大口径厚壁管是火电、核电、石油化工等行业的核心基础构件,常用于大型建筑承力件与高温高压流体运输。近年来,我国在大口径厚壁管生产工艺上取得了创新性的研究成果,但在生产过程中仍受模具磨损问题困扰而影响产品产量与质量。本文通过理论分析与有限元模拟结合的方法,对影响模具磨损的主要因素:挤压力大小展开分析,基于上限法推导了大口径厚壁管成形过程中挤压力计算公式,结合有限元法得到了最佳挤压角角度取值范围为57°～59°;通过分析模具实际工况,设计了高温硬度、高温磨损、模具软化三种试验,建立了适用于大口径厚壁管热挤压模具的磨损规律;并对DEFORM 10.0软件进行了二次开发,将所得磨损规律成功应用于对热挤压模具磨损的预测;之后利用正交试验法,研究了模具型腔四种参数:挤压角角度、过渡圆角R₁、过渡圆角R₂、定径带长度,对挤压力峰值、模具磨损峰值、磨损均方差、金属流速均方差的影响。并观察到在挤压角角度不变的情况下,挤压力峰值波动不大,验证了预先确定挤压角角度再对热挤压模具型腔其他参数进行优化的思路是可行的,最后得到了最佳参数组合:挤压角角度为58°、过渡圆角R₁为120 mm、过渡圆角R₂为120mm、定径带长度h为120 mm;取最佳参数下热挤压模具型腔Y坐标值与磨损值,利用BP神经网络建立彼此之间的映射关系网络,并将该网络作为遗传算法的适应度函数,以等磨损为优化目标,对热挤压模具型腔进行迭代寻优,其结果利用三次多项式拟合,型腔曲线公式可表达为:y（28）368.4856-0.3462?x（10）0.0099?x²-1.5857?10^-5?x³;将磨损峰值、磨损均方差、金属流速均方差三种考核标准用于对寻优结果进行考核,其结果较正交试验结果均有所改善。为大口径厚壁管热挤压模具型腔设计提供了技术指导。