场分布,并在稳态温度场下,推导出了组合凹模热弹性变形理论公式。考虑不同的温度场分布,对热弹性变形对组合凹模设计的影响进行分析。分析发现,稳态温度场分布,可以简化成线性温度场分布,这样可以更加方便预测组合凹模的热弹性变形。经常在有限元模拟中使用的均匀温度场假设,并不适用于设计组合凹模时计算模具的变形。基于理想弹塑性与线性强化材料,提出组合凹模自增强处理的解析方法。对自增强组合凹模的重要影响因素进行了分析,并与传统组合凹模进行对比。研究表明,与传统组合凹模相比,自增强组合凹模可以承受更大的工作压力。增大塑性区要比提高内层凹模材料的屈服强度更有效。自增强处理后可以选用较小内层凹模以节省昂贵的模具材料,可以使用更小的外层加强圈以节约工作空间,特别是对于多工位模具,有很重要的意义。对于线性强化模型,自增强处理对应变硬化程度小的材料效果要好。推导出考虑工作状态下热效应的自增强方法理论公式,选取考虑不同工作压力、不同温度场分布的案例进行分析。分析发现,有一定温度梯度的稳定温度场的热应力,可以抵消工作状态下的拉应力。在实际工作环境下,有一定温度梯度相对稳定的模具温度分布可能会增加模具的强度。与不考虑热效应的工作状态相比,实际工作环境下,自增强的效果可能会更明显。