复合冷挤压是一种利用模具进行高效、高质量、低能耗、低成本的加工工艺，在现代加工生产中具有重要的地位。然而在成形过程中，模具受到很大的载荷，尤其凹模受到的载荷最大、最复杂，最容易造成失效。预应力结构凹模是一种能显著提高凹模寿命的有效方法。预应力结构凹模实质上是在凹模的周围施加一种预应力，在凹模工作时用来抵消或者部分抵消金属坯料对凹模的载荷，对凹模具有很好的保护作用。预应力凹模一般分为组合预应力凹模和钢带缠绕预应力凹模。钢带缠绕预应力凹模是一种能提供更大预应力的新型模具，在国外已经研制成功，并投入生产，在国内此类模具的研制，尚处于起步阶段，若能研制成功，将对模具的发展产生积极的影响。本文综合运用数值模拟、理论分析和试验研究的方法，对复合冷挤压凹模在工作时的受力情况进行了分析，并对钢带缠绕预应力凹模的缠绕做了研究，取得了具有实际意义的重要经验和结论。首先系统研究了冷挤压数值模拟的关键技术，为后续的有限元分析提供了技术支持。在此基础上，以某单位生产的冷挤压件以及凹模为研究对象，运用接触约束和网格重划分的方法，对组合预应力凹模和厚壁筒凹模的冷挤压过程中的凹模受力情况分别进行了有限元分析，得到了挤压凹模的等效应力分布情况，通过对比可知预应力过小是导致凹模失效的最根本的原因，论证了预应力对提高凹模的寿命具有重要的意义。为寻求一种能提供更大预应力的凹模，对钢带缠绕预应力凹模的研究被提上日程。钢带缠绕预应力凹模无法直接测得钢带所提供的预应力，通过理论计算得到预紧力和凹模内径位移量之间的关系，并通过数值模拟验证其结果的可信度。测量钢带缠绕预应力凹模的模芯内径在缠绕前后的位移量，再利用预紧力和凹模内径位移量之间的关系，可以得到钢带缠绕预应力凹模提供的预应力。其次为了顺利进行钢带缠绕预应力凹模的缠绕，对钢带缠绕预应力凹模的缠绕工艺进行了研究，是进行钢带缠绕的基础。钢带缠绕的起头和收尾是关系到缠绕能否正常进行的关键，通过分析可知胶结是最理想的选择。根据相关的国家标准，对高强度金属胶进行拉伸剪切强度的试验，通过对四种高强度金属胶的抗剪切强度的比较分析，选用的高强度金属胶能满足需要。设计并制造了钢带缠绕的收尾夹具，为缠绕的顺利进行提供了保障。最后对钢带缠绕预应力凹模进行缠绕，缠绕前对缠绕设备的张力系统进行了校正，确保设备输出张力的准确性，与此同时对所用的钢带，按照国家相关的标准要求来制作试样，进行抗拉强度的试验，为钢带在缠绕时所施加的拉力提供指导。设计并制造缠绕所用的模套，通过多点测量求平均值的方法，测得在缠绕前后内径的变化量，进而得到钢带缠绕预应力凹模提供的预应力。并在同等条件下和组合预应力凹模提供的预应力进行了对比，论证了钢带缠绕预应力凹模的优越性。综上所述，本文所做的研究工作为钢带缠绕预紧力凹模的设计和制造，提供了借鉴，并指出了其先进性，为其进一步的研究提供了理论和技术上的铺垫。