在精锻成形工艺中,由于材料的剧烈变形及坯料与模具间的摩擦,成形过程中会产生大量的热。在变形温度较高时,还需要对模具进行预热。这种升温会导致模具产生一定的变形,从而影响成形件的尺寸精度。本文以精锻成形中应用广泛的组合凹模作为研究对象,通过理论推导、有限元模拟及工艺试验等方式,探究模具温度分布对其热弹性变形及成形件尺寸的影响。本文基于经典厚壁圆筒理论Lame公式及热弹性力学等相关理论,将模具的热变形与弹性变形线性叠加,推导出了精锻成形组合凹模热弹性变形理论公式,并将理论公式应用于不同层数的组合凹模,推导出了双层、三层、四层组合凹模的热弹性变形理论公式。采用MSC.MARC有限元软件,分别对均匀温度场下不同层数组合凹模进行模拟。结果表明,理论计算值与模拟值具有良好的一致性。在此基础上,将组合凹模热弹性变形理论公式推广至非均匀温度场下,探究温度分布对模具热弹性变形的影响。以双层组合凹模为例,分别构造线性、二次函数与指数函数三类非均匀温度场,采用理论推导计算其模具变形,并利用有限元模拟加以验证。结果表明,在非均匀温度场下,理论计算结果与模拟结果也具有良好的一致性。为进一步研究组合凹模在精锻过程中的热弹性变形,并检测模具内部的温度分布,设计了组合凹模温度采集装置,包括温度测定、数据采集与传输两个模块,由带预留孔的组合凹模、热电偶、数据采集卡及计算机等构成。将其应用于反挤压工艺试验,采集了3种变形温度下连续挤压过程中模具内部的温度数据及卸载冷却后的反挤压件尺寸,并与有限元模拟结果相比较,分析模具内部不同检测位置上的温度变化规律及其对反挤压件尺寸的影响。同时,提取模拟中的相关参数,利用理论公式预测模具在预热后及成形后的热弹性变形,并与模拟结果相比较,以验证理论公式的有效性。最终,基于非均匀温度场下组合凹模热弹性变形理论公式,为反挤压模具构造线性、二次函数及指数函数预热温度场,采用理论计算与有限元模拟相结合的方式,分析了不同预热温度场对模具热弹性变形及反挤压件尺寸的影响规律。